39246 (762040), страница 5
Текст из файла (страница 5)
kп – коэффициент перегрузки по току, учитывающий нагрев от высших гармоник тока;
м1,Pм2 – потери в меди статора и ротора;
А – коэффициент, определяемый по паспортным данным.
Д ля определения потерь энергии в пускотормозных процессах, протекающих в двигательном режиме работы машины:
Mд – момент двигателя при работе в двигательном режиме;
- заданное ускорение (замедление).
П отери энергии в меди статора и ротора в режиме динамического торможения (при изменении скорости от до 2):
Mд – момент двигателя в тормозном режиме.
Зная номинальную мощность, можно определить значение потребляемой активной энергии. При этом не учитывают несущественные составляющие потерь: механические и добавочные потери в двигателе, потери в стали ротора, потери в стали статора от высших гармоник.
Н оминальная мощность потерь в меди статора:
PN – мощность потерь в двигателе в ном. режиме;
Pс1N – номинальная мощность потерь в стали статора.
kC – коэффициент потерь энергии в стали статора kC=(015-0.2).
А ктивная энергия, потребляемая двигателем при работе на установившейся с
корости в двигательном режиме:
Режим динамического торможения:
*= - относительная скорость движения.
Активная энергия, потребляемая в двигательном пускотормозном режиме:
А ктивная энергия, потребляемая в режиме динамического торможения:
А ктивная энергия, потребляемая асинхронным двигателем за цикл при отработке тахограммы, определяется:
Wп, WТ, Wу – активная энергия, потребляемая двигателем соответственно при пуске, торможении, работе на установившихся скоростях.
Проверка асинхронного двигателя, управление которого осуществляется за счет изменения подводимого к статорным обмоткам напряжения, осуществляется с помощью программы «TEPLO» на ЭВМ. Данная программа позволяет на основании нагрузочной диаграммы, тахограммы и приведенного к валу двигателя момента инерции механизма проверить двигатели по нагреву в соответствии с методом средних потерь. В программе предполагается, что изменение скорости происходит по линейному закону, а изменение момента нагрузки ступенчато. Для каждого проверяемого двигателя и заданной тахограммы рассчитываются следующие значения: максимально допустимые греющие потери в двигателе за цикл, фактические греющие потери в двигателе за цикл, активная энергия, потребляемая электроприводом за цикл, время цикла для получения минимально допустимой по нагреву продолжительности паузы, максимальное число включений в час, момент и энергия тепловых потерь двигателя на всех участках тахограммы. Проверку осуществим для двух двигателей.
Исходные данные для ввода в программу:
Наименование | MTKF211-6 |
Номинальная мощность, PN кВт | 7.5 |
Номинальное напряжение, UN В | 220 |
Номинальная частота вращения двигателя, nN об/мин (N 1/c) | 880 (92.11) |
Номинальный ток, IN А | 19.5 |
Номинальный коэффициент мощности, cosN | 0.77 |
Номинальный КПД, N | 75.5 |
Ток намагничивания, Io А | 11.65 |
Номинальный коэффициент мощности на холостом ходу, cos0 | 0.085 |
Активное сопротивление фазы обмотки статора, r1 Ом | 0.76 |
Активное сопротивление фазы обмотки ротора, приведенное к статору, r`2 Ом | 1.62 |
Индуктивное сопротивление рассеяния статора, x1 Ом | 1.05 |
Индуктивное сопротивление рассеяния ротора, приведенное к статору, x`2 Ом | 1.02 |
Максимальный момент, Mmax Н.м | 216 |
Пусковой ток, IП А | 78 |
Момент инерции двигателя, Jg кг.м2 | 0.110 |
Масса двигателя, m кг | 110 |
Число пар полюсов, p | 3 |
Номинальная продолжительность включения, N о.е. | 0.4 |
Относительный коэффициент теплоотдачи двигателя в неподвижном состоянии, o | 0.5 |
Конструктивный коэффициент, определяемый параметрами схемы замещения, a1 | 0.97 |
Пусковой момент, Mп Н.м | 208.25 |
Коэффициент для расчета мощности потерь в стали двигателя, KC | 0.2 |
Приведенный момент инерции механизма, Jмех кг.м2 | 0.0159 |
Получены следующие результаты.
Средняя мощность потерь за цикл: ΔPср = 241,8 Вт
Номинальные средние потери: ΔPср.доп = 360,2 Вт.
Активная энергия потребленная за цикл: Wц = 0,05046 кВт·ч.
Энергия потерь на участках сведена в таблицу
Участок | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
Энергия потерь, Вт·с | 462,60 | 11457 | 656,02 | 2333,88 | 312,47 | 0 | 129,39 | 581,21 | 252,8 | 0 |
В приложении приведены распечатки работы программы. Двигатель MTKF211-6 по нагреву прошел (допустимая мощность потерь за цикл равна 360.2 Вт, а средняя мощность потерь за цикл равна 241.8 Вт). Поэтому для данного механизма выбираем двигатель MTKF211-6. Двигатель выбран с достаточным запасом, это обеспечит дополнительную надежность и позволит в случае необходимости увеличить максимальное число включений в час.
8. АНАЛИЗ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА
Естественная механическая характеристика исполнительного двигателя [4]:
К ритическое скольжение:
S | 1 | 0.9 | 0.8 | 0.73 | 0.7 | 0.6 | 0.5 | 0.4 | 0.3 | 0.2 | 0.1 | 0.05 | 0.01 |
U=220 B | 226 | 231 | 233 | 234 | 234 | 230 | 222 | 205 | 177 | 136 | 77 | 41 | 8.5 |
U=176 B | 145 | 148 | 149 | 150 | 149 | 147 | 142 | 131 | 113 | 87 | 49 | 26 | 5.43 |
U=110 B | 56.6 | 57.7 | 58.4 | 58.6 | 58.5 | 57.7 | 55.5 | 51 | 44.4 | 34 | 19.3 | 10.2 | 2.12 |
М еханическая характеристика режима динамического торможения:
г де – скольжение в режиме динамического торможения;
Xo=X=17.819 Ом
I экв – действующее значение переменного тока, эквивалентное постоянному из условия равенства МДС обмоток статора:
К ритическое скольжение:
S` | 1 | 0.9 | 0.8 | 0.7 | 0.6 | 0.5 | 0.4 | 0.3 | 0.2 | 0.1 | 0.086 | 0.05 | 0.01 | ||||||||||||||
M | Iп=4I0 | 60 | 66 | 74 | 84 | 98 | 116 | 144 | 185 | 254 | 345 | 349.7 | 304 | 80.2 | |||||||||||||
Iп=3I0 | 34 | 37 | 42 | 47 | 55 | 65.7 | 80.8 | 104 | 143 | 194 | 196.64 | 171 | 45.1 | ||||||||||||||
Iп=2I0 | 15 | 16 | 19 | 21 | 24. | 29.2 | 35.9 | 46.3 | 63.4 | 86.4 | 87.34 | 76 | 20.1 |
Iп=4I0=46.6 A (Iэкв=38.05 А);
Iп=3I0=34.95 A (Iэкв=28.54 А);
Iп=5I0=23.3 A (Iэкв=19.02 А).
9. ВЫБОР ВЕНТИЛЕЙ СИЛОВОЙ ЧАСТИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА
Для электроприводов крановых механизмов находят применение системы управления крановыми электродвигателями с тиристорным преобразователем напряжения (ТПН). ТПН включается в цепь обмотки статора и служит для регулирования напряжения статора.