5.Распределение мощностей во время переходного процеса в двигательном режиме.
Кривая зависимости электрической мощности от времени P1(t) расчитывается по формуле
.
Кривая зависимости мощности на валу от времени P2(t) расчитывается по формуле
.
Кривая зависимости потерь от времени ΔP(t) расчитывается по формуле
.
Таблица 5.1
ω |
0 |
16,08 |
27,99 |
36,82 |
43,36 |
48,2 |
51,79 |
54,44 |
55,44 |
M |
3440 |
2912 |
2520 |
2230 |
2015 |
1856 |
1738 |
1651 |
1618 |
P1 |
360,1 |
304,8 |
263,8 |
233,4 |
210,9 |
194,3 |
181,9 |
172,8 |
169,4 |
P2 |
0 |
46,82 |
70,55 |
82,11 |
87,37 |
89,46 |
90,01 |
89,87 |
89,7 |
ΔP |
360,1 |
257,9 |
193,2 |
151,3 |
123,6 |
104,8 |
91,91 |
82,9 |
79,66 |
По табл.5.1-табл.5.5 на рис.5 построены кривые зависимости электрической мощности от времени P1(t), мощности на валу от времени P2(t) и потерь от времени ΔP(t).
P, кВт
t, c
P1(t)
P2(t)
ΔP(t)
Рис. 5. Распределение мощности во время переходного процесса.
6.Разработка принципиальной схемы управления электроприводом.
Рис.6.
Принципиальная схема управления
электроприводом в функции времени с
корректировкой по току.
Разработка принципиальной электрической схемы управления электропривода с асинхронным двигателем с фазным ротором.
Схема содержит: разъединители QS1 и QS2, предохранители FU1 и FU2, командоаппараты, реле максимального тока KA1-KA2, тепловые реле FR1 и FR2, реле контроля напряжения KU1, реле дуговой блокировки KU2, реле времени KT1-KT4, линейные контакторы KM1 и КМ2, контакторы ускорения КМ3-KM6, пусковые резисторы R1-R4.
Принципиальная схема работы предусматривает следующие виды защиты. В главной цепи: реле максимального тока KA1, KA2 для защиты от токов короткого замыкания, тепловое реле FR1, FR2 для защиты от перегрузки. В цепи управления: плавкие предохранители FU1 и FU2, реле дуговой блокировки KU2, реле наличия напряжения KU1.
Подготовка схемы.
Включаются разъединители QS1 и QS2. Рукоятка командоаппарата ставится в нулевую позицию. Замкнулся контакт командоаппарата SA-0. При этом по цепи: плюс источника постоянного тока - разъединитель QS2 - предохранитель FU1 - нулевую позицию командоаппарата SA-0 - контакты реле максимального тока KA1, KA2 - контакты теплового реле FR1, FR2 - катушку реле контроля напряжения KU1 - предохранитель FU2 - разъединитель QS2 - минус источника постоянного тока, протекает ток, вызывающий срабатывание реле наличия напряжения KU1. Контакт KU1 замыкается и шунтирует контакт SA-0. Одновременно напряжение подается на катушки реле времени KT1-KT4, которые сработав, размыкают свои контакты KT1-KT4. Схема готова к работе.
Работа схемы.
Переводим рукоятку командоаппарата в крайнее правое положение. Замыкаются контакты SA-1, SA-3, SA-4, SA-5, SA-6, размыкается контакт SA-0. Ток протекающий по цепи: (+) источника - разъединитель QS2 - предохранитель FU1 - контакт KU1 - первое положение командоаппарата SA-1 - блок-контакт KM2.2 - катушку контактора KM1 - контакт KU2 - предохранитель FU2 - разъединитель QS2 - (-) источника, вызывает срабатывание линейного контактора KM1. Линейные контакты KM1.1 замыкаются и подключают статор двигателя к питающей сети. Блок-контакт KM1.2 размыкается и не дает сработать контактору KM2, предотвращая короткое замыкание в силовой цепи. Замыкается блок-контакт KM1.3 и шунтирует контакт KU2. Замыкается блок-контакт KM1.4 и вызывает срабатывание реле дуговой блокировки KU2 так как образуется цепь: (+) источника, разъединитель QS2 - предохранитель FU1 - блок-контакт KM1.4 - катушку реле дуговой блокировки KU2 - предохранитель FU2 - разъединитель QS2 - (-) источника, но контакт KU2 зашунтирован блок-контактом KM1.3 и ток продолжает протекать по катушке KM1. Блок-контакт KM1.5 размыкается, отключая реле времени KT1, но так как в силовой появляется бросок тока, срабатывает реле тока KA. Контакт KA замыкается и шунтирует блок-контакты KM1.5, KM2.5. Реле времени KT1 продолжает получать питание через замкнувшийся контакт КА.
С увеличением частоты вращения ротора двигателя его ток статора снижается и при определенном значении реле тока KA отпускает свой якорь и его контакт KA размыкается. Катушка реле времени KT1 при этом обесточивается. Контакт KT1 замкнувшись через необходимую выдержку времени, определяемую настройкой этого реле, вызовет срабатывание контактора KM3 по цепи: (+) источника - разъединитель QS2 - предохранитель FU1 - контакт KU1 - третье положение командоаппарата SA-3 - контакт KT1 - катушку контактора KM3 - предохранитель FU2 - разъединитель QS2 - (-) источника. Линейный контакты KM3.1 шунтируют первую ступень пускового резистора R1 и двигатель переходит на вторую искусственную механическую характеристику. Блок-контакт KM3.2 размыкается и отключает реле времени KT1. Блок-контакт KM3.3 замыкается. Блок-контакт KM3.4 размыкается и отключает реле времени KT2, но так как ток в двигателе увеличивается, срабатывает реле тока KA и возобновляет подачу напряжения на катушку реле времени KT2 по цепи: (+) источника, разъединитель QS2 - предохранитель FU1 - контакт KU1 - катушку реле времени KT2 - блок-контакты KM4.2, KM3.3 -контакт KA - предохранитель FU2 - разъединитель QS2 - (-) источника. Блок-контакт KM3.5 замыкается.
С увеличением частоты вращения ротора двигателя его ток статора снижается и при определенном значении реле тока KA отпускает свой якорь и его контакт KA размыкается. Катушка реле времени KT2 при этом обесточивается. Контакт KT2 замкнувшись через необходимую выдержку времени, вызовет срабатывание катушки контактора KM4 по цепи: (+) источника - разъединитель QS2 - предохранитель FU1 - контакт KU1 - четвертое положение командоаппарата SA-4 - контакт KT2 - блок-контакт KM3.5 - катушку контактора KM4 - предохранитель FU2 - разъединитель QS2 - (-) источника. Линейный контакты KM4.1 шунтируют вторую ступень пускового резистора R2 и двигатель переходит на третью искусственную механическую характеристику. Блок-контакт KM4.2 размыкается и отключает реле времени KT2. Блок-контакт KM4.3 замыкается. Блок-контакт KM4.4 размыкается и отключает реле времени KT3, но так как ток в двигателе увеличивается, срабатывает реле тока KA и возобновляет подачу напряжения на катушку реле времени KT3 по цепи: (+) источника - разъединитель QS2 - предохранитель FU1 - контакт KU1 - катушку KT3 - блок-контакты KM5.2, KM4.3, KM3.3 - контакт KA - предохранитель FU2 - разъединитель QS2 - (-) источника. Блок-контакт KM4.5 замыкается.
С увеличением частоты вращения ротора двигателя его ток статора снижается и при определенном значении реле тока KA отпускает свой якорь и его контакт KA размыкается. Катушка реле времени KT3 при этом обесточивается. Контакт KT3 замкнувшись через необходимую выдержку времени, вызовет срабатывание контактора KM5 по цепи: (+) источника - разъединитель QS2 - предохранитель FU1 - контакт KU1 - пятое положение командоаппарата SA-5 - контакт KT2 - блок-контакт KM4.5 - катушку контактора KM5 - предохранитель FU2 - разъединитель QS2 - (-) источника. Линейный контакты KM5.1 шунтируют третью ступень пускового резистора R3, и двигатель переходит на четвертую искусственную механическую характеристику. Блок-контакт KM5.2 размыкается и отключает реле времени KT3. Блок-контакт KM5.3 замыкается. Блок-контакт KM5.4 размыкается и отключает реле времени KT3, но так как ток в двигателе увеличивается, срабатывает реле тока KA и возобновляет подачу напряжения на катушку реле времени KT4 по цепи: (+) источника - разъединитель QS2 - предохранитель FU1 - контакт KU1 - катушку KT3 - блок-контакты KM5.2, KM5.3, KM4.3, KM3.3 - контакт KA1 - предохранитель FU2 - разъединитель QS2 - (-) источника. Блок-контакт KM5.5 замыкается.
С увеличением частоты вращения ротора двигателя его ток статора снижается и при определенном значении реле тока KA отпускает свой якорь и его контакт KA размыкается. Катушка реле времени KT4 при этом обесточивается. Контакт KT4 замкнувшись через необходимую выдержку времени, вызовет срабатывание катушки контактора KM6 по цепи: (+) источника - разъединитель QS2 - предохранитель FU1 - контакт KU1 - шестое положение командоаппарата SA-6 - контакт KT4 - блок-контакт KM5.5 - катушку контактора KM6 - предохранитель FU2 - разъединитель QS2 - (-) источника. Линейный контакты KM6.1 шунтируют последнюю ступень пускового резистора R4 и двигатель переходит на естественную механическую характеристику.
Ручной режим работы.
Переводим рукоятку командоаппарата в первое позицию. Контакт SA-0 размыкается и замыкается контакт SA-1. Ток протекающий по цепи: (+) источника - разъединитель QS2 - предохранитель FU1 - контакт KU1 - первое положение командоаппарата SA-1 - блок-контакт KM2.2 - катушку контактора KM1 - контакт KU2 - предохранитель FU2 - разъединитель QS2 - (-) источника, вызывает срабатывание контактора линейного KM1. Линейные контакты KM1.1 замыкаются и подключают статор двигателя к питающей сети. Блок-контакт KM1.2 размыкается и не дает сработать контактору KM2, обеспечивая электрическую блокировку. Замыкается блок-контакт KM1.3 и шунтирует контакт KU2. Замыкается блок-контакт KM1.4 и вызывает срабатывание реле дуговой блокировки KU2 по цепи: (+) источника - разъединитель QS2 - предохранитель FU1 - блок-контакт KM1.4 - катушка реле дуговой блокировки KU2 - предохранитель FU2 - разъединитель QS2 - (-) источника, но контакт KU2 зашунтирован контактом KM1.3 и ток продолжает протекать по катушке KM1. Блок-контакт KM1.5 размыкается, отключая реле времени KT1, но так как в силовой цепи происходит бросок тока, срабатывает реле тока KA. Контакт KA замыкается и шунтирует блок-контакты KM1.5, KM2.5. Реле времени KT1 продолжает получать питание через замкнувшийся контакт КА. С увеличением частоты вращения ротора двигателя его ток статора снижается и при определенном значении реле тока KA отпускает свой якорь и его контакт KA размыкается. Катушка реле времени KT1 при этом обесточивается. Контакт KT1 замыкается. Двигатель разгоняется до скорости ωс1= с-1.
Переводим рукоятку командоаппарата во второе позицию. Замыкается контакт SA-3. Ток протекающий по цепи: (+) источника - разъединитель QS2 - предохранитель FU1 - контакт KU1 - третье положение командоаппарата SA-3 - контакт KT1 - катушку контактора KM3 - предохранитель FU2 - разъединитель QS2 - (-) источника, вызывает срабатывание контактора KM3. Линейный контакты KM3.1 шунтируют первую ступень пускового резистора R1 и двигатель переходит на вторую искусственную механическую характеристику. Блок-контакт KM3.2 размыкается и отключает реле времени KT1. Блок-контакт KM3.3 замыкается. Блок-контакт KM3.4 размыкается и отключает реле времени KT2, но так как ток в двигателе увеличивается, срабатывает реле тока KA и возобновляет подачу напряжения на катушку реле времени KT2 по цепи: (+) источника - разъединитель QS2 - предохранитель FU1 - контакт KU1 - катушка реле времени KT2 - блок-контакты KM4.2, KM3.3 - контакт KA - предохранитель FU2 - разъединитель QS2 - (-) источника. Блок-контакт KM3.5 замыкается. С увеличением частоты вращения ротора двигателя его ток статора снижается и при определенном значении реле тока KA отпускает свой якорь и его контакт KA размыкается. Катушка реле времени KT2 при этом обесточивается. Контакт KT2 замыкается. Двигатель разгоняется до скорости ωс2= с-1.
Переводим рукоятку командоаппарата во третье позицию. Замыкается контакт SA-4. Ток протекающий по цепи: (+) источника - разъединитель QS2 - предохранитель FU1 - контакт KU1 - четвертое положение командоаппарата SA-4 - контакт KT2 - блок-контакт KM3.5 - катушку контактора KM4 - предохранитель FU2 - разъединитель QS2 - (-) источника, протекает ток, вызывающий срабатывание контактора KM4. Линейный контакты KM4.1 шунтируют вторую ступень пускового резистора R2 и двигатель переходит на третью искусственную механическую характеристику. Блок-контакт KM4.2 размыкается и отключает реле времени KT2. Блок-контакт KM4.3 замыкается. Блок-контакт KM4.4 размыкается и отключает реле времени KT3, но так как ток в двигателе увеличивается, срабатывает реле тока KA и возобновляет подачу напряжения на катушку реле времени KT3 по цепи: (+) источника - разъединитель QS2 - предохранитель FU1 - контакт KU1 - катушку реле времени KT3 - блок-контакты KM5.2, KM4.3, KM3.3 - контакт KA - предохранитель FU2 - разъединитель QS2 - (-) источника. Блок-контакт KM4.5 замыкается. С увеличением частоты вращения ротора двигателя ток статора снижается и при определенном значении реле тока KA отпускает свой якорь и его контакт KA размыкается. Катушка реле времени KT3 при этом обесточивается. Контакт KT3 замыкается. Двигатель разгоняется до скорости ωс3= с-1.
Переводим ручку командоаппарата во четвертое положение. Замыкается контакт SA-5. Ток протекающий по цепи: (+) источника - разъединитель QS2 - предохранитель FU1 - контакт KU1 - пятое положение командоаппарата SA-5 - контакт KT2 - блок-контакт KM4.5 - катушку контактора KM5 - предохранитель FU2 - разъединитель QS2 - (-) источника, вызывает срабатывание контактора KM5. Линейный контакты KM5.1 шунтируют третью ступень пускового резистора R3, и двигатель переходит на четвертую искусственную механическую характеристику. Блок-контакт KM5.2 размыкается и отключает реле времени KT3. Блок-контакт KM5.3 замыкается. Блок-контакт KM5.4 размыкается и отключает реле времени KT3, но так как ток в двигателе увеличивается, срабатывает реле тока KA и возобновляет подачу напряжения на катушку реле времени KT4 по цепи: (+) источника - разъединитель QS2 - предохранитель FU1 - контакт KU1 - катушку KT3 - блок-контакты KM5.2, KM5.3, KM4.3, KM3.3 - контакт KA1 - предохранитель FU2 - разъединитель QS2 - (-) источника. Блок-контакт KM5.5 замыкается. С увеличением частоты вращения ротора двигателя его ток статора снижается и при определенном значении реле тока KA отпускает свой якорь и его контакт KA размыкается. Катушка реле времени KT4 при этом обесточивается. Контакт KT4 замыкается. Двигатель разгоняется до скорости ωс4= с-1.
Переводим ручку командоаппарата во крайнее положение. Замыкается контакт SA-5. Ток протекающий по цепи: (+) источника - разъединитель QS2 - предохранитель FU1 - контакт KU1 - шестое положение командоаппарата SA-6 - контакт KT4 - блок-контакт KM5.5 - катушку контактора KM6 - предохранитель FU2 - разъединитель QS2 - (-) источника, вызывает срабатывание контактора KM6. Линейный контакты KM6.1 шунтируют последнюю ступень пускового резистора R4 и двигатель переходит на естественную механическую характеристику. Двигатель разгоняется до скорости ωс= с-1.