4. Расчет режимов торможения

4.1. Расчет сопротивлений резисторов торможения

Из всевозможных режимов торможения рекомендуется использовать режим торможения противовключением асинхронных двигателей.

При торможении асинхронных двигателей с фазным ротором в режиме противовключения критическое скольжение S_КТрекомендуется принять равным 2. Тогда соответствующее этому режиму значение сопротивленияR_ТПдобавочного резистора торможения противовключением равно

. (46)

Для торможения следует использовать резисторы, предназначенные для пуска. Если их недостаточно, следует дополнить резисторами до получения значения R_ТП.

4.2. Построение механических характеристик двигателей в режимах торможения

При торможении противовключением асинхронного двигателя на обмотку статора подается система трехфазных напряжений с другим чередованием фаз, чем при работе в двигательном режиме. При этом ротор в течение всего времени торможения до останова вращается в направлении, противоположном направлению вращения магнитного поля. В связи с этим для расчета механической характеристики =f(M)следует использовать два следующих уравнения.

, (47)

. (48)

При построении механической характеристики скольжение Sследует задавать в пределах от 0 до 1.

5. Схама управления

Разработку схемы управления пуском и торможением двигателя следует выполнить в соответствии с [1, с. 119-133, 260-268], материалами лекционного курса, соблюдая стандарты [2, c. 133-169, 252-286] на условные графические обозначения. В этих литературных источниках точного аналога разрабатываемого варианта может не быть. Поэтому при разработке схемы и ее описании потребуется некоторая самостоятельность, которая может быть приобретена только после тщательного изучения разделов указанной литературы.

6. Расчет прерходных режимов

Целью расчета переходного режима при пуске и торможении является получение необходимых данных для настройки рале времени в схемах автоматического управления пуском и торможением двигателей, а также при выборе пусковых и тормозных резисторов и их проверке по тепловому режиму. Расчет переходного процесса рекомендуется проводить упрощенным методом, при котором не учитывается электромагнитная постоянная времени. Допущение о малости этой постоянной времени в резисторных электроприводах вполне оправдано, поскольку в цепь обмотки якоря практически в течении всего времени разгона и торможения включаются добавочные резисторы.

При линейной зависимости динамического момента (М-М_С) от частоты вращения вращающий моментМи частота вращениядвигателя в переходном режиме изменяются по экспоненциальному закону

, (49)

, (50)

где постоянная времени Т_Мв общем случае определяется по формуле

. (51)

В формулах (49) - (51):

_на-_-начальная частота вращения;

_ус- установившаяся частота вращения;

t - текущее время;

 - приращение частоты вращения при переходном процессе;

M- приращение вращающего момента двигателя, соответствующее приращению

J- суммарный приведенный момент инерции.

6.1. Расчет переходного процесса в электроприводах с асинхронными двигателями

При расчетах переходных процессов в электроприводах с асинхронными двигателями рекомендуется использовать линейную аппроксимацию нелинейных механических характеристик. На рис. 4 показана наиболее оптимальная аппроксимация механических характеристик. Аппроксимирующие прямые проходят через точки аивна механических характеристиках. Точкиврасполагаются на пересечении механических характеристик с вертикальной линией, проходящей через точкуМ₁ на оси абсцисс, точкаа- на пересечении искусственных механических характеристик с вертикальной линией, проходящей через точку, соответствующую моменту переключенияМ₂. Но точкаа, лежащая на естественной характеристике, в отличие от других соответствует установившемуся режиму.

Начальные и установившиеся значения вращающего момента двигателя на всех ступенях пуска одинаковы и равны: М_НА=М₁,М_УС=М_С. Но значения_на, _ус,Т_мна различных ступенях пуска различны. Они могут быть определены с помощью уравнения механической характеристики (41) и из пусковой диаграммы (рис. 4). Указанные

величины необходимо определить графически. На рис.4 представлена пусковая диаграмма для случая двухступенчатого пуска. ниже и слева от пусковой диаграммы показаны кривые изменения вращающего момента и частоты вращения во времени. Сплошными линиями выделены кривые при разгоне на второй ступени. Применительно к этой ступени показана методика определения необходимых величин. На рис.4 обозначено:

_на2 - начальная частота вращения на второй ступени;

_ус2- установившаяся частота вращения на второй ступени;

₂- частота вращения в момент переключения на следующую ступень;

M_c- вращающий момент сопротивления на валу двигателя;

t₂- время разгона на второй ступени.

M₂- приращение вращающего момента двигателя, соответствующее приращению_

где _ - приращение частоты вращения при переходном процессе в соответствии с электромеханической характеристикой 2 (см. рис.4);

Постоянная времени Т_м2второй ступени определяется следующим образом.

, (52)

Постоянную времени следует определить графически. Например, при определении постоянной времени второй ступени можно принять

, (53)

 (54)

При построении графических зависимостей  = f(t)иM = f(t)необходимо воспользоваться уравнениями (49) и (50) и достаточно рассчитать значения координат трех точек для каждого участка.

При выключении система автоматического управления должна обеспечить автоматическое торможение электродвигателя до полного останова. Переходный процесс при этом протекает в соответствии с механической характеристикой противовключения (рис. 5).

При расчете переходного процесса тормозного режима асинхронного двигателя необходимо криволинейную механическую характеристику аппроксимировать прямой линией ав. На рис. 4 показана такая аппроксимация и кривые переходного процесса. Зависимости=f(t)иM=f(t), рассчитываются по формулам (49) и (50), с учетом того, чтоМ_УСТ =М_С.М_НАТследует определять графически как точку пересечения механической характеристики тормозного режима с

горизонтальной линией, проходящей через точку _Cна оси абсцисс (см. рис. 4 и 5).

Установившееся значение расчетной частоты вращения _УСТ переходного процесса при торможении графически определить затруднительно. Ее необходимо определять как точку пересечения аппроксимирующей прямой с вертикальной линией, соответствующей моменту сопротивленияМ_Спо формуле

. (55)

Следует иметь в виду, что числовые значения М_НАТив, подставляемые в (55), отрицательны.

Начальное значения частоты вращения _НАТпри торможении как это следует из рис. 5 равняется_C, частоте вращения после завершения разгона (см. рис. 4).

Постоянная времени переходного процесса может быть определена так же как и при разгоне графически.