1.EMP Temeljne Zakonitosti Pogona-2009
-
Upload
danijel-stanic -
Category
Documents
-
view
120 -
download
1
Transcript of 1.EMP Temeljne Zakonitosti Pogona-2009
Suvremeni elektromotorni pogoni
Temeljne zakonitosti pogona
Definicijska shema reguliranogpogona prema IEC (HRN) normi
Energetski krug:• napajanje• pretvarač• motor• radni mehanizamUpravljački uređaji:• upravljački elementi• nadzor i zaštita• regulacija procesne veličine• komunikacija• protokoliranje• signalizacija stanja napajanja, pretvarača i motora
Suvremeni elektromotorni pogoni
Temeljne zakonitosti pogona
Radna stanja – kvadranti
I – motorski rad desni smjerII- generatorski rad desni
smjer
III- motorski rad lijevi smjer
IV- generatorski rad lijevi smjer
Suvremeni elektromotorni pogoni
Temeljne zakonitosti pogonaRad i energija u pogonu
Linijsko gibanje :
Rotacija :Rad = Sila x krak× kut
W = F x r
W (J) = M (Nm) x (rad)
1
F
Rad = Sila x put
F
A
B
1
r
A B
F
F
A
B r
x
Snaga = Sila x brzina
W (J) = F (N) x l (m)
P (W) = F (N) x v (m/s)
Snaga = Moment x brzina P (W) = M (Nm) x (rad/s)
Suvremeni elektromotorni pogoni
Temeljne zakonitosti pogonaTipična statička opterećenja – karakter tereta
Suvremeni elektromotorni pogoni
Temeljne zakonitosti pogona
• otporni (reaktivni) teret
motor određuje brzinu vrtnje
moment otpora (Mr) Motorski moment (Mm)
M rM m
Rotation
radni mehanizam pogonski motor
Mm = Mr + Mu Moment motora = moment tereta + moment ubrzanja
P = M x ω Snaga = moment x brzina vrtnje
W = P x t Energija = snaga x vrijeme Otporni teret tipično je trenje ili pretvorba u nepovratno djelovanje na predmete Moment ubrzanja pojavljuje se tijekom promjene brzine vrtnje - pri povećanju brzine akumulira se u gibajućim masama a tijekom smanjenja brzine akumulirana energija vraća se prema motoru
Suvremeni elektromotorni pogoni
Temeljne zakonitosti pogona• otporni momenti i sile
Suvremeni elektromotorni pogoni
Temeljne zakonitosti pogona• otporni momenti i sile
Suvremeni elektromotorni pogoni
Temeljne zakonitosti pogonakočni režim rada motora
moment tereta (Me) moment kočenja(Mk)
stroj određuje brzinu vrtnje – daje energiju
Me Mk
Rotacija
Brake
radni mehanizam pogonski motorkočnica
Mm + Mk = Mr - Mu (negativni momet ubrzanja = momet usporenja)
Moment motora + moment kočnice = moment tereta - moment usporenja
moguči slučajevi: zaustavljanje bez motora (isključen) - kočnica ostvaruje usporenje; bez kočnice + motor isključen = radni mehanizam usporava se zbog trenja; motor uključen u generatorskom režimu ostvaruje dodatni kočni moment
Mm
Suvremeni elektromotorni pogoni
Temeljne zakonitosti pogonaKarakteristični otporni momenti radnih mehanizama
Mr = Constant Mr = K
Speed
Torque
Speed
Torque
Speed
Torque
Mr = K2
Speed
Torque
Mr = K
-Princip Arhimedovog vijka
-Namatači -Obradna
vretena
-Ventilatori
-Centrifugalne pumpe
- Konvejer - Tračni transporteri
Suvremeni elektromotorni pogoni
Komponente momenta tereta
Suvremeni elektromotorni pogoni
Temeljne zakonitosti pogonaSile pri linearnom gibanju po vodoravnoj trasi snaga je: P = F x v
+
–
– +
Speed
Force
Q2 Q1
Q4Q3
Driving loadon slow-down FWD
REVDriving load
on slow-down
F
F
F
F
Braking
Normal reverse Braking
Normal forward
Suvremeni elektromotorni pogoni
Temeljne zakonitosti pogona - dizanje i spuštanje
• Vertikalno gibanje pri pri djelovanju mase tereta - dizanje
r
F
pogonski moment M = F x rbrzina dizanja v = r x snaga F x v = M x
tijekom spuštanja mijenja se smjer brzine a sila i momet su istog smjera - negativna snaga
• podignuti teret zadražava potencijalnu energiju koju pri spuštanju “vraća” pogonskom stroju
• tipični primjer aktivnog tereta
v
Suvremeni elektromotorni pogoni
Režimi rada u pogonu dizala
Suvremeni elektromotorni pogoni
Temeljne zakonitosti pogona
4 kvadranta pri gibanju na kosini ili dizanju i ispuštanju
+
+
brzina
sila
Q2 Q1
Q3
Driving loadonly duringslow-down
Driving loadfor continuous operation
and on slow-down
F
F
Q4
F
F
kočenje pri dizanju normalno dizanje
normalno spuštanjeubrzanje pri spuštanju
–
–
Suvremeni elektromotorni pogoni
Temeljne zakonitosti pogona
Smjer prijenosa energije
C
brzina (n)Q2
P < 0prijenos energije
N
Q1
P > 0prijenos energije
Motor Mains
CN
Moment(M)
Q3
P > 0prijenos energije
Motor Mreža
Q4
P < 0prijenos energije
Motor Mreža ili kočni slog
Motor
mreža ili kočni slog
CN
C
N-
+
+
---------------------------------------------------------
Suvremeni elektromotorni pogoni
Temeljne zakonitosti pogonaPrijenosnik - reduktor u pogonu > element konstantne snage
Moment
Brzina
reduktorMoment
Brzina
gubici
veliki momentniska brzina
POVEĆANJE MOMENTApovećanje brzine
Mali momentvelika brzina
M x = P =M x
motor
Suvremeni elektromotorni pogoni
Temeljne zakonitosti pogona – zahtjevi radnih mehanizama – zasnivanje pogona
• maksimalni motorski moment u prijelaznoj pojavi npr. pri startu
• potreba rada u više smjerova brzine vrtnje i reverziranje toka energije
Podaci se dobivaju iz:
• trajne snage
• mehaničke karakteristike moment/brzina
• inercija (moment inercije)
• potrebno vrijeme ubrzanja i usporenja
• smjerovi rotacije
P = Mmax x max
(W) (rad/s)(Nm)
Mm - Nm
1 - 4 kvadranta
M = f ()
J - m2 kg
tu (s)
kvadranti
• maksimalna snaga motora u trajnom radu
Karakteristike radnog mehanizma temeljni su podaci za izbor svih elemenata pogona.
P = M x
Suvremeni elektromotorni pogoni
Od motora do pogona
Primarni tehnološki zahtjevi – pretvorba električne energije u
mehaničku prema potrebi tehnološkog procesa
- potrebna brzina - potreban moment / snagaZadaci upravljanja
– štednja energije, optimalna potrošnja energije,
– ekonomičnost– jednostavnost rukovanja i
održavanja
Zahtjevi: radni mehanizamOstvarenje: pogonki sustav = motor + pretvarač + upravljački sustav
Suvremeni elektromotorni pogoni
Od motora do pogona
• Elektromotorni pogon = motor + energetski pretvaračIZ ZAHTJEVA STROJA SLIJEDI:
– izbor snage motora – izbor vrste motora– izbor osnovne brzine– izbor regulirane ili konstantne brzine– način upravljanja i regulacije
• Mehanička regulacija• Hidraulička regulacija• Električna regulacija