Что такое нагрузочная диаграмма

НАГРУЗОЧНАЯ ДИАГРАММА

Смотреть что такое «НАГРУЗОЧНАЯ ДИАГРАММА» в других словарях:

нагрузочная диаграмма — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999] Тематики электротехника, основные понятия EN load chart … Справочник технического переводчика

нагрузочная диаграмма — apkrovos diagrama statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. load characteristic; load diagram vok. Belastungscharakteristik, f; Belastungsdiagramm, n; Belastungsschaubild, n; Lastcharakteristik, f; Lastdiagramm, n rus. график нагрузки, m;… … Automatikos terminų žodynas

нагрузочная диаграмма — Syn: диаграмма нагружения … Металлургический словарь терминов

нагрузочная диаграмма вращающегося электродвигателя — нагрузочная диаграмма Зависимость вращающего момента или тока в цепи якоря вращающегося электродвигателя от времени в течение рабочего цикла. [ГОСТ 27471 87] Тематики машины электрические вращающиеся в целом Синонимы нагрузочная диаграмма … Справочник технического переводчика

нагрузочная диаграмма исполнительного органа рабочей машины — 7 нагрузочная диаграмма исполнительного органа рабочей машины: Зависимость момента силы от времени на исполнительном органе рабочей машины Источник: ГОСТ Р 50369 92: Электроприводы. Термины и определения оригинал документа … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

нагрузочная диаграмма электродвигателя — 11 нагрузочная диаграмма электродвигателя: Зависимость развиваемого вращающимся электродвигателем момента или силы линейного электродвигателя от времени в технологическом цикле Источник: ГОСТ Р 50369 92: Электроприводы. Термины и определения… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

диаграмма нагружения — Syn: нагрузочная диаграмма … Металлургический словарь терминов

ГОСТ Р 50369-92: Электроприводы. Термины и определения — Терминология ГОСТ Р 50369 92: Электроприводы. Термины и определения оригинал документа: 3 (электро) двигатель (электропривода): Электромеханический преобразователь, предназначенный для преобразования электрической энергии в механическую.… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Belastungscharakteristik — apkrovos diagrama statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. load characteristic; load diagram vok. Belastungscharakteristik, f; Belastungsdiagramm, n; Belastungsschaubild, n; Lastcharakteristik, f; Lastdiagramm, n rus. график нагрузки, m;… … Automatikos terminų žodynas

Belastungsdiagramm — apkrovos diagrama statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. load characteristic; load diagram vok. Belastungscharakteristik, f; Belastungsdiagramm, n; Belastungsschaubild, n; Lastcharakteristik, f; Lastdiagramm, n rus. график нагрузки, m;… … Automatikos terminų žodynas

Источник

Нагрузочные диаграммы и тахограммы электроприводов

Обычно нагрузочные диаграммы строятся для статического режима работы, когда момент сопротивления равен моменту развиваемому двигателем: M_с=M.

Нагрузочная диаграмма электропривода.

Нагрузочные диаграммы могут быть построены расчетным путем на основании технологического процесса, характеризующего работу исполнительного органа производственного механизма и параметров передачи электропривода.

Нагрузочная диаграмма может быть построена также экспериментальным путем. В этом случае она чаще всего строится либо функцией тока, либо функцией мощности от времени.

Нагрузочная диаграмма строится для одного цикла работы. Циклом работы называется отрезок времени, в течение которого характер нагрузки не меняется. В цикл входят не только время работы, но и время паузы.

Если время разгона двигателя и время его замедления соизмеримы со временем работы, используются тахограммы.

Тахограммой называется зависимость изменения скорости во времени.

Так как при разгоне и замедлении согласно основному уравнению движения в электрическом приводе будет действовать динамический момент, его нужно учитывать при построении нагрузочной диаграммы.

Для того чтобы электропривод пришел во вращение нужно чтобы момент двигателя был больше момента сопротивления производственного механизма.

Для того чтобы электропривод замедлялся, нужно чтобы момент двигателя был больше момента сопротивления, тогда динамический момент будет отрицательным.

Если нагрузочная диаграмма снимается экспериментальным путем, то делается это с помощью самописцев, которые записывают либо мощность, либо ток. Нагрузочную диаграмму нужно привести к расчетному виду. Для этого делим ось времени на отрезки, проводим до пересечения с диаграммой и заменяем площадь ограниченной кривой прямоугольником, равным по площади.

Приведение нагрузочной диаграммы к расчетному виду.

Источник

44 Нагрузочные диаграммы электроприводов

При выборе двигателей по мощности в качестве исходного материала необходимо знать, как должна изменяться скорость электропривода во время во время рабочего процесса и как при этом изменяется во времени М_с механизма. Зависимости w_м=f(t) и М_с=f(t) называются, соответственно, тахограммой электропривода и нагрузочной диаграммой механизма. Они являются основой для расчета и построения нагрузочной диаграммы электропривода, т.е. зависимости М=f(t) электромагнитного момента двигателя от времени. Под нагрузочной диаграммой электропривода понимается также зависимость тока или мощности, развиваемой двигателем от времени. Нагрузочные диаграммы используются не только для проверки мощности предварительно выбранного электродвигателя, но и сопоставления перегрузочной способности двигателя с кратковременной перегрузкой.

Зависимости w_м=f(t) и М_с=f(t) при проектировании электропривода являются либо заданными, либо в задании на проектирование должны содержаться данные, достаточные для их расчета и построения.

Все многообразие производственных механизмов с точки зрения режимов работы электропривода можно разделить на механизмы непрерывного и механизмы циклического действия.

Особенностью механизмов непрерывного действия является продолжительный режим работы двигателя при неизменной заданной средней скорости w_ср=const. При этом время пуска и торможения электропривода ничтожно мало по сравнению с общим временем работы, на нагрев двигателя оно влияния не оказывает и при построении нагрузочных диаграмм может не учитываться. Тахограмма заданной скорости имеет вид прямой 1 (см. рисунок). Зависимости М_с=f(t) для механизмов непрерывного действия многообразны и это многообразие, можно подразделить на следую­щие типовые группы:

1. Механизмы с постоянной нагрузкой М_с=const.

2. Механизмы с переменной циклической нагрузкой М_с=f(t), регулярно повторяющейся в течение длительного времени.

3. Механизмы с переменной циклической нагрузкой, зависящей от пути М_с=f(a).

4. Механизмы со случайным характером нагрузки.

В большинстве случаев в случайной нагрузке рассматриваемых механизмов удается выделить регулярную циклическую составляющую. Кроме того, постоянство средней скорости w_ср=const дает основание для замены зависимости М_с=f(a) более удобной для расчетов зависимостью М_с=f(t).

Для рассматриваемой группы механизмов типовая зависимость М_с=f(t) в общем случае имеет вид циклической кривой 2. Частным случаем этой зависимости является работа с М_с=const (прямая 3). Обычно для удобства расчетов реальная зависимость М_с=f(t) заменяется ступенчатой зависимостью (ломанная 4).

Электропривод на изменение нагрузки реагирует изменением скорости двигателя и для достаточно удаленного от начала работы установившегося цикла тахограмма w=f(t) имеет вид кривой 5. Изменения скорости определяют значения динамического момента и, как следствие, нагрузочная диаграмма электропривода (двигателя) всегда отличается (кривая 6) от нагрузочной диаграммы механизма. Механическая инерция привода оказывает на нагрузку двигателя сглаживающее действие. При возрастании нагрузки скорость электропривода снижается и возрастающая нагрузка частично преодолевается, за счет освобождающейся из-за снижения скорости кинетической энергии, которая была запасена в период работы с малой нагрузкой, когда скорость возрастала.

Общим признаком механизмов циклического действия является наличие одного или нескольких включений двигателя и соответствующего числа пауз в каждом цикле. Зависимости w_м=f(t) для этих механизмов весьма разнообразны, причем на отдельных участках цикла работы возможно и изменение направления вращения механизма.

В виде примера на рисунке изображена тахограмма механизма циклического действия (ломаная 1). Ломаная 2 – примерный вид нагрузочной диаграммы механизма M_c=f(t). Нагрузочная диаграмма электропривода M=f(t) имеет вид ломаной 3. Из сравнения данного рисунка с предыдущим, можно сделать вывод, что механическая инерция электропривода механизмов циклического действия является фактором, увеличивающим нагрузку двигателя. Нагрузочная диаграмма электропривода этих механизмов является существенно неравномерней, чем у механизмов непрерывного действия.

Источник

Нагрузочные диаграммы электропривода и рабочей машины

Построение нагрузочной диаграммы электропривода является обязательным этапом при расчете мощности электродвигателя. Только на основе нагрузочной диаграммы можно проверить соответствие предварительно выбранной мощности электрической машины заданному режиму работы исполнительного механизма, как по перегрузочной способности, так и по нагреву. Построение нагрузочной диаграммы также предоставляет возможность выявить действительные условия работы исполнительного механизма при выбранном типе электропривода. Как правило, скорость электропривода и, как следствие рабочей машины, не остается постоянной, а непрерывно изменяется в результате колебания нагрузки и наличия некоторого наклона механической характеристики. На изменение скорости влияет и принудительное ее регулирование для соответствия требуемой технологии. Действительные значение скоростей и ускорений на отдельных этапах работы механизма могут быть выявлены лишь после расчета переходных процессов. Таким образом, только нагрузочная диаграмма привода определяет действительный характер движения системы.

Нагрузочная диаграмма электропривода, как правило, не похожа на нагрузочную диаграмму рабочей машины. Совпадение их может иметь место лишь при абсолютно жесткой механической характеристике, как у синхронного электродвигателя, или при нулевом значении момента инерции системы. Второй случай практически нереален, так как сама электрическая машина обладает весьма значительным моментом инерции. Если механическая характеристика электродвигателя имеет некоторый наклон, то нагрузочная диаграмма электропривода М_д = f(t), P_д = f(t) вследствие работы маховых масс всегда имеют более сглаженный характер, чем нагрузочные диаграммы рабочей машины. При пиках нагрузки маховые массы отдают часть запаса кинетической энергии, облегчая работу электрической машины. При сбросе нагрузки – наоборот, происходит зарядка маховых масс и электродвигатель при этом должен создавать момент, больший, чем момент, обусловленный статической нагрузкой. В случае J = ∞ имело бы место полное выравнивание графика нагрузки электрической машины, то есть при этом получили бы постоянный динамический момент М_д = const.

Иногда при резких пиковых нагрузках с целью сглаживания нагрузочной диаграммы электродвигателя искусственно увеличивают момент инерции, устанавливая маховик. При этом оказывается возможным выбирать двигатель не по перегрузочной способности, а по условиям нагрева, в результате чего номинальная мощность электрической машины может быть существенно снижена. Сглаживание диаграммы приводит также к уменьшению среднеквадратичного значения тока и, следовательно, к уменьшению потерь в обмотках электродвигателя. Также нужно иметь в виду, что установка дополнительного маховика приводит к увеличению момента холостого хода, следствием чего становится возрастание вентиляционных потерь и потерь в подшипниках.

Совершенно естественно, что установка маховика влечет за собой увеличение расходов электроэнергии и требует дополнительных капитальных затрат. Поэтому целесообразность наличия маховика должна быть подтверждена технико-экономическим расчетом. Как правило, приходится рассматривать несколько вариантов электроприводов с двигателями различной мощности и разными величинами дополнительных маховых масс и выбирать наиболее экономичный с точки зрения капитальных затрат и эксплуатационных расходов.

Использование маховиков в приводах с пиковой нагрузкой позволяет также снизить пики тока в питающей сети и улучшить условия работы других электроприемников. Однако в настоящее время при современном преобразовательном оборудовании и больших мощностях заводских подстанций вопрос о сглаживании графиков нагрузки потребителей электрической энергии не является актуальным. Поэтому вопрос об установке маховике решается исключительно с точки зрения технико-экономической целесообразности для конкретного электропривода.

Источник

Нагрузочные диаграммы механизма и двигателя.

Исходные данные для выбора двигателя обычно представляются в виде нагрузочных диаграмм механизма, т.е. зависимостей М_с(t) и w(t) и приведенного момента инерции J_м¢ (см. п.2.2). Зависимость w (t) иногда называют тахограммой. Иногда М_с(t) зависит от пути, в этом случае при известной скорости можно перестроить заданный график М_с(j), получив его в виде М_с(t).

Нагрузочные диаграммы механизма, вообще говоря, могут иметь любой вид, однако всегда можно выделить цикл, т.е. промежуток времени t_ц, через который диаграмма повторяется. Если характер работы таков, что режимы воспроизводятся плохо (лифт, подъемный кран и т.п.), строят нагрузочные диаграммы для наиболее вероятного или наиболее тяжелого цикла.

Следует особо подчеркнуть, что для обоснованного выбора двигателя требуемая нагрузочная диаграмма механизма должна быть известна. На рис. 7.2 в качестве примера приведены требуемые нагрузочная диаграмма и тахограмма некоторого механизма (верхние для графика).

Рис. 7.2. Нагрузочные диаграммы механизма и двигателя

Для предварительного выбора двигателя по известной нагрузочной диаграмме механизма можно найти средний момент статической нагрузки

,

где М_{c i} – момент статической нагрузки на i-ом интервале;

t_i – продолжительность i-ого интервала;

Номинальный момент искомого двигателя с учетом динамических нагрузок может быть оценен как

.

В качестве номинальной скорости следует взять w_макс, если регулирование однозонное вниз от основной скорости, или w_мин, если регулирование однозонное вверх от основной скорости. По найденным таким образом величинам М_н и w _н можно выбрать двигатель по каталогу и, следовательно, определить его момент инерции, построить механические характеристики, кривые переходных процессов.

После того, как двигатель предварительно выбран, можно перейти к построению нагрузочной диаграммы двигателя, т.е. зависимости М(t). Это построение сводится к решению уравнения движения

одним из описанных в гл.5 приемов.

Нетрудно видеть, что нагрузочная диаграмма двигателя существенно отличается от нагрузочной диаграммы механизма. На рис. 7.3 – 7.5 показано еще несколько типичных нагрузочных диаграмм и соответствующие

динамические характеристики привода.

Рис. 7.3 соответствует случаю, когда механизм с M_с = const работает

в режиме изменяющейся скорости. Идеализированная динамическая механическая характеристика показана внизу. Следует отметить, что при построении нагрузочных диаграмм двигателя часто прибегают к подобной идеализации, так как для целей выбора двигателя детали диаграммы, обусловленные особенностями конкретной характеристики, обычно несущественны.

Рис. 7.3. Нагрузочная диаграмма при М_с = const и w = var

На рис. 7.4 показана нагрузочная диаграмма привода, работающего в режиме частых пусков и торможений, осуществляемых по характеристикам, приведенным внизу. Графики w (t) М(t) построены в соответствии с правилами, изложенными в п. 5.2.

Рис. 7.4. Нагрузочная диаграмма при частых пусках – торможениях

На рис. 7.5 показаны нагрузочные диаграммы электропривода с пиковым характером нагрузки при линейной механической характеристике двигателя. Момент статической нагрузки изменяется мгновенно от М_с0 до М_с1. Момент, развиваемый двигателем при приложении М_с1 выразится как

,

а при снятии нагрузки

,

где .

Рис. 7.5. Нагрузочная диаграмма маховикового электропривода

Величины M¢, М¢¢ и w ¢, w ¢¢ при заданных t₁ и t₂ определяются значением T_м. Если T_м мала, то момент, развиваемый двигателем, будет повторять изменение М_с. Если, напротив, T_м велика, то M¢, М¢¢ и w ¢, w ¢ будут мало отличаться от соответствующих средних значений М_{с ср} и w _ср благодаря тому, что энергия, запасенная во вращающихся частях привода на интервале t₁ (М_с=М_с0 ) будет расходоваться на покрытие пика нагрузки на интервале t₂ (М_с=М_с1). При w »w _ср эта энергия пропорциональна площадям, заштрихованным на рис. 7.5. «Спрямление» нагрузочной диаграммы двигателя при пиковом характере нагрузки часто оказывается весьма полезным, так как позволяет снизить требования к перегрузочной способности двигателя и уменьшить потери в двигателе.

Увеличение Т_м в этих случаях достигается использованием маховика с моментом инерции и выбором соответствующей величины жесткости механической характеристики двигателя b.

Нагрузочная диаграмма двигателя, как отмечалось, служит основой для проверки предварительно выбранного двигателя по перегрузочной способности и по нагреву.

Проверка по перегрузочной способности сводится к проверке выполнения условия

,

где — максимальный момент из нагрузочной диаграммы двигателя;

— допустимый по перегрузке момент двигателя.

Для двигателя постоянного тока нормального исполнения

;

для асинхронного двигателя с учетом возможного снижения напряжения питания на 10%

;

для синхронного двигателя нормального исполнения

.

Асинхронные короткозамкнутые двигатели дополнительно проверяются по пусковому моменту; для нормального пуска должно выполняться условие:

,

где — максимальный момент статической нагрузки, при котором должен выполняться пуск привода;

— пусковой момент двигателя.

Проверка по нагреву, сводящаяся к оценке фактической температуры изоляции обмоток двигателя и сравнению ее с допустимой, также выполняется с использованием нагрузочных диаграмм двигателя. Эта операция выполняется с использованием тепловой модели двигателя.

Источник