книги из ГПНТБ / Гейлер Л.Б. Электрооборудование и электроавтоматика кузнечно-прессовых машин

Г Л А В А 7

ПУСК в ХОД ЭЛЕКТРОПРИВОДА КУЗНЕЧНО-ПРЕССОВЫХ МЕХАНИЗМОВ

§ 34. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПУСКОВОГО РЕЖИМА

Пуск в ход маховикового электропривода относится к числу тяжелых, так как двигателю приходится развертывать значительные инерционные массы при наличии еще некоторого момента трения механизма порядка М с ~ (10-ч-20)%МН. Для характеристики

инерционных масс маховикового электропривода можно пользоваться таким показателем:

А] Запас кинетической энергии при полной скорости вращения в кГм

УРн ~~~ Номинальная мощность приводного двигателя в кет

если принять приближенно, что избыточный момент, действующий во время разгона электропривода, сохраняет постоянную величину и равен для двигателя с контактными кольцами и пусковым реостатом

а для двигателя с короткозамкнутым ротором

где — кратность опрокидывающего момента; ,% — кратность начального или пускового момента двигателя; число 0,2 в формуле, показывает, что момент сопротивления механизма принят 20% от

номинального момента двигателя. Более точно время пуска электро-, привода, а также всю кривую нарастания скорости во время пуска п = f (t) можно определить посредством графоаналитического ме­

тода (§ 27).

120

что в данном случае имеет место слабая загрузка и недостаточное использование пресса.

Р

нвт

93,6

62,0

31,2

Фиг. 52. Потребление мощности короткозамкнутым двигателем пресса:

а — при холостом ходе; б— при рабочем ходе.

При выборе способа пуска в ход электропривода прессов с короткозамкнутым двигателем приходится учитывать два по существу проти-

0

то

180

120

и увеличение пускового момента в связи с тяжелыми условиями

I22

граммы пускового тока для электроприводов двух прессов 1500 т при этом способе пуска показаны на фиг. 53, а и б; продолжитель­ ность пуска на фиг. 53, а 33 сек., включение пресса в работу спустя

60 сек. не вызывает заметного увеличения тока; продолжительность пуска на фиг. 53, б менее 10 сек., включение в работу спустя 45 сек.;

соединении в треугольник; г) с добавочными сопротивлениями в цепи статора, закорачивае­

мыми после окончания пуска.

Наконец для привода крупных прессов применяют иногда д в у х ­ с к о р о с т н ы е короткозамкнутые двигатели, позволяющие про­ изводить пуск двигателя сперва на малой скорости с последующим переключением на более высокую, нормальную скорость.

§ 36. УЧЕТ НАГРЕВА ДВИГАТЕЛЯ ЗА ВРЕМЯ ПУСКА ЭЛЕКТРОПРИВОДА В ХОД

Поскольку пуск двигателя в ход происходит при повышенном моменте двигателя и сопровождается повышенным током, двигатель за время пуска подвергается увеличенному нагреву. Отсюда понятно, что в последующий период работы нагрузка двигателя должна быть несколько снижена против номинальной, для того чтобы сохранить нагрев двигателя на расчетном, т. е. номинальном уровне. Как видно из числовых примеров (см. ниже), этот вопрос имеет существенное значение только для короткозамкнутых двигателей.

Необходимая степень снижения нагрузки, требующегося только при частых пусках, может быть определена лишь путем сложного расчета, учитывающего различный характер нагрева меди и стали двигателя, неодинаковую интенсивность охлаждения во время пуска

иво время работы и прочие факторы, нуждающиеся в эксперименталь­ ном исследовании.

Чтобы получить хотя бы приближенное решение этого вопроса

иоценить порядок получающихся величин, можно воспользоваться следующим ориентировочным расчетом. Обозначим (фиг. 54): число циклов работы электропривода в час (3600. сек.) ар, продолжитель­ ность одного пуска за цикл t\ сек.; продолжительность установив­

шейся работы за цикл t'2 сек.; продолжительность паузы (если они имеют место) за цикл t'0 сек.; суммарная продолжительность за час всех пусков tx = zt'x; то же работы = zt’v то же пауз £0 = zi0.

123

Если обозначить относительную продолжительность работы через ti + t2

Если в период пуска продолжительностью t\ двигатель потребляет ток в р раз больший нормального, а в период работы t2 — только

некоторую долю а от нормаль­ ного тока, то среднеквадратич­ ная или эффективная мощность двигателя

откуда

(257)

< I ож - 0 -08 2’ ~ Ж а ) “ °-94'

Таким образом, для компенсации влияния нагрева от пусковых токов средняя нагрузка двигателя не должна превышать в данном

124

случае 94%, т. е. требующееся снижение нагрузки составляет всего

т. е. длительная нагрузка двигателя должна быть снижена прибли­ зительно на 25% против номинальной.

Поскольку в данном приближенном расчете используется фор­ мула для среднеквадратичного момента, предполагается, что отно­

ставлено изменение тока двигателя в зависимости от времени. На пер­

По мере увеличения скорости двигателя ток падает до величины А и производится переключение пускового устройства — вручную или, при контакторном управлении, автоматически — на следующую ступень. Сопротивления ступеней реостата подбираются с таким рас­ четом, чтобы ток во время пуска колебался между двумя предписан­ ными границами А и А. Средний пусковой ток 1ср определяется как

125

двигатель при пуске. Поэтому можно говорить об условиях пуска или тяжести пуска, которую принято характеризовать величиной

Пиковым током /о задаются в зависимости от необходимой бы­ строты пуска (форсированный или замедленный), с одной стороны и от допустимого для питающей сети толчка тока — с другой. Обычно принимают / 2 в пределах (2 2,5) /„.

Большое значение / 2 приводит к малому, а меньшее значение / 2 —

к увеличенному количеству ступеней реостата.

Толчок пускового тока / 2 может вызвать колебания силы света

ламп, питающихся от той же сети, что и двигатель. Поэтому пусковые устройства двигателей большой мощности снабжаются еще так называемыми предварительными ступенями или «предступенями», задача которых вводить пусковой ток / 2 постепенно. На предвари­

тельных ступенях двигатель развивает пониженный крутящий мо­ мент, еще недостаточный для трогания вала, но позволяющий выбрать

Величина отношения / Ср/7Я определяет, с каким пуском — легким, средним или тяжелым — приходится иметь дело в каждом кон­ кретном случае. В качестве пускового аппарата для механизмов с удар­ ной нагрузкой применяются реостаты контроллерного типа или контакторные устройства с кнопочным управлением.

126

Под к о л и ч е с т в о м п у с к о в п о д р я д га понимается

такое число последовательных пусков и пауз за ними двойной про­ должительности, при котором достигается предельно допустимая для реостата температура нагрева. На фиг. 56, в левой ее части, показан подъем температуры реостата при указанном режиме испы­ тания; нижняя линия относится к реостату с относительно большой теплоемкостью, а верхняя — с малой теплоемкостью. Например, нижняя линия может относиться к масляному реостату, а верхняя —

ксильно нагруженному реостату с воздушным охлаждением (za — 4

исоответственно 2).

пературы, без перегрева. На той же фиг. 56 в правой части, показана допустимая частота пусков. Масляный реостат с большой тепло­ емкостью (нижняя линия) допускает очень малую частоту пусков; у реостата с форсированным воздушным охлаждением она зна­ чительно выше (гп — 2 и соответственно 5 за 1 час).

Имея каталожные данные и технические показатели пусковых реостатов для асинхронных двигателей с контактными кольцами, в каждом конкретном случае нетрудно выбрать нужный тип рео­ стата.

Если двигатель пускается вход со средним пусковым током / ср— —1,3 I н, т. е. с полным моментом, и не приходится разгонять какие-

либо маховые массы (кроме самого двигателя), то достаточно выбрать по каталогу реостат для двигателя заданной мощности. При этом заданные количества пусков подряд и частота пусков должны быть меньше соответствующих величин, гарантируемых для выбранного реостата.

Двигатели с машинами, имеющими большие маховые массы, требуют реостата большего габарита. В этом случае прежде всего

127

рассчитывается продолжительность пуска в ход по уже приводив­ шейся приближенной формуле:-

GDbi

375М,а б '

где М изб — М Ср П— средний пусковой момент, кратность которого

по отношению к номинальному для двигателей с контактными кольцами приближенно принимается равной кратности среднего

Пусковой реостат потребляет приблизительно половину этого коли­ чества энергии, т. е. А /2.

Если режим эксплуатации электропривода предписывает и опре­ деленную частоту пусков zh, то следует проверить, способен ли

выбранный реостат охлаждаться или отводить все тепло нагрева, определяемое величиной А/2, где пусковая энергия двигателя А =

Pri^n^h-

Помимо проверки пригодности реостата по пусковой работе, необходимо, - чтобы величина сопротивления в омах реостата соот­ ветствовала параметрам ротора двигателя. Обычно пусковые рео­ статы для асинхронных двигателей с контактными кольцами мар­

обычно на щитке двигателя и в каталоге, не зависит от номинального рабочего напряжения двигателя (сети). Если ток / 2 неизвестен, то он ориентировочно может быть подсчитан с достаточной точностью

двигателя при полной (номинальной) нагрузке. Если в конкретных условиях пуск должен производиться при нагрузке, меньшей или большей полной, то каталожные типы реостатов могут быть исполь­ зованы, но их следует выбирать в первом случае для двигателей

128