Расчет электропривода механизма подъема циклического действия

  - номінальний момент двигуна;

- ковзання ротора двигуна;

- синхронна частота обертання  двигуна,  ;

- частота обертання двигуна,  ;

  - синхронна кутова швидкість двигуна;

- кутова швидкість двигуна,  ;

- частота мережі, Гц;

- число пар полюсів;

 - відношення активного опору статора до опору ротора, наведеного до обмотки статора, ;

- критичне ковзання.

Кутова швидкість  двигуна

.

Критичне ковзання:

де  - номінальне ковзання;

  - номінальна кутова швидкість двигуна.

Розрахункові  формули для побудови характеристик:

.

Тобто :

;

.

   Задаючись значеннями ковзання в межах від 0 до 2,2, знаходять по рівняннях даним відповідні значення моменту й кутової швидкості й будують механічну характеристику двигуна  

   Результати  розрахунків для кожного режиму затягаємо в таблиці  5.1 -5.3. 

1. Руховий режим:

s	0	0,05	0,1	0,15	0,2	0,23	0,25	0,26	0,265	0,3	0,4	0,6	0,7	0,8	0,9	1
M,	0	139	240	301	331	339	341	341,5	341,9	338	315	258	233	212	194	178
ω,	104,6	99,4	94	88,9	83,7	80,5	78,5	77,4	76,8	73,2	62,8	41,8	31,4	21	10,4	0

 
 

2. Режим противовключення

s	1,1	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6	1,7	1,8	1,9	2,0	2,1	2,2
M,	165	153	143	134	126	119	113	107	102	97	93	89
ω,	-10,5	-21	-31,4	-41,8	-52,3	-63	-73	-83,7	-94	-104,6	-115	-125,5

 

    Механічна характеристики асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором побудована на рис. 5.3. 
 
 
 
 
 

 6. РОЗРАХУНКИ ПЕРЕХІДНИХ ПРОЦЕСІВ І ПОБУДОВА НАВАНТАЖУВАЛЬНОЇ ДІАГРАМИ ДВИГУНА 

Розрахунки  перехідних процесів двигуна постійного струму

Пуск  двигуна при 

     Згідно  рис. 5.2 для першої пускової характеристики при Мс граничними умовами будуть:

, ;

, .

       При цьому вираження для швидкості  й моменту ухвалюють вид:

,

,

де  з - електромеханічна постійна часу на першому щаблі

/ рис. 5.2/;

- опір якірного ланцюга на  першому щаблі.

     Час перехідного процесу на відповідному щаблі при зміні моменту від  до    визначається по формулі:

 с.

     Задаючись декількома значеннями часу в межах від нуля до , розраховують залежності й на першій пусковій характеристиці.

     Аналогічно  розраховуємо криві перехідних процесів при розгоні двигуна на інших  пускових характеристиках. Причому  на кожній з характеристик , , а кінцеве значення швидкості для попереднього щабля є початковим значенням для наступної. Відлік часу на кожному щаблі починається з нульового значення.

     Розрахунки  залежностей  і        зводяться в табл. 6.1. 
 
 
 
 
 

Таблиця 6.1. Результати розрахунків перехідних процесів.

№ ступені, режим роботи	, з	,	,	,	,	t, з	,	,
Перша ступінь	0,0827	112	382	0	77	0	0	382
	0,0827			0	77	0,036	27,17	286
	0,0827			0	77	0,072	44	224
	0,0827			0	77	0,145	63	160
Друга ступінь	0,034			63	95	0	63	382
	0,034			63	95	0,0147	74	287
	0,034			63	95	0,0295	81	225
	0,034			63	95	0,059	88	160
Третя ступінь	0,0144			88	101	0	88	382
	0,0144			88	101	0,0062	92	287
	0,0144			88	101	0,0125	96	225
	0,0144			88	101	0,025	98	160
Природна	0,006			88	106	0	98	382
	0,006			98	106	0,0062	103	208
	0,006			98	106	0,0125	104	146
	0,006			98	106	0,018	105	125
	0,006			98	106	0,035	106	112

 
 
 

Гальмування противовключенням при підйомі й гальмовий спуск вантажу

     Гальмування противовключенням здійснюється зміною полярності напруги на якорі. Тому що якір по інерції обертається в колишньому напрямку, то ЭДС двигуна буде спрямована не проти напруги мережі, як у попередньому руховому режимі, а згідно з ним. Для обмеження струму в ланцюг якоря включається максимальний додатковий опір   і двигун працює на характеристиці   IV    ділянка 9-10 /див. рис. 6.1/. Початкове значення швидкості при гальмуванні швидкості, що рівно встановився, передує   рухового режиму .

     Після зупинки двигуна під дією сумарного  моменту двигуна й навантаження відбувається розгін у зворотному напрямку /спуск вантажу/ по характеристиках III, II, I і природньої.

 При  має місце рекуперативне гальмування на природній характеристиці до швидкості, що встановився, -, при якій відбувається спуск вантажу.

     Розрахунки  перехідних процесів при гальмуванні противовключением проводиться на підставі тих же вихідних виражень, що й при пуску двигуна, але з обліком своїх початкових і кінцевих значень змінних.

Згідно рис. 5.2 при гальмуванні противовключеням маємо:

,

,

де   з - електромеханічна постійна часу для характеристики противовключення.

       Час гальмування:

 с.

     Задаючись декількома значеннями часу в межах від нуля до , розраховують залежності й  при гальмуванні противовключенням.

     Результати  розрахунків зводяться в табл. 6.2:    

Таблиця 6.2. Результати розрахунків перехідних процесів:

Режим роботи	, з	,	,	,	,	t, з	,	,
Гальмування	0,212	78.8	-305	106	-161	0	106	-305
	0,212					0,0245	76	-263
	0,212					0,049	50	-226
	0,212					0,098	7	-163
	0,212					0,107	0	-150

 

     Аналогічним образом розраховуються перехідні  процеси при розгоні двигуна  у зворотному напрямку /спуск вантажу/. При цьому постійні часі відповідних характеристиках при підйомі й спуску вантажу будуть рівні. Початкові й кінцеві значення змінних визначаються по відповідній до характеристики /див. рис. 5.2/. Так, наприклад, при розгоні двигуна у зворотному напрямку по характеристиці III маємо: 

, ;

, . 

     Час розгону /спуска вантажу/ на відповідному щаблі при активному моменті  опору  перебуває з вираження:

, с.

       Для кожного щабля визначається  час розгону й  задаючись  декількома значеннями  в межах від нуля до , розраховують криві перехідного процесу. Результати розрахунків затягаємо в табл. 6.3. Вид кривих перехідного процесу показаний на рис. 6.1. 

Таблиця 6.3. Результати розрахунків перехідних процесів:

№ ступені, режим роботи	, з	,	,	,	,	t, з	,	,
Перша ступінь	0,087	78,8	-382	0	-120	0	0	-382
	0,087			0	-120	0,0135	-18	-312
	0,087			0	-120	0,027	-33	-253
	0,087			0	-120	0,054	-63	-160
Друга ступінь	0,034			-63	-118	0	-63	-382
	0,034			-63	-118	0,0056	-71	-312
	0,034			-63	-118	0,012	-78	-202
	0,034			-63	-118	0,0224	-88	-160
Третя ступінь	0,014			-88	-112	0	-88	-382
	0,014			-88	-112	0,0023	-91	-312
	0,014			-88	-112	0,0047	-94	-252
	0,014			-88	-112	0,00951	-98	-160
Природна	0,006			-98	-110	0	-98	-382
	0,006			-98	-110	0,0009	-99	-312
	0,006			-98	-110	0,001	--100	-311
	0,006			-98	-110	0,0025	-109	72
	0,006			-98	-110	0,05	-110	78,8