Sýskala, 22 L e k c e z e l e k r o e c h n i k y Víězslav Sýskala TÉA 6 Oddíl 1-2 Sylabus k émau 1. Definice elekrického pohonu 2. Terminologie 3. Výkonové dohody 4. Vyjádření pohybové rovnice 5. Pracovní režimy EP, druhy zaížení E
Elekrický pohon, definice Elekrický pohon je zařízení pro elekromechanickou přeměnu energie (včeně řízení éo přeměny), keré slouží k omu, aby předepsaným způsobem uvedlo poháněný pracovní mechanizmus nebo zpracovávanou láku do požadovaného pohybového savu. V elekrickém pohonu (EP) dochází k řízené přeměně elekrické energie na neelekrické formy energie (j. mechanickou práci kineickou a poenciální).
Obecná srukura regulovaného el. pohonu Zdroj elekrické energie (napájecí síť) Regu- láor spínací zařízení akční člen jisící zařízení el. moor mechanický. převod Pracovní mechanismus TEC H N O L O G I E ěřící zařízení (čidla, snímače, převodníky) ěřící Signalizační zařízení (čidla, a regulační snímače, zařízení převodníky) Tok el.energie Tok mech. energie Tok signálu TERINOLOGIE
1. Rozběh a urychlení pohonu lze definova jako přechod EP z klidu na jmenoviou, popř. jinou sanovenou rychlos. 2. Jízda (pohyb) usálenou rychlosí je pohybový sav vyznačující se konsanní rychlosí bez změny energie.
3. Brzdění je akivní snížení rychlosi pohonu. 4. Zasavení pohonu je přechod pohonu z pracovní rychlosi do klidu s zv. dobou zasavení.
5. Doběh pohonu je zasavení pohonu bez brzdění moorem. 6. Rozsah řízení rychlosi je rozsah mezi nejmenší a nejvěší provozní rychlosí, popř. jako poměr nejnižší rychlosi k nejvyšší. 7. Reverzace rychlosi je změna smyslu (směru) oáčení pohonu.
EP se během svého provozu může nacháze ve dvou pracovních savech: Pohánění ok mechanické energie je od mooru k pracovnímu mechanismu P Brzdění - ok mechanické energie je od pracovního mechanismu k mooru DOHODY
Výkonový ok v EP považujeme za kladný, prochází-li elekrický výkon P el ze zdroje elekrické energie (např. energeická síť, baerie, individuální napájecí zdroj) do mooru a mechanický výkon mooru P mec z jeho hřídele do pracovního mechanizmu buď přímo nebo přes převodový mechanismus. echanický výkon mooru P mec považujeme za kladný (moor), je-li směr působení momenu mooru shodný se směrem (smyslem) oáčení jeho rooru. echanický výkon mooru považujeme za záporný (brzda), působí-li momen mooru proi směru (smyslu) oáčení jeho rooru. omen pracovního mechanizmu P, j. momen záěže je kladný (záporný), působí-li proi kladnému (zápornému) momenu mooru. Pracovní savy mooru nebo záěže je vhodné popisova momenem a úhlovou rychlosí oáčení Ω (nebo oáčkami n ), včeně jejich grafického znázornění v rovině Ω (n ) rozdělené osami momenu a rychlosi Ω (n) na čyři kvadrany I., II., III., IV., II. kvadran BRZDNÝ + Ω I. kvadran OTORICKÝ > Ω, P Ω < el <, Ω >, >, P Ω > el + Ω <, <, P Ω el > III. kvadran OTORICKÝ Ω Ω <, >, P Ω < el IV. kvadran BRZDNÝ
omenová rovnováha a sabilia EP omenová rovnováha u elekrického pohonu nasane ehdy pokud momen poháněcího mooru je shodný s momenem poháněného mechanizmu, o znamená, že pohon běží usálenou, j. konsanní rychlosí. Plaí edy: Ω, ( n) kons., W KIN kons. OT P,, Dynamický (akcelerační), momen a je v omo případě nulový. V přechodných dějích, j. během rozběhu, resp. brzdění pohonu je momenová rovnováha porušena, dynamický momen je buď kladný (pohon je rozbíhán a urychlován) a nebo záporný (pohon je brzděn). Plaí edy:, a, OT P,,( n) var., ε ε Ω W KIN var., a Rovnice momenové rovnováhy EP, dynamický momen, úhlové zrychlení sousavy EP OT P a J ε J dω d
Kaegorie momenových charakerisik pracovních mechanismů Obecné vyjádření záěžného saického momenu momenu pracovního mechanismu, j. momenových charakerisik P P S + ( S N ) Ω Ω N x sgn Ω S x ( - ) ν sgn + Ω SN
ν Ω Ω N 1,6 1,4 1,2 1,,8 omenové charakerisiky f (Ω) základních kaegorií pracovních mechanismů (v poměrných jednokách) ν moor x a) b) x 1 x c) 2,6 x 1 d),4,2 µ S S N,2,4,6,8 1, 1,2 1,4 1,6 1,8 2, µ Druhy zaížení Trvalé, časově neměnné zaížení se v praxi vyskyuje jen u někerých zařízení! V mnoha aplikacích je druh provozu odlišný od rvalého zaížení!! Požadovaný výkon se mění v nesacionárních savech, j. při rozbězích nebo brzděních a především při reverzacích. Pro správný návrh poháněcího mooru je proo nuné analyzova jeho zaěžovací diagram. Poče možných druhů provozu elekrického mooru je skoro neomezený. Proo bylo z důvodu zlepšení komunikace mezi uživaelem (projekanem) a výrobcem přisoupeno ke klasifikaci určiých druhů provozu (zaížení).
V souladu s mezinárodní klasifikací jsou dle ČSN EN 634-1 definovány jednolivé druhy zaížení, označené S1 až S1 Trvalé zaížení - druh zaížení S1 Provoz při konsanním zaížení, kerý je dosaečně dlouhý pro dosažení usálené eploy sroje a kerá se již dále nemění. Označení : S1 (con) - nemusí bý vždy uveden c o n i n u a l r v a l ý Krákodobý chod - druh zaížení S2 Doba provozu při konsanním zaížení po sanovenou dobu p, kerá je kraší, než doba nuná pro dosažení usálené eploy sroje. Následuje doba klidu a odpojení R dosaečně dlouhá, aby eploa sroje opě dosáhla hodnoy okolí (chladiva) s olerancí 2 K. P < 3 T 1 > 4 T R 2 Při krákodobém chodu mohou vznika ve sroji vyšší zráy než při jeho rvalém zaížení (druh zaížení S2 dovoluje jeho přeěžování), eploa sroje ale nesmí přesáhnou svoji dovolenou hodnou. Doba zaížení (zapnuí) je proo omezená a udává se na šíku sroje. Označení: S2 P (min.) Příklad: S2 6 min.
Zaížení P Zaížení P P T C R Elekrické zráy P V E lekrické zráy P V Teploa θ θ max Teploa θ θ m ax S1 S2 Přerušovaný chod - druh zaížení S3 Sled sejných pracovních cyklů, z nichž každý zahrnuje dobu provozu P při konsanním zaížení a dobu klidu a odpojení R. Po dobu zaížení sroj nedosáhne usáleného oeplení. Během doby klidu se sroj nesačí ochladi na eplou okolí. Teploa, resp. oeplení sroje kolísá mezi maximální a minimální hodnoou. Rozběhový proud podsaně neovlivňuje oeplení! Označení: S3 z (% ), kde z P + P R P 1 1 T C normované hodnoy zaěžovaelů pro dobu cyklu T C 1 minu 15 %, 25 %; 4 %; 6 %
Doba jednoho cyklu T C P R Zaížení P S3 Elekrické zráy P V Teploa θ θ max θ max θ min Přerušované zaížení - druh zaížení S6 Sled sejných pracovních cyklů z nichž každý zahrnuje dobu provozu při konsanním zaížení P a dobu chodu naprázdno v (není zde doba klidu a odpojení!!!). P Označení: S6 z (%), kde z 1 T C
Zaížení P P T C V S6 lekrické ráy P V Teploa θ θ m ax θ m in Osaní druhy zaížení Přerušovaný chod s rozběhem - druh zaížení S4 Přerušovaný chod s elekrickým brzděním - druh zaížení S5 Přerušované pravidelné zaížení s elekrickým brzděním- druh zaížení S7 Přerušované pravidelné zaížení se změnami oáček spojenými se změnami zaížení - druh zaížení S8 Nepravidelné zaížení a změny oáček - druh zaížení S9 Zaížení s nespojiými konsanními zaíženími druh zaížení S1
Zjednodušené kinemaické schéma EP zdvihového mechanismu Elekrická síť P 1N - elekrický - mechanický Hnané kolo PŘÍKLADY OŽNÝCH KINEATICKÝCH USPOŘÁDÁNÍ POHONU VÝTAHU Kabina + záěž Proizávaží