И перегрузочной способности и возможности пуска

В общем случае выбранный электродвигатель проверяется по условиям пуска, перегрузочной способности и по нагреву.

Проверка выбранного электродвигателя по нагреву производится по его нагрузочной диаграмме I=ƒ(t) для приводов: штангового транспортера, кареточно-скреперного транспортера, кресла передвижения оператора, водоснабжающей установки, кран-балки, подъемника ЗАВ-20, обкаточно-испытательного стенда и др., иди по M=ƒ(t) для электродвигателей приводов транспортера кругового движения, телескопического транспортера, самоходного бункерного кормораздатчика.

Для определения времени разбега и характера изменения момента и тока во времени строится пусковая диаграмма привода по расчетным данным механической характеристики электродвигателя, рабочей машины и приведенного момента инерции системы. Расчет механической характеристики электродвигателя производится по его каталожным данным с учетом, что минимальный момент наступает при скольжении S=0,8…0,87.

В зависимости от условий пуска и расчетах принимается механическая характеристика машины на холостом коду или под нагрузкой.

Построение электромеханической, характеристики производится по точкам, заданным каталожными дачными электродвигателя: пусковому, номинальному току и току, равному нулю при синхронной скорости.

Для расчета электромеханических характеристик асинхронного двигателя наиболее удобны формулы, предложенные профессором В.А. Шубенко.

Зависимость тока статора I₁ от скольжения S асинхронного двигателя в естественной схеме включения выражается следующим соотношением:

где М - момент двигателя при скольжении, определяемый по естественной характеристике, Н м;

М_н - номинальный момент двигателя, Н м;

S_н - номинальное скольжение двигателя (на естественной характеристике);

I_1н- номинальный ток статора двигателя, А;

I_о - ток холостого хода двигателя, А.

Значение I_о иногда указывается в данных двигателя, а при отсутствии его может быть рассчитано по формуле:

где cosφ_н- коэффициент мощности в номинальном режиме ;

S_k - критическое скольжение двигателя (на естественной характеристике), которое можно определить из соотношения

Зависимость тока ротора I₂ от скольжения при работе асинхронного двигателя c фазным ротором в естественной схеме выражается соотношением

где I_н - номинальный, ток ротора двигателя, А.

При расчете характеристик крановых двигателей (типа МТ) в качестве номинальных значений I_н. Р_н, М_н, cosφ_н, S_н следует принимать соответствующие величины при ПВ-25%.

Момент М при скольжении S определяется по искусственной механической характеристике, двигателя в рассматриваемой схеме при включении в цепь ротора добавочного сопротивления R .

Скольжение двигателя на искусственной характеристике при номинальном моменте М_н равно

где r_p - активное сопротивление фазы роторной обмотки двигателя,

При, отсутствии в каталoгe значения r_p оно может быть рассчитано приближенно по одной из формул:

или

где Е_2н - ЭДС между кольцами неподвижного разомкнутого ротора, указывается в каталожных данных двигателя ;

ω_о -синхронная скорость двигателя, ;

М_н -номинальный момент двигателя, Н·м.

Нагрузочные диаграммы, построенные для переходных и установившихся режимов работы электропривода, дают возможность проверить выбранный электродвигатель по условиям заданной производительности, по нагреву, перегрузке и условиям пуска.

Расчет перегрузочных диаграмм при пуске, торможении, сбросе и набросе в общем случае сводится к решению уравнения движения

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

При постоянном статическом моменте М_с и прямолинейной механической характеристике двигателя, что справедливо для двигателей постоянного тока независимого и параллельного возбуждения и для асинхронных двигателей на участке механической характеристики с М < 0,8 М_мах, где М_мах- максимальный момент, возможно построение нагрузочных диаграмм по аналитическим выражениям:

где ω_нач, М_нач, I_нач - соответственно начальные значения скорости,

момента и тока двигателя ;

ω_у, М_у,I_у - соответственно установившиеся значения скорости, момента и тока двигателя ;

Т_м -электромеханическая постоянная времени привода.

Особое внимание следует обратить на правильность расчета электромеханической постоянной времени Т_м и выбора установившихся и начальных значений величин ω, М, I - на каждой из пусковых и тормозных характеристик,

Для двигателей постоянного тока последовательного или смешанного возбуждения и асинхронных при работе их в зоне, близкой к критическому моменту, т.е. нелинейной механической характеристике, расчет нагрузочных диаграмм в переходных режимах производится приближенными графическими или графоаналитическими методами.

Одним из наиболее распространенных методов определения М_н I является графоаналитический метод конечных, приращений, который основан на замене бесконечно малых величин в уравнениях движения электропривода на конечные приращения. Это позволяет перейти от дифференциального уравнения алгебраическому и определить приращение времени на любом i-ом участке, в течение которого скорость изменится oт ω_нач.i до ω_кон.i

При расчете должны быть известны начальные условия процесса ω_нач и М_нач. Весь диапазон изменения скорости (при пуске, торможении, набросе нагрузки и т.д.) на механической характеристике разбивается на интервалы скоростей ∆ω_i.

Для нахождения нагрузочной диаграммы токов I=ƒ(t) следует использовать электромеханические характеристики (для каждой схемы включения двигателя).

Проверка выбранного двигателя по нагреву производится на основании рассчитанных нагрузочных диаграмм электропривода. Основной способ проверки - метод эквивалентного тока, и лишь в тех случаях, когда имеется пропорциональность тока и момента двигателя (двигатель постоянного тока параллельного и независимого возбуждения, асинхронные двигатели при небольших отклонениях нагрузки от номинального), проверку можно выполнить методом эквивалентного момента.

Чтобы выполнить практические расчеты по определению тока (или момента), непрерывные функции I=ƒ(t) или М=ƒ(t) следует заменить ступенчатым графиком так, чтобы график охватывал ту же площадь, что и действительная непрерывная функция. Для трапецеидальных и треугольных участков эквивалентный ток определяется по соответствующим формулам.

При расчете электроприводов, работающих в повторно- кратковременном режиме, эквивалентный за время работы ток (или момент) следует сопоставить с допустимым током (моментом) двигателя при той же относительной продолжительности включения ПВ, Допустимый ток (момент) определяется через значения его для ближайшей каталожной ПВ.

Определение эквивалентного тока (или момента) должно быть произведено с учетом изменения условий теплоотдачи при остановке двигателя и работе его со скоростью ниже номинальной.

Рекомендуется принимать следующие значения коэффициентов, учитывающих ухудшение условий охлаждения двигателя β (в периоде пауз) α (при пуске и торможении, когда скорость вращения двигателя изменяется от нуля до номинального); для двигателя постоянного тока: β=0,5; α=0,75 ; для двигателей переменного тока типа МТ: β=0,35; α=0,675;

В заключение необходимо дать оценку выбранного двигателя по нагреву. При этом надо учитывать то, что превышение эквивалентного тока или момента над номинальным значением недопустимо, а нагрузка двигателя по нагреву в пределах 10-15% считается практически допустимой.

Проверка двигателя на кратковременную перегрузку заключается в сравнении номинальных величин тока или момента двигателя, который находятся по нагрузочным диаграммам в максимально допустимыми значениями тока иди момента для данного двигателя.

Для асинхронных двигателей фактором, ограничивающим кратковременную перегрузку, является не ток, а момент двигателя, который не может быть больше критического. Поэтому для этих двигателей проверка на перегрузку заключается в сопоставлении максимального момента двигателя из нагрузочной диаграммы с критическим моментом.

Для электроприводов с возвратно поступательным движением реверсирование двигателя должно осуществляется без торможения противовключением, то есть после полной остановки двигателя. Время торможения двигатель – рабочая машина определяется по формуле:

где М_с –момент сопротивления механизма приведенный к валу двигателя, Н×м.

Допустимая по условиям нагрева мощность выбранного двигателя при кратковременной нагрузке

где Р_н – номинальная мощность двигателя при длительной нагрузке, кВт; α=(0,5+1) – отношение постоянных потерь к переменным при номинальной нагрузке двигателя.

При использовании для кратковременной нагрузки двигателей повторно- кратковременного режима на номинальную мощность двигателя принимается при относительной продолжительности включения Е=1. Если Р_к ≥ Р_э , то двигатель удовлетворяет требуемым условиям работы.

Дата добавления: 2015-06-30; просмотров: 541; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!