 Автор: Ключев В.И. Издательство: Энергия
Год: 1971
Страниц: 320
Формат: DJVU
Качество: отличное
УДК 62-83
В книге рассматриваются динамические нагрузки электроприводов и их зависимость от параметров электромеханических систем, выявляются оптимальные структуры систем управления. Анализируются способы формирования переходных процессов пуска, реверса и торможения электроприводов по системе управляемый преобразователь — двигатель. С учетом упругих связей рассматриваются процессы резких стопорений механизмов, работающих на упор, и процессы выбора зазоров в передачах; излагаются методы расчета параметров электропривода из условия ограничения динамических нагрузок в этих режимах Рассматриваются электромеханические колебания, возникающие вследствие погрешностей передач электропривода. Основные положения книги поясняются примерами расчета динамических режимов электроприводов производственных механизмов.
Книга рассчитана на инженерно-технических работников, занимающихся проектированием, исследованием, наладкой и эксплуатацией электроприводов экскаваторов, подъемно-транспортиых машин н других промышленных установок, и может быть полезна студентам электромеханических специальностей.
ВВЕДЕНИЕ
Ограничение электрических и механических нагрузок допустимыми значениями является одной из наиболее общих и сложных задач, решаемых при проектировании автоматизированного электропривода. Надежность, долговечность и производительность механизмов непосредственно зависят от надежности и динамических качеств системы электропривода. Поэтому изучение динамических нагрузок электропривода, анализ влияния его параметров на величину этих нагрузок, а также разработка надежных и совершенных систем автоматического ограничения момента электропривода имеют важное практическое значение.
Этот комплекс вопросов составляет содержание данной книги. Он особенно важен для электроприводов реверсивных механизмов, работающих в интенсивном повторно-кратковременном режиме. Ограничения, накладываемые на электрические и механические нагрузки, всегда в той или иной степени снижают производительность таких механизмов. Максимальная производительность достижима только при условии эффективного использования допустимых токов, моментов, усилий и ускорений во всех переходных процессах. Так возникает необходимость формирования оптимальных переходных процессов электропривода, обеспечивающих при наложенных ограничениях максимум производительности механизма. Решение этой задачи в общем виде возможно универсальными математическими методами нахождения оптимальных законов управления, разработанными в общей теории оптимального управления.
В данной книге основное внимание уделено "анализу физических причин, вызывающих необходимость ограничения тех или иных координат системы, и количественным оценкам этих ограничений. Оптимальная форма переходных процессов электропривода, как правило, определяется наложенными ограничениями, а ее абсолютно точная реализация не является необходимой. Производительность механизма, достаточно близкая к максимальной, практически обеспечивается формированием процессов, близких к оптимальным. При этом выбор оптимальной структуры системы управления может быть произведен на основании анализа физических особенностей типовых способов формирования переходных процессов электропривода. Среди последних особый интерес вызывает структура систем подчиненного регулирования параметров электропривода [Л. 19, 29, 61—66], которой в книге уделено значительное внимание.
Электропривод представляет собой сложную электромеханическую систему, электрическая и механическая части которой находятся в тесной взаимосвязи. Анализ динамических нагрузок такой системы возможен только на основании учета как основных электрических связей, так и главных упругих механических связей между движущимися массами системы. Рассмотрение основных закономерностей, характеризующих взаимодействие электрической и механической части привода, позволяет уточнить представления об оптимальном быстродействии системы управления и на этой основе дать рекомендации по выбору параметров оптимальной структуры системы регулирования момента электропривода.
Поэтому значительная часть книги посвящена анализу динамических процессов в механическом оборудовании. Целью такого рассмотрения во всех случаях является получение качественных и количественных оценок влияния параметров электропривода на динамические нагрузки в механическом оборудовании, на основании которых можно рекомендовать выбор электрических параметров, обеспечивающий при прочих равных условиях минимальные механические нагрузки. При такой постановке задачи оправдано значительное упрощение расчетных электромеханических схем, которое позволило во многих случаях получить удобные для физического анализа и инженерных расчетов аналитические соотношения. Более строгий и исчерпывающий анализ динамических нагрузок механического оборудования, необходимый для расчетов конструкций на прочность, читатель найдет в технической литературе, посвященной вопросам динамики и прочности машин [Л. 11—18].
В основе книги лежат научные исследования и практические разрботки в области электропривода основных механизмов экскаваторов, выполненные на кафедре ЭПП МЭИ при непосредственном участии автора. Эти работы выполнены в тесном сотрудничестве с коллективами специалистов — электроприводчиков НКМЗ и треста «Энергоуголь», роль которых в успешном внедрении прогрессивной структуры схем управления на экскаваторах средней и большой производительности трудно переоценить. Ряд работ был проведен совместно с заводом «Динамо» (ВНИПТИ), УЗТМ, Ижорским машиностроительным заводом, институтом ВНИИэлектропривод и с кафедрой строительных машин МИСИ.
Усилиями творческих коллективов указанных предприятий и организаций, а также научных коллективов специальных кафедр ЛЭТИ, Ленинградского, Уральского, Львовского, Харьковского политехнических институтов, Московского и Днепропетровского горных институтов и ряда других накоплен обширный материал по различным вопросам теории и практики экскаваторных электроприводов, являющийся существенным вкладом в общую теорию электропривода. Эти материалы, естественно, не могли найти полного отражения в данной книге, но они в значительной степени определили в ней трактовку отдельных вопросов, представления о физике изучаемых явлений и о путях совершенствования систем ограничения момента электропривода.
При изложении материала книги автор стремился к общей постановке вопросов, имея в виду, что требование ограничения динамических нагрузок, как правило, определяет структуру системы управления электроприводом в процессах пуска и торможения. Однако нельзя не учитывать, что в общем случае к электроприводу предъявляется комплекс технологических требований, а на выбор структуры системы управления могут влиять условия эксплуатации электрооборудования и ряд других соображений. Поэтому отдельные практические рекомендации книги непосредственно относятся к электроприводам основных механизмов экскаваторов и подъемно-транспортных машин, а также других механизмов, родственных экскаваторным. При надлежащем учете специфики они могут быть полезны и в других практических случаях.
|