6. Предварительная проверка двигателя по нагреву и производительности

Целями предварительной проверки являются:

1) изучение приближенных способов оценки времени переходных процессов;

2) уточнение нагрузочных диаграмм момента и скорости двигателя с учетом момента инерции предварительно выбранного двигателя;

3) снижение затрат времени на выполнение курсового проекта для случая, когда предварительно выбранный двигатель не проходит по нагреву.

При питании от преобразователя с задатчиком интенсивности средний момент двигателя можно принять равным моменту, допустимому по ускорению:

– при пуске: М_ср = М_пуск

– при торможении: М_ср =М_т

Используя выбранные выше значения средних моментов М_СР, скоростей установившихся режимов ω_С и возможности выбранной схемы управления двигателем, рассчитывают:

– время переходных процессов:

; (20)

– угол поворота вала двигателя за время переходного процесса

; (21)

–угол поворота вала двигателя, соответствующий величине перемещения в данном режиме

; (22)

– время работы с установившейся скоростью

(23)

где– угол поворота вала за время пуска и торможения соответственно.

На предварительном этапе расчета принимается, что момент двигателя за время переходного процесса от начального до конечного значения скорости остается постоянным, т.е. не учитывается изменение момента в процессе пуска по правильной пусковой диаграмме при управлении от магнитного контроллера, а также нарастание и снижение момента – при управлении от тиристорных преобразователей.

Проверка двигателя по производительности заключается в сравнении суммарного фактического времени работы электропривода в цикле t_ФАКТ с заданным значением времени работы t_Р в исходных данных для проектирования. Задание по производительности должно быть безусловно выполнено, t_ФАКТ <t_Р , и оно выполняется: 24.583 с < 40 с

Предварительная проверка двигателя по нагреву осуществляется сравнением среднеквадратичного момента с допускаемым моментом двигателя при его работе с фактической продолжительностью включения ПВ_ФАКТ.

Продолжительность включения ПВ_ФАКТ:

(24)

Момент двигателя при ПВ_КАТ , ближайшем к ПВ_ФАКТ:

(25)

Момент двигателя, допускаемый по нагреву для рассчитанного (фактического) графика нагрузки:

(26)

Среднеквадратичный момент двигателя при фактическом графике нагрузки по результатам предварительного расчета:

Нм(27)

Если ,то двигатель проходит по условиям нагрева и следует приступать к детальному точному расчету выбранного электропривода.

7. Выбор основных элементов электропривода

На основании требований, предъявляемых к электроприводу, и анализа

результатов предварительной проверки двигателя по производительности, нагреву и обеспечению технологических условий следует проверить

правильность выбора системы электропривода.

В данном варианте курсового проекта асинхронный двигатель будет питаться от Преобразователя частоты (ПЧ). Частота сети f=50Гц,

7.1. Общие положения

Общие положения при выборе электропривода переменного тока на

базе асинхронного двигателя:

1. Выбор номинальной мощности преобразователя.

Недостаточно Р_{ПР Н} = Р_{ДВ Н}, необходимо также I_{ПР Н} > I_{ДВ Н}, но и в этом случае необходима проверка способности преобразователя выдерживать ожидаемые перегрузки;

2) Учет требуемого диапазона регулирования скорости.

При f₁ > f_1Н:

– работа возможна при пониженном моменте двигателя М< М_Н;

– максимальная скорость определяется параметрами механической части

двигателя;

При f ₁ << f_1Н и моменте, близком к номинальному, ухудшаются условия

охлаждения. Возможно применение принудительной вентиляции;

3) Возможность работы в тормозном режиме с отдачей энергии торможе-

ния через модуль инвертора на звено постоянного тока. Для механизмов, требующих быструю остановку или резкое снижение скорости, необходимо предусматривать тормозные резисторы или модули рекуперации энергии в питающую сеть. В данном задании это не требуется, т.к. в механизме не требуется быстрая остановка (или резкое снижение скорости).

4) Учет длины силового кабеля для подключения двигателя.

При превышении длины необходим фильтр на выходе преобразователя и учет дополнительных потерь мощности в фильтре и питающем кабеле.

Рисунок 3. Схема соединения АИН с АД

Усредненные значения сопротивлений составляют L_K =1 мкГн/м,

С_К =50 пФ/м, r_K = g_K = 0. При этих параметрах длина волны

составляет ≈ 30 м. Когда падающая волна суммируется с отраженной, напряжение на обмотках двигателя может увеличится вдвое. При этом критическая длина кабеля от 7 м до 20 м.