1. Części składowe funkcjonalnego układu napędowego. W1 – s.1
E- źródło energii elektrycznej
PE- przekształtnik energii elektrycznej
MR- maszyna robocza
UP- układ pomiarowy
US- układ sterujący
Z- zadajnik
1. . Części składowe funkcjonalnego układu napędowego. W1 – s.1
2.Zadania przekształtnika energii
Przekształtnik PE może nie tylko dopasowywać poziom napięcia zasilającego (np. transformator), ale też być elementem sterowanym (np. przetwornica elektromaszynowa, prostownik sterowany, falownik), dającym na wyjściu regulowane napięcie prądu stałego lub regulowane co do amplitudy, częstotliwości i fazy napięcie prądu przemiennego jednofazowego bądź wielofazowego
2. Zadania układu pomiarowego
Zadaniem układu pomiarowego jest wyznaczenie określonych przebiegów rzeczywistych występujących w systemie. Mogą być to napięcia i prądy, prędkości oraz momenty obrotowe silnika i maszyny roboczej, temperatura, położenia kątowe, itp.
Sygnały pomiarowe ulegają przekształceniom w układzie sterującym, określając stan pracy napędu,
3. Co to jest stan ustalony układu napędowego. Q1 – s.7
Stanem ustalonym w pracy układu elektrycznego nazywamy taki stan, w którym prędkość obrotowa n i prędkość kątowa w zespołu, mierzone w dowolnym punkcie układu, mają wartości stałe, a zatem gdy ich pierwsze pochodne względem czasu t są równe zeru.
3.Co to jest i z czego składa się moment oporowy
Moment obrotowy rozwijany przez silnik napędowy oznaczmy przez M, a moment obrotowy wymagany przez maszynę napędzaną przez Mm; moment ten będziemy nazywać momentem oporowym.
Moment oporowy będzie się składał z momentu obciążenia Mobc, tj. właściwego momentu użytkowego i z momentu Mf służącego do pokonania strat w przekładniach, łożyskach i strat na tarcie powietrza,
Jeżeli przyjmiemy, że do momentu Mm wlicza się moment na pokonanie strat w przekładni i strat mechanicznych w maszynie napędzanej, to gdy M=Mm napęd zachowuje równowagę dynamiczną, a więc pracuje w stanie ustalonym, tj. przy
dn/dt=0
4. Warunek stateczności (stabilność układu). W1 – s.9
Rys. 1.3. Charakterystyki mechaniczne: a) napęd stateczny,
b) napęd niestateczny
· napęd przy prędkości obrotowej n=np. jest stateczny gdy:
4. . Warunek niestateczności (niestabilność układu). W1 – s.9
Napęd raz wyprowadzony ze stanu ustalonego więcej do niego powrócić nie może. Napęd taki jest niestateczny (niestabilny).
W tym przypadku zakłócenie stanu ustalonego napędu pociąga za sobą oddalenie się punktu pracy zespołu od punktu p pracy w stanie ustalonym.
· napęd przy prędkości obrotowej n= np jest niestateczny gdy:
5. Co to jest zakres regulacji
· Zakres regulacji związany jest ze stosunkiem prędkości maksymalnej do prędkości minimalnej, jakie można osiągnąć przy znamionowym prądzie i napięciu, zwykle określanych liczbowo
Np. w tokarkach do metalu zakres regulacji może się zawierać w granicach (20/120): 1, w wiertarkach pionowych (2/12):1, we frezarkach (20/30):1 itp. W przypadku gdy ze względów technologicznych wymagana jest prędkość napędu w obu kierunkach mówimy o napędzie nawrotnym.
5. Co to jest kierunek regulacji
· Kierunek regulacji zwiększenie lub zmniejszenie prędkości kątowej w stosunku do jej wartości znamionowej (odpowiednio regulacja w górę lub w dół)
6. Co to jest moc znamionowa maszyny. W1 – s.17
- moc znamionowa PN wyrażona w W, mierzona na wale dla wszystkich silników lub mierzona na zaciskach twornika dla prądnic prądu stałego,
6.Prąd znamionowy maszyny
- prąd znamionowy IN wyrażony w A, pobierany ze źródła przez silnik w warunkach zasilania i obciążenia znamionowego lub prąd wydawany z zacisków twornika prądnicy,
7. Klasy izolacji uzwojeń
- klasa A (temp. 105oC),
- klasa E (temp. 120oC),
- klasa B (temp. 130oC),
- klasa F (temp. 155oC),
- klasa H (temp. 180oC).
8. Charakterystyki mechaniczne maszyn napędzanych. W2 – s.3
W którym:
· Mm0 – moment oporowy wywołany tarciem w częściach ruchomych,
· Mmn – moment oporowy urządzenia przy prędkości znamionowej,
· nn– prędkość znamionowa.
Wykładnik potęgowy X będzie miał zależnie od rodzaju urządzenia różne wartości. Należy zauważyć, że równanie (2.2) jest słuszne tylko wówczas, gdy n≠0. Jeżeli prędkość jest równa zeru, będzie występował inny moment oporowy niż Mm0, wywołany tarciem spoczynkowym. Moment ten w typowych łożyskach maszynowych jest większy od momentu tarcia ruchowego.
Można wyróżnić cztery grupy maszyn napędzanych, które opisane równaniem (2.2), różnić się będą wykładnikiem potęgowym X.
· Gdy X = 0, moment oporowy jest niezależny od prędkości wirowania (krzywa 1 na rys. 2.1). Do tej grupy należą takie urządzenia mechaniczne jak suwnice, dźwigi, maszyny wyciągowe, obrabiarki, walcarki, przenośniki taśmowe.
Rys. 2.1. Charakterystyki mechaniczne typowych urządzeń mechanicznych
Gdy X = 1 moment oporowy zmienia się liniowo w funkcji prędkości (krzywa 2 na rys. 2.1). Taką charakterystykę mechaniczną będzie miała obcowzbudna prądnica prądu stałego, obciążona stałą rezystancją.
Gdy X=2 uzyskuje się charakterystykę mechaniczną w kształcie paraboli (krzywa 3 na rys.2.1).
Do tej grupy należą urządzenia oparte na zasadzie siły odśrodkowej, a mianowicie pompy odśrodkowe, wentylatory, turbosprężarki, śruby okrętowe. Taką charakterystykę nazywamy w praktyce wentylatorową.
· Gdy X=−1 uzyskuje się charakterystykę mechaniczną w kształcie hiperboli (krzywa 4 na rys.2.1). Tego typu charakterystykę wykazują urządzenia do nawijania i rozwijania taśm i wstęg,
8. Charakterystyki mechaniczne maszyn napędzających. W2 – s.7
Rys. 2.3. Charakterystyki mechaniczne silników elektrycznych: 1 – idealnie sztywna, 2 – sztywna, 3 - podatna
Zasadniczo spotykamy się z trzema rodzajami charakterystyk mechanicznych silników elektrycznych, a mianowicie: idealnie sztywną, sztywną i podatną (rys. 2.3).
Prędkość obrotowa silnika o charakterystyce mechanicznej idealnie sztywnej jest stała i nie zależy do wielkości rozwijanego momentu. Taką charakterystykę mają silniki synchroniczne.
Jeżeli ze wzrostem obciążenia prędkość obrotowa silnika maleje nieznacznie, praktycznie biorąc liniowo i mówimy wtedy, że charakterystyka mechaniczna silnika jest sztywna. Do grupy tej zaliczmy silniki bocznikowe prądu stałego, silniki asynchroniczne i silniki bocznikowe komutatorowe prądu przemiennego. Taką charakterystykę nazywamy często bocznikową.
Jeżeli ze wzrostem obciążenia prędkość maleje bardzo znacznie, prawie hiperbolicznie, mówimy, że charakterystyka mechaniczna takiego silnika jest podatna (miękka).
Charakterystykę mechaniczną podatną mają silniki szeregowe prądu stałego i komutatorowe prądu przemiennego, jednofazowe oraz trójfazowe.
9. Co to jest charakterystyka mechaniczna naturalna. W2 – s.6
Charakterystyką mechaniczną naturalną nazywamy taką charakterystykę, która występuje przy znamionowych parametrach sieci zasilającej, przy normalnym włączeniu oraz braku elementów dodatkowych w obwodach elektrycznych..
9 Co to jest charakterystyka mechaniczna sztuczna
. Wszystkie inne charakterystyki mechaniczne nazywamy sztucznymi
10.Moment oporowy aktywny
W praktyce spotykamy również urządzenia mechaniczne o zmiennej energii potencjalnej. Dla przykładu rozpatrzymy pracę wciągarki w urządzeniach transportu pionowego. W trakcie podnoszenia ciężaru wzrasta jego energia potencjalna. Urządzenie jest odbiornikiem energii. Przy zmianie kierunku wirowania, w trakcie opuszczania ciężaru, mechanizm staje się wydajnikiem energii. Stąd wniosek, że ze zmianą kierunku wirowania zmienia się znak mocy na wale, a więc znak momentu oporowego nie ulega zmianie. Taki moment to moment aktywny.
10. Moment oporowy reaktywny
Moment oporowy urządzeń, które bez względu na kierunek ich wirowania są zawsze odbiornikami energii mają moment oporowy nazywany momentem reaktywnym. Charakterystyka Mm=f(n) takiego urządzenia na płaszczyźnie przebiega przez ćwiartkę pierwszą i trzecią, moc bowiem, która jest proporcjonalna do iloczynu momentu oraz prędkości przy obu kierunkach wirowania jest dodatnia. Moment oporowy reaktywny wykazuje np. urządzenie jazdy w poziomie mostu suwnicowego; przebieg jego jest pokazany na rys. 2.2.
Rys. 2.2. Momenty oporowe: reaktywny (1) i aktywny (2)
11. Charakterystyki mechaniczne silnika indukcyjnego przy zmianie U zasilającego
11. Charakterystyki mechaniczne silnika indukcyjnego przy zmianie rezystancji w obwodzie wirnika.
12. Na przykładzie charakterystyki mechanicznej silnika indukcyjnego i charakterystyki mechanicznej wentylatorowej urządzenia napędzanego wykazać która część charakterystyki mechanicznej silnika jest stabilna
12. Na przykładzie charakterystyki mechanicznej silnika indukcyjnego i charakterystyki mechanicznej ...
damiano_80