2.4 Расчет пускового реле и построение механической характеристики при переключении скоростей при грузоподъёмности 5 тонн.
Так как для асинхронных двигателей с фазным ротором пуск, реверс, торможение, регулирование скорости необходимо осуществлять
при наложенных на ток и момент ограничениях, то, как следует из анализа механических и электромеханических характеристик разгон двигателя до естественной характеристики следует производить через промежуточные пусковые характеристики.
Момент переключения рассчитаем по формуле Мпер=(1,1-1,2)Мном
Мпер=1,2 * 932,1=1118,52 Н*м.
Предельный пусковой момент рассчитаем по формуле Мпред=(0,8-0,85)Мmax
Мпред=0,8 * 2610=2088 Н*м.
Результаты расчета и построения пусковых характеристик представлены на графике. Ниже на рисунке показана диаграмма переключения пусковых сопротивлений и их влияние на механические характеристики.
Рис.6. Диаграмма переключения пусковых сопротивлений при грузоподъёмности 5 т. и их влияние на механические характеристики.
Рис.7.Диаграмма переключения пусковых сопротивлений при грузоподъёмности 5 т. и их влияние на электромеханические характеристики.
Как видно из графика пуск двигателя начинается с 5 характеристики и заканчивается на е.х. При достижении определенного момента (момента переключения) срабатывает реле времени KT1 с двумя парами замыкающих KT1.1,KT1.4 и размыкающих КТ1.2 и КT1.3 контактов (на принципиальной схеме). Для того чтобы настроить реле на определенное время срабатывания нужно рассчитать переходной процесс при ступенчатом пуске двигателя с 5 характеристики на Е.Х.
Далее проведем анализ переходных процессов
Для этого необходимо рассчитать приведенный момент инерции привода к валу двигателя.
2.5 Расчет переходных процессов при грузоподъёмности 5 тонн
Найдем суммарный момент инерции электропривода, приведенный
к валу двигателя:
Jпр=
+Jред/i2ст.р+mρ2
ρ= Dб/2i
Jред=10%*
=0,1*3,275*2=0,655
кг*м2
Где Jпр - приведенный момент инерции;
Jдв - момент инерции двигателя;
Так как 2 двигателя, то необходимо умножить на 2.
k=1.05-1.3 - коэффициент, учитывающий момент инерции редуктора;
Jред- момент инерции редуктора, кг·м2
Jдв- момент инерции двигателя, кг·м2;
iст.р=32,3-стандартное передаточное отношение редуктора.
Dб=0,700мм-диаметр барабана
При грузоподъемности 5 т.
Jпр= +Jред/i2ст.р+mρ2=7,86+0,655/1043,29+5625*0,72/22*32,32
Jпр=7,86+0,00063+0,661=8,522
При грузоподъемности 10 т.
Jпр= +Jред/i2ст.р+mρ2=7,86+0,655/1043,29+10625*0,72/22*32,32
Jпр=7,86+0,00063+1,25=9,1-Увеличение за счет массы груза.
Рассчитаем переходной процесс графоаналитическим способом. Сущность этого метода заключается в замене бесконечно малых приращений скорости dnи времени dtв уравнении движения электропривода малыми конечными приращениями – ∆n и ∆t.
Построим график динамического момента как M(n)-Mc1
Рис.7.График динамического момента, определение ∆ Мдин и ∆ n при грузоподъёмности 5т.
Кривую динамического момента заменим ступенчатой с участками
определим время переходного процесса, которое требуется для
достижения скорости
ni = nначi+ ∆niна каждом участке
Полученные на отдельных участках элементарные промежутки времени суммируются для определения полного времени переходного процесса:
Таблица 6. Расчетные данные переходного процесса при грузоподъёмности 5т.
∆ni (об/мин) |
Mдинi (H*m) |
∆ti (с) |
t (с) |
n (об/мин) |
M (H*m) |
I (A) |
0 |
|
|
0 |
0 |
1600 |
289,5 |
100 |
874,91 |
0,101994 |
0,101994 |
100 |
1470,99 |
266,5 |
100 |
734,44 |
0,121502 |
0,223496 |
200 |
1326 |
242,8 |
140 |
576,75 |
0,21661 |
0,440106 |
340 |
1118,46 |
208,4 |
0 |
965,4 |
0 |
0,440106 |
340 |
2088 |
388,8 |
148 |
1276,5 |
0,103462 |
0,543567 |
488 |
1783,8 |
322,8 |
112 |
980,9 |
0,10189 |
0,645457 |
600 |
1470,99 |
266,5 |
110 |
632,5 |
0,155192 |
0,80065 |
710 |
1118,46 |
206,58 |
0 |
965,4 |
0 |
0,80065 |
710 |
2088 |
354,32 |
50 |
1253 |
0,035609 |
0,836258 |
760 |
1700,1 |
307,25 |
40 |
875,6 |
0,040765 |
0,877024 |
800 |
1396,87 |
265,5 |
38 |
920,39 |
0,036843 |
0,913866 |
838 |
1118,46 |
225,5 |
0 |
965,4 |
0 |
0,913866 |
838 |
2088 |
383,82 |
42 |
1234,9 |
0,03035 |
0,944216 |
880 |
1700,1 |
307,2 |
24 |
883,6 |
0,024238 |
0,968454 |
904 |
1396,87 |
258 |
15 |
965,4 |
0,013865 |
0,982319 |
919 |
1118,46 |
225,5 |
0 |
965,4 |
0 |
0,982319 |
919 |
2088 |
383,82 |
18 |
1290,6 |
0,012446 |
0,994765 |
937 |
1763,3 |
319 |
14 |
952,65 |
0,013114 |
1,007879 |
951 |
1446,5 |
262,3 |
13 |
623,1 |
0,018618 |
1,026496 |
964 |
1105,4 |
205,45 |
9 |
326,3 |
0,024613 |
1,051109 |
973 |
846,5 |
164,7 |
7 |
97,6 |
0,064001 |
1,11511 |
980 |
634,8 |
133,25 |
По графикам механической и электромеханической характеристики определим значения токов и моментов, соответствующие конечной угловой скорости ni каждого участка.
Графики переходных процессов скорости n=f(t), момента
M=f(t) и тока статора I1=f(t) построенные по точкам:
Рис.8.График переходного процесса скорости электропривода при грузоподъёмности 5т.
Рис.9.График переходного процесса момента электропривода при грузоподъёмности 5т.
Рис.10.График переходного процесса тока электропривода при грузоподъёмности 5т.