151671 (621874), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

8. РАСЧЁТ И ПОСТРОЕНИЕ КРИВЫХ ИЗМЕНЕНИЯ УГЛОВОЙ СКОРОСТИ, МОМЕНТА И ТОКА ПРИ ПУСКЕ И ОСТАНОВКЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ; ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ

А) Разгон двигателя.

Так как двигатель питается от преобразователя частоты, то есть возможность создать линейный закон изменения выходной величины:

,

где - допустимое угловое ускорение двигателя.

Чтобы рассчитать его необходимо проделать следующие вычисления:

Пусковой момент:

.

Таким образом, допустимое угловое ускорение:

.

Очевидно, что выполняется условие .

Разгон двигателя можно разделить на 3 периода:

1. Момент увеличивается до Mc1. Скорость равна 0.

Длительность периода – время запаздывания:

Момент двигателя:

.

Скорость двигателя: Начальные и конечные значения момента и скорости: , , , ,

1. Второй период – момент экспоненциально увеличивается до , скорость увеличивается линейно.

Длительность периода – время , где - время, за которое входной сигнал увеличивается до .

.

Момент двигателя:

.

Скорость:

.

Начальные и конечные значения скорости и момента: , , , .

1. Третий период – разгон по искусственной характеристики до установившихся значений скорости и момента. Длительность периода - . Момент двигателя:

.

Скорость двигателя:

.

Начальные и конечные значения скорости и момента: , , , .

Полное время разгона:

Б) Рекуперативное торможение.

При переводе двигателя в режим рекуперативного торможения изменится допустимое угловое ускорение:

Торможение делится на 2 периода:

1. Момент экспоненциально увеличивается до , скорость уменьшается линейно.

Длительность периода:

.

По полученным значениям построим график изменения момента и скорости при разгоне.

Рисунок 8.1 – График изменения момента и скорости при пуске

Момент двигателя:

.

Скорость двигателя:

Начальные и конечные значения скорости и момента: , , , .

1. Момент и скорость уменьшаются до 0 на характеристики динамического торможения.

Длительность периода - .

Момент двигателя:

.

Скорость двигателя:

.

Начальные и конечные значения скорости и момента: , , , .

Полное время торможения:

На основании расчётов построим график изменения скорости и момента при торможении.

Рассчитаем теперь переходный процесс спуска груза.

Для осуществления спуска груза предварительно меняют чередование напряжения, подаваемого в статор двигателя. Это приведёт к тому, что двигатель начнёт разгон в 3 квадранте.

Рисунок 8.2 – График изменения момента и скорости при рекуперативном торможении

Пусковой момент:

.

Таким образом, допустимое угловое ускорение:

.

Условие выполняется.

Так как действует условие , то синхронная скорость в этом случае будет равна:

Время первого этапа равно:

Разгон двигателя можно разделить на 2 периода:

1. Первый период – момент экспоненциально увеличивается до , скорость увеличивается линейно.

Время первого этапа равно:

Момент двигателя:

.

Скорость:

.

Начальные и конечные значения скорости и момента: , , , .

1. Второй период – разгон по искусственной характеристики до установившихся значений скорости выше синхронной и момента. Длительность периода - .

Момент двигателя:

.

Скорость двигателя:

.

Начальные и конечные значения скорости и момента: , , , .

Полное время разгона:

По полученным значениям построим график изменения момента и скорости при разгоне.

Рисунок 8.3 – График изменения момента и скорости при пуске (режим спуска груза)

Б) Рекуперативное торможение.

При переводе двигателя в режим рекуперативного торможения изменится допустимое угловое ускорение:

.

Выполняется условие .

Торможение делится на 2 периода:

1. Момент экспоненциально увеличивается до , скорость уменьшается линейно.

Длительность периода:

.

Момент двигателя:

.

Скорость двигателя:

Начальные и конечные значения скорости и момента: , , , .

1. Момент и скорость уменьшаются до 0 на характеристики динамического торможения.

Длительность периода - .

Момент двигателя:

.

Скорость двигателя:

.

Начальные и конечные значения скорости и момента: , , , .

Полное время торможения:

.

На основании расчётов построим график изменения скорости и момента при торможении.

Рисунок 8.4 – График изменения момента и скорости при рекуперативном торможении (режим спуска груза)

П осле расчёта переходного процесса можно построить тахограмму и нагрузочную диаграмму двигателя.

Рисунок 8.5 – Тахограмма двигателя

Рисунок 8.6 – Нагрузочная диаграмма двигателя

9. ПРОВЕРКА ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ВЫБРАННОГО ДВИГАТЕЛЯ ПО НАГРЕВУ И ПЕРЕГРУЗКЕ

Для проверки двигателя по нагреву воспользуемся методом эквивалентного нагрева:

Эквивалентный приведённый момент двигателя:

Номинальный момент двигателя:

Соотношение соблюдается, следовательно, перегрева двигателя выше допустимого значения не происходит.

Для проверки двигателя на перегрузочную способность воспользуемся следующим соотношением:

.

Максимальный статический момент:

.

Критический момент:

.

Критический момент при снижении на 10% напряжения:

.

Таким образом, видно, что соотношение выполняется. Это значит, что при максимальном статическом моменте на валу перегрузочная способность сохранится даже при снижении напряжения на 10%.

10. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КПД ЭЛЕКТРОПРИВОДА ЗА ЦИКЛ РАБОТЫ

КПД электропривода можно рассчитать по формуле:

,

где - кпд двигателя за период работы,

- кпд редуктора за период работы,

- кпд преобразователя.

Для определения кпд двигателя за период работы необходимо рассчитать следующие величины:

Номинальные полные потери в двигателе:

.

Номинальные переменные потери в двигателе:

.

Номинальные постоянные потери в двигателе:

.

Переменные потери в двигателе при различных моментах на валу двигателя:

,

,

,

.

Кпд двигателя за цикл работы:

.

Тогда кпд привода за цикл работы:

.

11. РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА, ОПИСАНИЕ ЕЁ РАБОТЫ

Принципиальная электрическая схема электропривода приведена в графической части

Описание схемы

Схема представляет собой систему управления привода по схеме «Тиристорный преобразователь частоты – Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором». Преобразователь частоты питается от сети напряжением 380 В. Схема управления питается от напряжения в 220 В через понижающий трансформатор и выпрямительный диодный мост.

Ручное управление пуском и торможением.

Для пуска двигателя первоначально включаются автоматы QF1 и QF2, подключающие к сети силовую часть и схему управления. Для пуска в прямом направлении (режим подъёма груза) необходимо нажать кнопку SB1. Она подключит к сети контактор KM1 (о чём будет свидетельствовать загоревшаяся лампа HL1). Этот контактор замкнёт свои контакты к силовой цепи, подключив статор к сети, также подключит СИФУ выпрямительной и инверторной группы выпрямителя к сети. Также KM1 замкнёт свои контакты в цепи контактора КМ3, который в свою очередь разомкнёт свои контакты в цепи электромагнитного тормоза, что приведёт к растормаживанию двигателя. Начнётся процесс разгона двигателя и выход на необходимую характеристику. Также осуществится электрическая блокировка цепи обратного пуска (режим спуска груза). Торможение осуществляется путём понижения частоты на выходе преобразователя. При этом работаю вентили инверторной группы. Для окончательного останова необходимо нажать кнопку SB3, что приведет к подаче напряжения на контактор KM4, который разомкнёт свои контакты в питающей статор сети, и замкнёт контакты в сети источника постоянного тока. Начнётся процесс динамического торможения. Также контакты КМ4 замкнут цепь реле времени КТ1, которое после истечения уставки, разомкнёт свои контакты в цепи управления, что приведёт к её отключению, снятию напряжения с контактора КМ1 и включению электромагнитного тормоза.

Процессы при обратном пуске (режим спуска груза) аналогичны вышеописанным, за исключением того, что первоначально замыкаются контакты КМ2.

Автоматическое управление осуществляется путевыми выключателями SQ1,2. При нажатии кнопки SB3, подключается контактор КМ1, и процессы аналогичны рассмотренным ранее. При достижении двигателем необходимой высоты сработает конечный выключатель SQ1, который подключит контактор КМ4, и дальнейшие процессы буду аналогичны ранее рассмотренным.

В схеме предусмотрен ряд защит. Максимально токовая защита силовой цепи и цепи управления обеспечивается с помощью автоматических выключателей QF1, QF2, а также с помощью плавких предохранителей FU1, FU2. Путевая защита осуществляется с помощью конечных выключателей SQ1 и SQ2. В схеме присутствует электрическая блокировка реверсивных контакторов KM1 и KM2, исключающая их одновременное включение.

Тиристорный преобразователь предусматривает следующие виды защит и режимы коррекции:

Характеристики

Список файлов курсовой работы