Расчет электропривода механизма подъема циклического действия

Рис. 6.2. Перехідний процес при пуску асинхронного двигуна.

Рис. 6.3.  Криві  перехідного процесу при пуску  асинхронного двигуна

 
 
 
 
 

7. ПЕРЕВІРКА ДВИГУНА  ПО НАГРІВАННЮ 

Двигун  постійного струму

     Еквівалентне  значення моменту:

,

де  - момент на початку i -тої ділянки; - момент наприкінці i -тої ділянки.

З метою  спрощення розрахунків навантажувальна  діаграма двигуна заміняється спрощеної       /рис. 7.1/, для якої еквівалентні моменти визначаються в такий спосіб:

  ;

  .

Еквівалентний момент двигуна:

       При правильно обраному двигуні  його номінальний момент при  стандартному  повинен бути рівний або більше розрахункового еквівалентного моменту, тобто

  ;

  ;

  .

Умови нерiвностi задовольняються отже робимо висновок що двигун обраний вiрно.

По проведеным розрахункам будуємо діаграмму швидкості й спрощену навантажувальну діаграму ДПТ.(Рис. 7.1.) 

Асинхронний двигун

     Для асинхронних двигунів з короткозамкненим ротором при великій частоті  включень і наявності електричного гальмування, що має місце в нашім випадку  перевірка двигуна по нагріванню зводиться до визначення так званого припустимого числа включень у годину. Під останнім розуміють таке число включень у годину, при якій середнє перевищення температури після великої кількості робочих циклів буде рівно припустимому й двигун виявляється повністю використаним по нагріванню. 

     Припустиме  число включень у годину може бути знайдене з вираження:

,

де   - номінальні втрати у двигуні при тривалому режимі роботи, кВт;   - втрати в режимі, що встановився, кВт ; - відносна тривалість включення ; - коефіцієнт, що враховує погіршення умов вентиляції двигунів у період пуску й гальмування ; і - втрати енергії у двигуні відповідно за час пуску й гальмування, кДж.

     Окремі  складові рівняння  визначаються в  такий спосіб.

     Номінальні  втрати у двигуні:

 кВт,

де  - номінальна потужність двигуна при тривалому режимі роботи, кВт;    - номінальний КПД при тривалому режимі роботи.

     Втрати  в режимі, що встановився (спрощений  розрахунки):

 кВт.

     Втрати  на окремих ділянках:

 кВт;

 кВт;

 кВт;

 кВт,

де , , , -  КПД двигуна відповідно при моментах навантаження , , , .

     Оскiльки в довідковій літературі залежність КПД від навантаження звичайно не приводиться,    орієнтовно ухвалюємо:

, ,

де     - КПД двигуна при .

Відносна тривалість включення:

.

  Для двигунів із самовентиляцією рекомендується ухвалювати .

     Втрати  при пуску:

   кДж,

де: й      - моменти інерції привода з асинхронним двигуном відповідно при моментах   і   ;    - опір фази статора;    - наведений опір фази ротора.

     Втрати  при гальмуванні:

 кДж.

     Тоді, при визначенні всіх складових, одержимо :

     Фактичне  число включень двигуна в годину

.

При правильному виборі двигуна по нагріванню повинне дотримуватися умова

,  .

     Отже,робимо висновок, що двигун обраний правильно.

8. РОЗРАХУНКИ ПЕРЕХІДНИХ ПРОЦЕСІВ ПРИ ПУСКУ АСИНХРОННОГО ДВИГУНА З ОБЛІКОМ ПРУЖНИХ МЕХАНІЧНИХ ЗВ'ЯЗКІВ 

Розрахункова  схема механічної частини електропривода 

     При складанні розрахункових схем коефіцієнти  твердості приводяться до вала двигуна  по формулі

.

     Моменти інерції       й , що входять у розрахункову схему, визначаються як:

  ;

  . 

Рівняння  руху двох масової пружної системи 

     Рівняння   руху двох масової системи:

;

;

,

 де      - оператор диференціювання. 

Механічні перехідні процеси  у двох масовій пружній системі 

     Припустимо, що при пуску асинхронного двигуна  момент залишається постійним   і рівним середньому значенню:

  .

     При такім допущенні в абсолютно  твердій системі швидкість двигуна  пропорційна швидкості виробничого  механізму й змінюється за лінійним законом

,

де - прискорення привода.

     Час перехідного процесу при зміні  швидкості від нуля до   визначається рівнянням

 с.

  Для двох масової пружної системи швидкість двигуна   й виробничого механізму         не збігаються й визначаються як:

;

,

де   - середнє значення прискорення привода,  - частота вільних коливань двох масової системи.   

     Момент  пружної деформації перебуває з вираження:

,

де   - середнє значення пружного моменту.

Структурна схема  двомассової упругої системи:

Данна схема  після пiдстановки данних в типовi блоки Simulink має вигляд:

 
 
 

Моделюємо систему та отримуємо графіки перехідного процесу:

 

     На  рис. 8.1 показаний характер залежностей , і , з яких видне, що при    середнє значення швидкості    двох масовії системи дорівнює швидкості  абсолютно твердої системи. Однак миттєві значення    швидкості і містять гармонійні складовi, суттєво відрізняються від середніх значень. 

     9. СПИСОК ЛIТЕРАТУРИ

1. Копылов И.П. – «Справочник по электрическим машинам». (1988) Москва: Энергоатомиздат. Том 1.456с.
2. А. Э. Кравчик, М.М. Шлаф, В.И. Афонин - «Асинхронные двигатели серии 4А» М.:Энергоатомиздат, 1982 – 504с.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    10. ДОДАТКИ

1. Рис.5.2. Механічні характеристики двигуна постійного струму незалежного порушення.
2. Рис.5.3. Механічна характеристики асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором.
3. Рис 6.1. Графiк перехiдних процесiв двигуна постiйного струму.
4. Рис. 6.2. Графiк розрахунку перехідних процесiв при пуску асинхронного двигуна.
5. Рис. 6.3.  Криві перехідного процесу при пуску асинхронного двигуна.
6. Рис. 7.1. Діаграмма швидкості й спрощена навантажувальна діаграма ДПТ.