7. Предварительная проверка двигателя по производительности и нагреву.

Чтобы проверить двигатель по производительности, необходимо вычислить время его работы. Оно должно быть меньше максимального времени работы t_p.

Время переходного процесса на i-м участке определяется следующим выражением:

(7.1)

Где ω_с– установившаяся скорость вращения двигателя:

(7.2)

М_ср– средний момент двигателя. При питании от преобразователя с задатчиком интенсивности средний момент двигателя можно принять равным моменту, допустимому по ускорению. То есть при пуске М_ср=М_п, при торможении М_ср=М_т.

Угол поворота вала за время переходного процесса:

(7.3)

Таким образом, для каждого переходного процесса можно определить угол поворота вала двигателя и время:

Пуск с грузом:

		(7.4)
		(7.5)

Торможение с грузом:

		(7.6)
		(7.7)

Пуск без груза:

		(7.8)
		(7.9)

Торможение без груза:

		(7.10)
		(7.11)

Угол поворота вала двигателя, соответствующий величине перемещения в данном режиме

(7.12)

Тогда время установившегося времени работы:

		(7.13)
		(7.14)

Суммарное время работы t_ф= 18 с. Это меньше, чемt_p=30 с. Таким образом, проверка по производительности пройдена.

Чтобы проверить двигатель по нагреву, необходимо найти его номинальный момент, приведённый к фактической продолжительности включения, и сравнить его со среднеквадратичным моментом.

Номинальный момент двигателя:

(7.15)

Момент, приведённый к продолжительности включения:

(7.16)

Среднеквадратичный момент на валу двигателя:

			(7.17)
			(7.18)

Таким образом, двигатель проходит проверку по нагреву.

Участок:	0-1	1-2	2-3	4-5	5-6	6-7
t, c	1	7	1	1	7	1
𝛂, м	0,25	3,75	0,25	0,25	3,75	0,25
Мрост, Нм	263,25	263,25	263,25	60,75	60,75	60,75
Jро, гм2	195	195	195	45	45	45
Мродин, Нм	975	0,00	975	225	0	225
Мро, Нм	1238,25	263,25	711,75	285,75	60,75	164,25
Мс, Нм	10,97	10,97	10,11	2,53	2,53	2,33
ωс, рад/с	0 - 125	125	125 - 0	0 - 125	125	125 - 0
J, кгм2	0,38	0,38	0,38	0,14	0,14	0,14
Мдин, Нм	47,5	0	47,5	17,5	0	17,5
М, Нм	58,47	10,97	37,39	20,03	2,53	15,17
t, c	1	7	1	1	7	1
α, рад	62,5	1000	62,5	62,5	1000	62,5

Таблица 7.1 – предварительный расчёт нагрузочных диаграмм.

Рис. 7.1 – нагрузочная диаграмма двигателя.

8. Выбор преобразователя.

Питание двигателей переменного тока может выполняться от тиристорных и транзисторных преобразователей частоты как с непосредственной связью НПЧ, состоящих из нескольких управляемых выпрямителей, подключенных к сети переменного тока, так и от двухзвенных преобразователей частоты с автономными инверторами ПЧИ, осуществляющими преобразование напряжения питающей сети последовательно в напряжение постоянного тока, а затем в трехфазное напряжение регулируемой частоты.

Выбор преобразователей осуществляется на основе номинальных данных предварительно выбранного двигателя:

		(8.1)
		(8.2)

где U_нл, I_н1– соответственно номинальные линейное напряжение и фазный ток статора двигателя;

U_нпч, I_нпч– соответственно номинальные линейное напряжение и ток нагрузки преобразователя частоты.

Преобразователь допускает работу двигателя при номинальной скорости с двукратным током нагрузки.

Промышленные преобразователи частоты с автономными инверторами комплектуются собственными силовыми трансформаторами, выбор которых в проекте не предусматривается. Выходное напряжение подобных преобразователей, как правило, стабилизировано с высокой точностью внутренними обратными связями, что позволяет не учитывать внутреннее сопротивление преобразователя при расчете механических характеристик двигателя.

Триол АТО5 – высокодинамичный низковольтный (0,4 кВ) электропривод, реализует 4–квадрантное управление приводным асинхронным двигателем , в том числе режим рекуперативного торможения с возвратом энергии в питающую сеть.

Электропривод выполнен на основе двухзвенного преобразователя частоты с транзисторным (IGBT) автономным инвертором напряжения (АИН) с широтно-импульсным (ШИМ) управлением и многофункциональной микропроцессорной системой управления с развитым интерфейсом.

В электроприводе реализовано частотное управление асинхронным электродвигателем, заключающееся во взаимосвязанном регулировании частоты F и значения U основной гармоники питающего напряжения. Закон изменения U и F программируется

Принцип действия и устройство электропривода поясняет схема силовых цепей и функциональная схема цепей управления, представленная на Рис. 8.1.

Рис 8.1 – функциональная схема цепей управления.

Обозначение элементов в схеме:

В – силовой выпрямитель;

ФС – силовой C-фильтр звена постоянного напряжения;

ТК – транзисторный ключ инверторного торможения;

БТР – тормозной резистор;

АИН – автономный инвертор напряжения;

ДТ – датчики тока;

М – асинхронный электродвигатель;

ИП – источник питания (конвертор);

ДН – датчик напряжения;

ФИ – формирователь управляющих сигналов транзисторов (драйвер);

МК – микропроцессорный контроллер;

УВВ – устройство ввода / вывода (внешний интерфейс);

ПУ – пульт управления.

Выбираем АТО5-005, его характеристики:

S, кВА	P, кВт	I, А
7,5	5,5	11