Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Учебное пособие 800587

.pdf
Скачиваний:
12
Добавлен:
01.05.2022
Размер:
6.52 Mб
Скачать

 

 

 

 

v

0,3;

 

t

0,15;

 

 

a

 

0,2; kп

1,1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

vост

 

ta

 

a1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для третьего класса примем

Sдоп

 

 

 

30 мм.

 

 

 

 

 

 

Подставляя численные значения, получим

 

 

 

 

 

 

 

 

k1

0,3

 

0,15

 

 

0,5625;

k2

 

 

0,5625

 

1,25.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

0,3

0,2

 

 

2

0,3

0,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Принимая ta=2.222 с, получим среднюю остановочную скорость

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

vост

 

0,56252

0,32

 

2.2222

2 1,25 0.3

 

30 10 3

 

 

 

 

1,1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,5625 0,3 2.222

 

 

0.026 м / с

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Угловая скорость вращения вала двигателя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

vост iр

 

;

 

 

 

 

 

 

 

(7.22)

 

 

 

 

 

 

ост

 

 

 

 

rб

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,026 28

7.378с

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ост

 

 

 

 

0.1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Диапазон регулирования

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D=

н/ ост.

 

 

 

 

 

 

(7.23)

Применительно к пассажирским лифтам (рис. 7.7) можно применить упрощенную методику расчета.

Рис. 7.7

Рис. 7.8

За счет путевого выключателя ПВ1 – снижается скорость, ПВ2 – дает импульс на окончательное торможение; ПВ – переводит привод в

тормозной режим при неизменной рабочей скорости раб (рис. 7.8) и

отсутствии пониженной скорости п1 (см. рис.7.9).

Для уменьшения неточности остановки необходимо уменьшить путь торможения, что осуществляется предварительным снижением

скорости от раб до п1 , а затем вскоре производится окончательное торможение до остановки (рис. 7.9). Механическая характеристика на

―нижней‖ скорости

п1

должна обладать достаточной жѐсткостью,

 

 

чтобы снизить неточность остановки.

Рис. 7.9. Тахограмма движения лифта

Желательная величина скорости ωп1 может быть найдена из выражения

 

 

 

J1

1

 

 

M

 

 

 

 

tТ .

 

 

 

(7.24)

 

 

 

2

 

 

Т

 

п1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

ТД

MТ

,

 

 

 

(7.25)

 

 

 

п1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

ТД

2

п1

 

 

 

МТ

 

 

J

 

 

t

 

 

;

t

0,15 ;

Т

1

 

 

МТ

 

J

 

t0

 

 

t

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- допустимая неточность остановки двигателя;

t 0 - время срабатывания отключающей аппаратуры ;

1 - отклонение скорости;

tT п1 - время торможения ;

T - путь торможения

 

J

2

 

 

 

п1

;

(7.26)

 

 

T

 

 

2

MT

 

 

 

J баз принимают при GH ;

М Т - полный тормозящий момент;

Т Т .Р Т .Ф - разница между расчетным путем торможения Т .Р и фактическим Т .Ф .

Допустимая величина этой разницы Т . Д определяется, исходя

из величины допустимой неточности остановки рабочего органа (табл.

7.1).

Для лифта

Т

hT . Д

 

,

(7.27)

 

где hТ . Д - допустимая неточность остановки;

- угловая скорость двигателя; - соответствующая скорость кабины;

Наибольшее отклонение тормозного пути

 

 

 

J

 

 

 

 

 

J

2

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п1

 

 

 

п1

MT

 

 

 

 

п1

 

 

J

(7.28)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т

 

 

 

M

 

 

 

 

2 M 2

 

 

2 M

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

 

T

 

 

 

 

 

 

 

T

 

 

 

получено путем дифференцирования (7.27).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Разницу

между

расчетным

путем

торможения

 

Т .Р

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

фактическим

Т .Ф

можно определить и по формулам:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

МТ

 

 

 

J

 

;

 

 

 

(7.29)

 

 

 

 

Т

 

Т

 

 

 

 

МТ

 

J

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

J

2

 

 

 

МТ

 

J

 

 

п1

2

 

 

 

. (7.30)

Т

2

МТ

п1 МТ

 

J

 

 

 

 

 

 

 

Достижение пониженной скорости осуществляется с помощью формирования искусственной механической характеристики (ИМХ). Ниже рассмотрены некоторые применяющиеся на практике способы получения подобных характеристик.

Система тиристорный преобразователь напряжения - асинхронный двигатель (ТРН-АД)

Механические характеристики асинхронного двигателя при регулировании напряжения с помощью ТРН (рис. 7.10) могут быть определены на основании соотношения (7.31).

Рис. 7.10. Функциональная схема асинхронного ЭП с регулированием скорости при помощи ТРН

 

Um1

2

 

M (s)

 

 

 

Мг р .(s) U 12 Мг р

(7.31)

 

U1Н

 

 

 

 

где Мгр - момент на граничной механической характеристике,

 

соответствующей углу

=0;

 

 

 

U 1 - напряжение первой гармоники в относительных единицах

(см. рис. 7.12).

р

 

2 Мк.г р (1 а' .г р)

 

,

 

(7.32)

 

S

 

.г р

2 а'

 

.г р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.г р

 

S

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где Мк.гр - критический момент на граничной механической

 

характеристике.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мк.г р

 

 

 

3 U1Н 2

 

 

 

 

 

,

(7.33)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

1 R1

 

R1

2

Xk 2

 

 

 

 

 

 

 

 

где U1н - действующее фазное напряжения сети, В; 1 - синхронная скорость двигателя;

R1 =R1+Rt - суммарное сопротивление фазы обмотки статора и эквивалентного сопротивления фазы ТРН, Ом;

R2 =R’2+Rt - суммарное приведенное к обмотке статора активное сопротивление цепи одной фазы ротора, Ом;

S - скольжение;

Параметр, характеризующий соотношение сопротивлений статора и ротора,

а'

R1

 

 

.

(7.34)

 

 

R'2

 

Если нет в цепи ротора добавочного сопротивления и возможно пренебречь активным сопротивлением ТРН, то граничная характеристика совпадает с естественной механической характеристикой.

Сопротивления, используемые в формуле (7.33), показаны на рис.

7.11.

Рис. 7.11. Схема замещения ТРН-АД

Для этой схемы замещения можно определить угол нагрузки по формуле

 

R1 S R 2

 

2

Xk (X0

Xk) S2

 

arctg

 

 

, (7.35)

R 2

X

0

 

S R1 X0

S2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где X0 - индуктивное сопротивление контура намагничивания, Ом; Хк=Х1+Х'2

X1, X’2 - индуктивные фазные сопротивления, обусловленные полем рассеяния обмоток статора и ротора, последнее приведено к обмотке статора, Ом.

Из (7.35) следует, что угол нагрузки характеризует АД как активно-индуктивную нагрузку ТРН и зависит от скольжения S.

На рис.7.12 представлено полученное расчетным путем семейство характеристик управления трехфазного ТРН без нулевого провода, в котором угол открывания тиристоров принят за фиксированный параметр, а угол нагрузки - за аргумент /6/.

Рис. 7.12

Для построения искусственной МХ в системе ТРН–АД необходимо определить величину напряжения U1 при напряжении управления Uу=0 (угол регулирования =135 эл. град.) в замкнутой системе регулирования скорости. Для этого воспользуемся зависимостями напряжения от сигнала

0

управления в системе ТРН–АД /6/. При Uу=0, U 1и =0.1, следовательно, U=U0.1 2200.1=22 В.

По формуле (7.33) определим критический момент Мки

при U=22В

Пусковой момент при U=22 В найдем по формуле

 

0

2

Мпи=

(7.36)

U 1

пе

 

где Мпе – пусковой момент при U1=U.

Пониженная скорость двигателя определяет требуемый диапазон регулирования скорости (7.23).

Система управления с ТРН обеспечивает требуемую относительную жѐсткость МХ на пониженной скорости ОСТ , определяемую заданным классом точности

позиционирования. ЕМХ и ИМХ при автоматическом регулировании скорости изменением напряжения в замкнутой системе представлены на рис. 7.13. Построить ИМХ можно по двум точкам:

-

первая с координатами пониженной скорости

п1

и

 

 

 

 

 

среднего статического момента Мс.ср(рис.7.8);

 

 

-

вторая с координатами

п1min

п1 - Мсmax/

ост и

Мсmax (рис. 7.8).

Рис. 7.13. Механические характеристики в замкнутой системе ТРН-АД

Система преобразователь частоты – асинхронный двигатель (ПЧ-АД)

Достижение пониженной скорости в этой системе осуществляется снижением частоты напряжения, поступающего на обмотку статора. Однако из-за падения напряжения на первичных активных сопротивлениях статора (рис.7.14 уменьшается магнитный поток, поэтому возникает необходимость в регулировании напряжения по закону IRкомпенсации, при котором полный поток двигателя сохраняет постоянное значение при всех частотах, что важно при постоянном значении статического момента.

Рис. 15. Т- образная схема замещения асинхронного двигателя при IRкомпенсации

Необходимая частота питающей сети в относительных единицах будет равна

 

 

 

 

 

 

f1и

 

1и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f

 

 

 

,

(7.37)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

f1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

где

- синхронная скорость на искусственной характеристике при

частоте f;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 - синхронная скорость на естественной характеристике при

частоте f1 =50 Гц.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Синхронную скорость

при fнайдем из формулы

 

 

=

остсе

,

 

 

 

 

 

(7.38)

где

се- статический перепад скорости на ЕМХ

 

 

 

 

 

 

се= 1·Sс

 

 

 

 

 

(7.39)

где Sс- скольжение при статическом моменте Мс

 

 

 

 

 

 

Sс= (Mc/β)·

1,

 

 

 

 

(7.40)

где β=Mн/w1·Sн –жесткость ЕМХ.

 

 

 

 

 

 

 

 

Частота тока (Гц) на искусственной характеристике

 

 

 

f1и

 

1и

р

 

 

 

 

 

 

 

2

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где р – число пар полюсов асинхронного двигателя.

Критический момент на ИМХ определим по формуле

 

 

 

 

М ки

 

3 U Н'

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

,

(7.41)

 

 

 

 

 

2 1и

 

X1

 

 

 

 

'

 

 

1 )

 

 

 

 

 

 

 

(1

 

) X 2 (1

 

 

где U'ном=U1фн – I·R1,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X1

 

– коэффициент рассеяния обмотки статора

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X 2

 

– коэффициент рассеяния обмотки ротора

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 1+ 2+ 1 2– общий коэффициент рассеяния.

 

 

 

Критическое абсолютное скольжение получим из уравнения

 

 

 

 

 

 

 

SAK

 

 

 

 

R'2 (1

 

1 )

.

 

 

 

(7.42)

 

 

 

 

 

 

 

 

X1

 

 

 

2 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(1

 

X'2

 

 

 

Используем уточненную формулу Клосса для расчета ИМХ при

f

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

М и

(s)

 

2

 

М

ки (1

 

а sки )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

s

 

 

sки

 

 

.

 

 

(7.43)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2 a sки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

sки

 

s

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Критическое скольжение Sки рассчитывается

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sки

 

SAK /

f1и ,

 

 

(7.44)

где f1и = f/f–частота сети в относительных единицах.

Подставим полученные значения в формулу искусственной механической характеристики, учитывая, что скольжение

s 1и .

1и

На рис. 7.16 построена искусственная характеристика совместно с естественной механической характеристикой.