1.4 Побудова уточнених механічних та швидкісних характеристик двигуна
1.4.1 Розрахунок опорів:
Розрахуємо пускові опори.
Розрахуємо масштаб:
де
Розрахуємо опори для характеристик 5…11 (рисунок 5)
Розрахунок проводимо графоаналітичним методом за рисунком 5
Розрахунок опорів для всіх характеристик.
При обрані напуску провису:
Підійманні крюка:
При опусканні крюка:
Побудову механічних характеристики виконано для всіх використаних режимів роботи (окрім динамічного гальмування) використовуючи рівняння:
де
- поточний
і критичний моменти двигуна;
-
поточне
і критичне ковзання;
-
коефіцієнт,
що дорівнює відношенню
(
-
активний
опір фази статора,
- приведений
до статора сумарний активний опір
фази роторного кола).
Параметри
та
розраховуються
за каталожними даними двигуна.
–
приведений
до статору активний опір
x2’ – приведений до статору індуктивний опір ротору
Розрахунок уточнених механічних та швидкісних характеристик проведемо за допомогою пакету «MatLab» (рисунок 8, рисунок 9, додаток А)
Побудова швидкісних характеристик для усіх режимів роботи двигуна (окрім динамічного гальмування) виконуються за допомогою формули:
де
-
струм
ротора;
-
синхронна
швидкість обертання двигуна;
- момент
при поточному ковзанні s.
Швидкісні характеристики представлені на рисунку 9.
Розрахунок статичних характеристик при динамічному гальмуванні та їх побудова виконується за допомогою пакету «MatLab» ( додаток А)
Встановимо значення критичного моменту двигуна:
Визначимо діюче значення змінного струму фази статора, еквівалентного за намагнічуючою силою постійному струму збудження двигуна:
де
Розрахунок та побудову швидкісної та механічної характеристики виконуємо за пакету «MatLab» (додаток А).
Графіки
динамічного гальмування представлені:
швидкісної
на
рисунку 9 та механічної
на
рисунку 8.
Рисунок 8 - Уточнені механічні характеристики (розгін та динамічне гальмування) двигуна
Рисунок 9 - Уточнені швидкісні характеристики (розгін та динамічне гальмування) двигуна
1.5 Розрахунок перехідних процесів та побудова навантажувальної діаграми двигуна
1.5.1 Розрахунок перехідних процесів
Для перевірки попередньо обраного двигуна за умов нагріву необхідно побудувати тахограму і навантажувальну діаграму двигуна з урахуванням перехідних процесів в усіх його режимах.
Електромеханічну сталу часу приводу при роботі на характеристиках 6... 12, 15 (див. рисунок 5):
де
-
ковзання
двигуна при номінальному моменті
При роботі на характеристиках 1...4 (див. рисунок 4), 5, 13, 14, 16 (див. рисунок 5):
,
де Мк.з - момент короткого замикання двигуна.
Результати розрахунку постійних електромеханічних часу зведемо у табл. 2.
Тривалість перехідного процесу на пусковій чи гальмовій механічній характеристиці визначається за формулою:
,
де
- абсолютні
значення початкового і кінцевого
(в
точці переходу двигуна на іншу
характеристику) моменту двигуна.
Знак
"-" у формулі відповідає дії моменту
М двигуна і моменту опору
зустрічно
один одному, знак "+" – згідно один
одному.
Результати розрахунку тривалості перехідних процесів зведено в табл. 3.
Таблиця 2 – Електромеханічні постійні часу привода
№ хар-ки |
Назва характеристики |
J,кгм2 |
S(н) |
Мк.з.,Нм |
Тм,с |
|
Розгін двигуна при виборі провису |
8,15 |
- |
1472,18 |
0,372 |
|
Гальмування двигуна при виборі провису |
8,15 |
- |
1140,14 |
0,481 |
5 |
Пуск при підйомі вантажу |
8,74 |
- |
1442,52 |
0,380 |
6 |
8,74 |
0,587 |
1442,52 |
0,153 |
|
7 |
8,74 |
0,386 |
1442,52 |
0,130 |
|
8 |
8,74 |
0,281 |
1442,52 |
0,1 |
|
9 |
8,74 |
0,154 |
1442,52 |
0,062 |
|
10 |
8,74 |
0,121 |
1442,52 |
0,047 |
|
11 |
8,74 |
0,067 |
1442,52 |
0,012 |
|
12 |
8,74 |
0,043 |
1442,52 |
0,007 |
|
13 |
Гальмування при підйомі вантажу |
8,74 |
- |
820,96 |
0,67 |
14 |
Пуск при опусканні вантажу |
8,74 |
- |
97 |
5,6 |
15 |
8,74 |
0,025 |
1442,52 |
0,012 |
|
16 |
Гальмування при опусканні вантажу |
8,74 |
- |
840 |
0,65 |
17 |
8,74 |
- |
870 |
0,18 |
|
18 |
Розгін при підйомі пустого крюка |
8,15 |
- |
1472,6 |
0,386 |
19 |
Гальмування при підйомі пустого крюка |
8,15 |
- |
830 |
0,66 |
20 |
Розгін при опусканні пустого крюка |
8,15 |
- |
1539,17 |
0,356 |
21 |
Гальмування при опусканні пустого крюка |
8,15 |
- |
1115 |
0,492 |
Таблиця 3 – Розрахунок тривалості перехідних процесів
№ хар-ки |
Назва характеристики |
Мнач,Нм |
Мкін,Нм |
Мс.,Нм |
tпп,с |
|
Розгін двигуна при виборі провису |
1472,8 |
38,05 |
38,05 |
1,44 |
|
Гальмування двигуна при виборі провису |
882,71 |
380 |
38,05 |
0,127 |
5 |
Пуск при підйомі вантажу |
1442,5 |
1140,1 |
877 |
0,29 |
6 |
1442,5 |
1140,1 |
877 |
0,135 |
|
7 |
1442,5 |
1140,1 |
877 |
0,115 |
|
8 |
1442,5 |
1140,1 |
877 |
0,089 |
|
9 |
1442,5 |
1140,1 |
877 |
0,055 |
|
10 |
1442,5 |
1140,1 |
877 |
0,041 |
|
11 |
1442,5 |
1140,1 |
877 |
0,048 |
|
12 |
1442,5 |
1148,1 |
877 |
0,078 |
|
13 |
Гальмування при підйомі вантажу |
0 |
785 |
877 |
1,83 |
14 |
Пуск при опусканні вантажу |
97 |
340 |
680 |
2,29 |
15 |
0 |
701,5 |
680 |
0,048 |
|
16 |
Гальмування при опусканні вантажу |
1280 |
701,5 |
680 |
0,302 |
17 |
1280 |
701,5 |
680 |
0,37 |
|
18 |
Розгін при підйомі пустого крюка |
1427,6 |
103,7 |
124,3 |
1,547 |
19 |
Гальмування при підйомі пустого крюка |
725,58 |
527 |
124,3 |
0,089 |
20 |
Розгін при опусканні пустого крюка |
1539,1 |
53,8 |
52,7 |
1,427 |
21 |
Гальмування при опусканні пустого крюка |
1010,7 |
93,77 |
52,7 |
0,53 |
Розрахуємо початкові та конечні значення струму І2, для цього знайдемо константу:
за
допомогою цієї константи можливо
розрахувати струму:
Розрахунок перехідних процесів зведено в табл. 4.
Таблиця 4 – Перехідні процеси
№ хар-ки |
Назва характеристики |
tпп,с |
|
|
Мнач,Нм |
Мкін,Нм |
І2нач,А |
І2кін,А |
1 |
Розгін двигуна при виборі провису |
1,44 |
0 |
60,71 |
1472,8 |
38,05 |
-239,4 |
7,02 |
2 |
Гальмування двигуна при виборі провису |
0,127 |
60,71 |
0 |
-882,7 |
-380,5 |
-144,1 |
-59 |
3 |
Розгін при напуску провису |
1,44 |
0 |
-60,71 |
-1472,8 |
-38,05 |
-239,4 |
-7,02 |
4 |
Гальмування при напуску провису |
0,127 |
-60,71 |
0 |
882,7 |
380,5 |
144,1 |
59 |
5 |
Пуск при підйомі вантажу |
0,29 |
0 |
16,5 |
1442,5 |
1140,1 |
222,4 |
148,9 |
6 |
0,135 |
16,5 |
37,5 |
1442,5 |
1140,1 |
222,4 |
148,9 |
|
7 |
0,115 |
37,5 |
43,8 |
1442,5 |
1140,1 |
222,4 |
148,9 |
|
8 |
0,089 |
43,8 |
48,5 |
1442,5 |
1140,1 |
222,4 |
148,9 |
|
9 |
0,055 |
48,5 |
53,7 |
1442,5 |
1140,1 |
222,4 |
148,9 |
|
10 |
0,041 |
53,7 |
56,5 |
1442,5 |
1140,1 |
222,4 |
148,9 |
|
11 |
0,048 |
56,5 |
58 |
1442,5 |
1140,1 |
222,4 |
148,9 |
|
12 |
0,078 |
58 |
60,71 |
1442,5 |
1148,1 |
222,4 |
148,9 |
|
13 |
Гальмування при підйомі вантажу |
1,83 |
60,71 |
0 |
0 |
785 |
0 |
64,5 |
14 |
Пуск при опусканні вантажу |
2,29 |
0 |
-62,8 |
97 |
340 |
13,47 |
34,7 |
15 |
0,048 |
-62,8 |
-64,97 |
0 |
715,14 |
0 |
66,4 |
|
16 |
Гальмування при опусканні вантажу |
0,302 |
-64,97 |
-8,5 |
1280 |
1070 |
248,5 |
175,9 |
17 |
0,37 |
-8,5 |
0 |
1070 |
715,14 |
136,7 |
112,4 |
|
18 |
Розгін при підйомі пустого крюка |
1,544 |
0 |
60,71 |
1427,6 |
103,7 |
209,6 |
10,31 |
19 |
Гальмування при підйомі пустого крюка |
0,0,089 |
60,71 |
0 |
725,58 |
52,8 |
107,8 |
18,1 |
20 |
Розгін при опусканні пустого крюка |
1,427 |
0 |
-60,71 |
1539,1 |
52,8 |
253,8 |
2,71 |
21 |
Гальмування при опусканні пустого крюка |
0,53 |
-60,71 |
0 |
1010,73 |
93,77 |
189,6 |
49,91 |
