123785 (689612), страница 5

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

Текст из файла (страница 5)

где

;

Характеристика M=f(S) приведена на рисунке 8.

Рисунок 8 – Характеристика M=f(S) асинхронного двигателя

Механическая характеристика двигателя строится по 4 основным точкам (см. рисунок 9).

Рисунок 9 – Основные точки механической характеристики двигателя

Точка 1: n₀ = (60 f) / p, Точка 2 с координатами n_н и М_н. Номинальная частота вращения n_н задается в паспорте. Номинальный момент рассчитывается по формуле:

Точка 3 с координатами М_кр n_кр. n_кр = n₀ (1 - S_кр),

Точка 4 имеет координаты n=0 и М=М_пуск. Пусковой момент вычисляют по формуле М_пуск = М_н λ_пуск Механическая характеристика двигателя приведена на рисунке 10.

Рисунок 10 - Механическая характеристика асинхронного двигателя

10.4 Расчет параметров схем включения, обеспечивающих пуск и торможение двигателя

При питании двигателя от индивидуального преобразователя появляется возможность плавного регулирования напряжения (частоты), поэтому переходные процессы пуска и торможения обеспечиваются формированием напряжения управления преобразователем. В разомкнутой системе преобразователь – двигатель чаще всего применяют линейное нарастание напряжения управления, что определяет линейное нарастание напряжения (частоты) питания двигателя. В этом случае величина динамического момента двигателя определяется темпом нарастания напряжения, и, в конечном итоге, производной скорости идеального холостого хода двигателя во времени dω₀ / dt.

В установившемся режиме нарастания скорости двигателя, когда затухают свободные составляющие переходного процесса,

а величина установившегося значения динамического момента двигателя .

Для формирования линейного закона изменения напряжения управления на вход преобразователя подключают интегральный задатчик интенсивности ЗИ, выходное напряжение которого при подаче на его вход скачка задающего напряжения U_зад изменяется по линейному закону. При достижении величины U_зад нарастание напряжения на выходе ЗИ прекращается. Выходное напряжение ЗИ, таким образом, является управляющим напряжением преобразователя, а величина U_зад определяет установившуюся величину скорости ω₀ двигателя. Темп нарастания скорости определяется величиной базовой постоянной времени ЗИ Т_ЗИ, численно равной времени достижения выходного напряжения преобразователя от нуля до базового значения U_н.

Базовая постоянная задатчика интенсивности:

Механическая постоянная времени:

Из полученных соотношений видно, что при различных моментах инерции J, величина T_ЗИ = const (см. рисунок 8).

Рисунок 11 - К расчету параметров задатчика интенсивности

11. РАСЧЕТ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ И ПОСТРОЕНИЕ НАГРУЗОЧНЫХ ДИАГРАММ

11.1 Переходные процессы в двигателе

Переходные процессы электропривода возникают при изменении управляющих и возмущающих воздействий.

Расчёт переходных режимов необходим для:

– определения времени и характера их протекания;

– оценки их соответствия требованиям технологического процесса рабочего органа;

– оценки механических и электрических перегрузок;

– правильного выбора мощности двигателей, преобразователей и аппаратуры управления.

Нагрузочные диаграммы, построенные для переходных и установившихся режимов работы электропривода, дают возможность проверить выбранный двигатель по условиям заданной производительности, по нагреву, кратковременной перегрузке и условиям пуска. Они используются также для проверки по нагреву пусковых и тормозных резисторов, для проверки по допускаемым нагрузкам – тиристорных преобразователей.

Переходный процесс в механической части электропривода с идеально жесткими связями.

Расчёт нагрузочных диаграмм при пуске, торможении:

(при постоянном моменте инерции J) и уравнения механической характеристики двигателя

При питании от тиристорных преобразователей, когда переходные процессы формируются задатчиком интенсивности

где ω_0нач–скорость холостого хода в начале переходного процесса при t = 0.

Жесткость механической характеристики электропривода

Движение без груза:

Электромеханическая постоянная времени электропривода

Переходный процесс ω(t) представлен на рисунке 12.

Рисунок 12 - Переходный процесс ω(t)

Переходный процесс М(t) представлен на рисунке 13.

Рисунок 13 - Переходный процесс М(t)

Движение с грузом.

Переходный процесс ω(t) представлен на рисунке14.

Рисунок 14 - Переходный процесс ω(t)

Переходный процесс М(t) представлен на рисунке 15.

Рисунок 15 - Переходный процесс М(t)

11.2 Переходный процесс в механической части электропривода с упругими связями

Учёт упругих связей в механической части электропривода приводит к разделению вращающихся инерционных масс двигателя и рабочей машины включением между ними упругого элемента. В результате переходный процесс упругой системы описывается системой дифференциальных уравнений третьего порядка и уравнением механической характеристики двигателя. Если принять момент двигателя М =const и статический момент Мрс = const, а также не учитывать коэффициент затухания системы от действия диссипативных сил, уравнения нагрузочных диаграмм при нулевых начальных условиях примут вид:

В этих формулах:

Движение без груза.

Переходная характеристика приведена на рисунке 16.

Рисунок 16 - Переходный процесс в механической части электропривода

За счёт колебаний упругого момента М12 максимальная нагрузка передач

увеличивается и может существенно превысить среднюю нагрузку, соответствующую жесткому приведенному звену:

Это превышение нагрузки оценивается динамическим коэффициентом:

Динамический коэффициент Кд является важной характеристикой условий работы механического оборудования и одним из основных показателей динамических качеств системы электропривода.

Движение с грузом.

Переходная характеристика приведена на рисунке 17.

Рисунок 17 - Переходный процесс в механической части электропривода

11.3 Электромеханический переходный процесс

Учёт индуктивностей обмоток двигателя вызывает появление дополнительной (по отношению к механическому переходному процессу) электромагнитной инерционности в системе электропривода, заставляет анализировать изменение электромагнитной энергии в переходных процессах.

Электромеханический переходный процесс описывается (для жесткой механической системы) системой дифференциальных уравнений второго порядка. Нагрузочные диаграммы этого процесса могут быть рассчитаны по аналитическим выражениям [10,11] или интегрированием этих дифференциальных уравнений с помощью ЭВМ.

При питании двигателя от цеховой сети, когда в переходных процессах в силовую цепь включаются добавочные резисторы, влияние электромагнитной инерции снижается. Необходимость учёта Тэ возникает при расчёте переходных процессов, когда добавочные резисторы отсутствуют и двигатель работает на естественной характеристике.

Влияние электромагнитной инерции существенно проявляется при отношении (Тм / Тэ) < 2 [1], где Тм = J / β – электромеханическая постоянная времени электропривода, Тэ = LΣ / RΣ – электромагнитная постоянная времени силовой цепи.

Уравнения нагрузочных диаграмм в общем виде для Тм / Тэ < 4 имеют вид

,

где

С помощью приведенных уравнений можно рассчитать переходные процессы пуска, особенно переход на естественную характеристику, а также торможение.

Движение с грузом

Электромеханический переходной процесс при движении с грузом приведен на рисунке 18.

Рисунок 18 - Электромеханический переходной процесс при движении с грузом

Движение без груза

Электромеханический процесс при движении с грузом приведен на рисунке 19.

Рисунок 19 - Электромеханический переходной процесс при движении без груза

12. РАСЧЕТ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОПРИВОДА

Энергетические показатели электропривода характеризуют экономичность преобразования энергии системой электропривода (коэффициент полезного действия) и экономичность потребления энергии от сети (коэффициент мощности).

Для электропривода, работающего в повторно-кратковременном режиме работы, универсальной оценкой энергетических показателей является их средневзвешенные значения за цикл работы (цикловые значения). Мгновенные значения КПД и cosϕ могут характеризовать экономичность работы электропривода только в установившихся режимах работы. Цикловой КПД представляет собой отношение произведенной механической работы за цикл А к потребленной за это время электроэнергии (активной энергии) из сети Р:

Для оценки циклового КПД следует брать отрезки времени, началу и концу которых соответствует одинаковая энергия, запасенная в элементах привода. Механическая энергия за время переходного процесса определяется по соотношению:

Активная энергия из сети:

Реактивная энергия из сети:

13. ВЫБОР ПУСКОВЫХ И ТОРМОЗНЫХ РЕЗИСТОРОВ И ПРОВЕРКА ИХ ПО НАГРЕВУ

Выбор резисторов для силовых цепей двигателя производится на основе данных электрического расчёта их величин (см. п.17.1, 18) и нагрузочных диаграмм токов.

Сначала по величине сопротивлений пусковых и тормозных резисторов выбираются ящики резисторов, как правило, с фехралевыми ленточными или проволочными элементами [3, 24].

В качестве продолжительного тока резисторов I_пр на предварительном этапе принимается средняя величина за цикл среднеквадратичного значения тока силовой обмотки за время включенного состояния резистора:

Характеристики

Список файлов курсовой работы