Indikatoren zur Drehzahlregelung elektrischer Antriebe
Die Geschwindigkeitsregulierung ist eine erzwungene Änderung der Motordrehzahl, um die Bewegungsgeschwindigkeit der Führungsorgane von Maschinen und Mechanismen zu steuern. Im Allgemeinen kann die Steuerung der Motorgeschwindigkeit – und das bedeutet auch, die Geschwindigkeit auf einem bestimmten Niveau zu halten – auf zwei Arten erfolgen – parametrisch und in geschlossenen Systemen.
Bei der parametrischen Regelung wird auf diese Weise die Änderung beliebiger Parameter der Stromkreise der Motoren oder der Versorgungsspannung erreicht, indem beispielsweise verschiedene zusätzliche Elemente einbezogen werden: Widerstände, Kondensatoren, Induktivitäten. Die Qualität dieser Geschwindigkeitsregelung ist meist nicht sehr gut.
Wenn ein Drehzahlregelungsprozess mit hoher Leistung erforderlich ist, greifen sie auf geschlossene elektrische Antriebssysteme zurück, bei denen die Einwirkung auf den Motor normalerweise durch Ändern der dem Motor zugeführten Spannung oder der Frequenz dieser Spannung oder beider erfolgt . Hierzu werden unterschiedliche DC- und AC-Wandler eingesetzt.
Die Geschwindigkeitskontrolle wird quantitativ durch sechs Schlüsselindikatoren charakterisiert.
1. Der Einstellbereich wird durch das Verhältnis der maximalen ωmax- und minimalen Drehzahlen ωmin bestimmt: D = ωmax / ωmin bei den gegebenen Änderungsgrenzen der Motorwellenbelastung.
Unterschiedliche Arbeitsmaschinen erfordern unterschiedliche Regelbereiche. So zeichnen sich Walzmaschinen durch den Bereich D = 20 – 50, Metallschneidemaschinen durch D = 3 – 4 bis D = 50 – 1000 und mehr, Papiermaschinen durch D = 20 usw. aus.
2. Die Richtung der Geschwindigkeitsregulierung wird durch die Lage der resultierenden künstlichen Merkmale im Verhältnis zu den natürlichen bestimmt. Wenn sie sich über der natürlichen befinden, spricht man davon, die Geschwindigkeit ausgehend von der Hauptgeschwindigkeit nach oben anzupassen, wenn sie niedriger sind, von der Hauptgeschwindigkeit nach unten. Durch die Anordnung künstlicher Merkmale, sowohl oberhalb als auch unterhalb der natürlichen, wird die sogenannte Zwei-Zonen-Regulierung gewährleistet.
3. Die sanfte Geschwindigkeitsregelung wird durch die Anzahl der künstlichen Eigenschaften bestimmt, die in einem bestimmten Bereich erzielt werden: Je mehr davon vorhanden sind, desto sanfter wird die Geschwindigkeitsregelung sein. Die Laufruhe wird anhand des Koeffizienten bewertet, der sich als Verhältnis der Geschwindigkeiten an den beiden nächstliegenden Merkmalen ergibt
kpl = ωi — ωi-1,
wobei ωi und ωi-1 die Geschwindigkeit i-th und (i-1) künstliche Eigenschaften umfassen.
Die größte Glätte wird in geschlossenen Systemen mit Spannungs- und Frequenzwandlern erreicht, geringe Glätte entspricht in der Regel parametrischen Steuerungsverfahren. Bei stufenloser Geschwindigkeitsregelung schreitet der technologische Prozess qualitativ voran, die Qualität der Produkte verbessert sich, die Leistung des Elektroantriebs steigt usw.
4.Die Stabilität bei der Aufrechterhaltung einer eingestellten Regelgeschwindigkeit hängt für den Technologen von der Steifigkeit der mechanischen Eigenschaften des Elektromotors ab. Eine steifere mechanische Charakteristik kann nur mit geschlossenen Elektroantrieben erreicht werden. Bei offenem Elektroantrieb kommt es bei zu geringer Drehzahl und Schwankungen im Widerstandsmoment zu großen Drehzahlschwankungen, die nicht akzeptabel sind.
5. Die zulässige Motorbelastung bei der Drehzahlregelung ist abhängig vom Strom, der im Leistungsteil fließt. Dieser Strom darf den Nennwert nicht überschreiten. Andernfalls wird der Motor überhitzen. Der zulässige Strom hängt von der Art der mechanischen Eigenschaften des Endelements und der verwendeten Geschwindigkeitsregelungsmethode ab.
6. Die wirtschaftliche Regulierung wird durch die Kapital- und Betriebskosten bestimmt einstellbarer Elektroantrieb… Die Kapitalkosten sollten so gering wie möglich sein oder so, dass die Amortisationszeit des Elektroantriebs den Standard nicht überschreitet.
Bei der Berechnung des Effizienzindex der Drehzahlregelung werden die Anzahl der einstellbaren Drehzahlen im Regelbereich, die Wirkleistungen der Motorwelle bei unterschiedlichen Drehzahlen, die Leistungsverluste bei unterschiedlichen Drehzahlen, die Betriebszeit des Elektromotors bei jeder geregelten Drehzahl, aktiv und berücksichtigt Bei der Blindleistung werden die vom Elektromotor aufgenommenen Leistungen berücksichtigt.
