3. Розрахунок за допомогою системи matlab
3.1. Порядок виконуваних дій
privod.m
disp('РОЗРАХУНОК СПІЛЬНОЇ МЕХАНІЧНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ АСИНХРОННОГО ДВИГУНА ТА РОБОЧОЇ МАШИНИ')
Vmax=input('Введіть швидкість підйому вантажу, м/c:\n Vmax=');
m=input('Введіть масу вантажу, кг:\n m=');
h=input('Введіть ККД:\n h=');
TB=input('Введіть тривалість включення механізму, %:\n TB=');
disp('Статичний момент на валу двигуна, Н•м:');
Mc=m*9.81*Vmax*30/h/3.14/1000
disp('Потужність двигуна, кВт:');
Pc=Mc*pi/30
disp('Потужність двигуна, приведена до стандартного значення ТВст, кВт:');
Pcm=Pc*sqrt(TB/40)
Mnyck=0;
while (Mnyck<Mc)
disp('Паспортні данні двигуна');
P=input('Введіть номінальну потужність двигуна, кВт:\n P=');
n=input('Введіть номінальну частоту обертання ротора двигуна, об/хв:\n n=');
nc=input('Введіть частоту обертання магнітного поля статора, об/хв:\n nс=');
Mmax=input('Введіть максимальний момент двигуна, Н/м:\n Mmax=');
GD2=input('Введіть маховий момент двигуна, кг/м2:\n GD2=');
disp('Номінальний момент двигуна, Н•м:');
w=2*pi*n/60;
Mn=P*1000/w
disp('Перевантажувальна здатність двигуна:');
j=Mmax/Mn
disp('Номінальне ковзання:');
s=(nc-n)/nc
disp('Критичне ковзання на природній характеристиці:');
sk=s*(j+(j^2-1)^0.5)
disp('Можливий пусковий момент вибраного двигуна')
Mnyck=2*Mmax*(1+sk)/(sk+1/sk+2*sk)
disp('Статичний момент, приведений до валу двигуна, Н•м:');
Mc=m*9.81*Vmax*30/h/3.14/n
if (Mnyck>Mc)
disp('Можливий пусковий момент вибраного двигуна Mnyck > Mc')
disp('Обраний двигун задовольняє умовам пуску.')
else
disp('Можливий пусковий момент вибраного двигуна Mnyck < Mc')
disp('Обраний двигун не задовольняє умовам пуску.')
disp('Оберіть двигун з більшим максимальним моментом Mmax.')
end
end
disp('Критична частота обертання ротора')
nk=(1-sk)*nc
disp('Реальна частота обертання вала двигуна');
b=(Mmax/Mc*(1+sk)*sk-sk^2-1)*2*nc;
c=(-2*Mmax/Mc*(1+sk)*sk+3*sk^2+1)*nc^2;
p=[1,b,c];
x=roots(p);
if (x(1)>x(2))
ns=x(1)
else
ns=x(2)
end
nx=[[0:10:nk],nk,[ceil(nk/100)*100:10:ns],ns];
M=2*Mmax*(1+sk)./(sk.*nc./(nc-nx)+(nc-nx)/sk/nc+2*sk)-Mc;
plot(M, nx,'k'); grid on;
nx=[[0:100:nk],nk,[ceil(nk/100)*100:100:ns],ns]
M=2*Mmax*(1+sk)./(sk.*nc./(nc-nx)+(nc-nx)/sk/nc+2*sk)-Mc
disp('Cпільна механічна характеристика двигуна та робочої машини fig.1');
w=input('Для продовження роботи натисніть "ENTER"');
disp('Момент інерції, приведений до вала двигуна');
J=1.25*GD2+363.6*m*Vmax^2/n^2/h
i=1;
while nx(i+1)<ns
Md(i)=(M(i)+M(i+1))/2;
nd(i)=nx(i+1)-nx(i);
i=i+1;
end
nd(i)=ns-nx(i)
Md(i)=(M(i)+M(i+1))/2
j=1;
t(1)=0;
while j<=i
dt(j)=J*pi/30*nd(j)/Md(j);
t(j+1)=t(j)+dt(j);
j=j+1;
end
dt=dt
disp('Час пуску двигуна');
tpysk=sum(dt)
disp('Графік зміни частоти обертання привода у функції від часу fig.1');
plot(t,nx,'k'); grid on;
3.2. Програма роботи
>> privod
РОЗРАХУНОК СПІЛЬНОЇ МЕХАНІЧНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ АСИНХРОННОГО ДВИГУНА ТА РОБОЧОЇ МАШИНИ
Введіть швидкість підйому вантажу, м/c: Vmax=1
Введіть масу вантажу, кг: m=1000
Введіть ККД: h=0.8
Введіть тривалість включення механізму, %: TB=15
Статичний момент на валу двигуна, Н•м:
Mc = 117.1576
Потужність двигуна, кВт:
Pc = 12.2687
Потужність двигуна, приведена до стандартного значення ТВст, кВт:
Pcm = 7.5130
Паспортні данні двигуна
Введіть номінальну потужність двигуна, кВт:
P=7.5
Введіть номінальну частоту обертання ротора двигуна, об/хв:
n=930
Введіть частоту обертання магнітного поля статора, об/хв:
nс=1000
Введіть максимальний момент двигуна, Н/м:
Mmax=191
Введіть маховий момент двигуна, кг/м2:
GD2=0.46
Номінальний момент двигуна, Н•м:
Mn = 77.0105
Перевантажувальна здатність двигуна:
j = 2.4802
Номінальне ковзання:
s = 0.0700
Критичне ковзання на природній характеристиці:
sk = 0.3325
Можливий пусковий момент вибраного двигуна
Mnyck = 127.0909
Статичний момент, приведений до валу двигуна, Н•м:
Mc = 125.9760
Можливий пусковий момент вибраного двигуна Mnyck > Mc
Обраний двигун задовольняє умовам пуску.
Критична частота обертання ротора
nk = 667.5118
Реальна частота обертання вала двигуна
ns = 890.8949
nx = 0 100.0000 200.0000 300.0000 400.0000 500.0000 600.0000 667.5118 700.0000 800.0000 890.8949
M =1.1149 10.0769 20.0109 30.8696 42.3644 53.6474 62.5990 65.0240 64.2686 47.8105 0.0000
Cпільна механічна характеристика двигуна та робочої машини fig.1
Для продовження роботи натисніть "ENTER"
Момент інерції, приведений до вала двигуна
J = 1.1005
nd = 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 67.5118 32.4882 100.0000 90.8949
Md = 5.5959 15.0439 25.4403 36.6170 48.0059 58.1232 63.8115 64.6463 56.0396 23.9052
dt = 2.0594 0.7660 0.4530 0.3147 0.2401 0.1983 0.1219 0.0579 0.2056 0.4382
Час пуску двигуна
tpysk = 4.8552
Графік зміни частоти обертання привода у функції від часу fig.1
4. Висновки:
1. Виконавши дану роботу ми вивчили методи розрахунку спільної механічної характеристики і придбали навички використання системи MATLAB для аналітичних розрахунків силових споживачів електричної енергії.
2. Порівнюючи результати аналітичного і програмного розрахунків ми відмічаємо, невеликі розбіжності в отриманих результатах, які не можуть істотно впливати на кінцеву мету розрахунку. Ці розбіжності пов’язані з методикою округлення отримуваних проміжних результатів.
3. Програмні розрахунки є більш універсальними та швидкісними за аналітичні.