3. Расчет мощности эд в системе эп

При продолжительном режиме работы ЭД M=const

Расчетная мощность ЭД вычисляется по формуле

M n

^Рр ~ 9550 ’ ^кВт

Для расчета мощности ЭД , работающих в других режимах при изменяющейся нагрузке используют

Метод эквивалентных величин

Сущность метода заключается в том, что реальный ЭД заменяют расчетным эквивалентным соответствующим средним потерям, которые определяют нагрев ЭД

Методика построения нагрузочных диаграмм

Для более полного представления о нагрузке создаваемой исполнительным механизмом на валу ЭД прибегают к построению нагрузочных диаграмм, под которыми понимают зависимости тока мощности или момента ЭД от времени в течение рабочего цикла

i=f(t) P=fit) M=f{t)

Наиболее часто строят зависимости момента на валу ЭД от времени

M = fit)

Момент на валу ЭД состоит из двух составляющих: динамического момента и статического момента сопротивления

1

J

dn

Е

9,55 dt

- динамический момент

м=м + м_с

При определении потребной мощности ЭД применяют метод последовательных приближений, который заключается в следующем.

Первоначально мощность ЭД определяют в первом приближении из выражения

к ₃ M n

Р _ ³ ср.кв. ср (кВт)

^р1 ~ 9550 ’

к - коэффициент запаса, учитывающий влияние динамических нагрузок; значение этого коэффициента рекомендуют выбирать в диапазоне

к₃ = 1,1 -1,5

M_{ср кв} - среднеквадратичный (эквивалентный) момент

сопротивления; его величина среднеквадратичного момента определяется выражением

м

ср.кв.

)

^MCll ^{+ M}h ¹2 + ••• ^{+ M}ln^tn

Величина среднеквадратичного момента определяется выражением

0i

_M . - момент сопротивления, действующий на вал ЭД в интервале

времени t,

i = 1,2,3...n

П - средняя частота вращения рабочего органа исполнительного механизма.

ПРИМЕР

Пусть при повторно-кратковременном режиме работы двигателя НД имеет вид

М_л

~г

М

2

t

о

М

t

t

2

М М_л

2

Эквивалентная (расчетная) мощность на валу двигателя определяется выражением

^r n

, (кВт)

ср .кв.

^М1 + М2 ^t2

ср .кв. ср

9550

Расчетное значение ПВ двигателя равно

ПВ_Р — (tj + t₂ )/(tj + t₂ + t₀ ) *100%

= Р

экв

ст

Р

экв ст

ПВ

Р

ПВ

Затем по каталогу выбирают конкретный тип двигателя, который должен отвечать следующим условиям:

Р < Р

экв ст кат.

n = n

н ср

В настоящее время в системах электроприводов широко применяются так называемые контактные аппараты.

Размыкая или замыкая свои контакты они производят подключение к сети отключение от неё электрических цепей, а также переключения в электрических цепях.

Контактные аппараты делятся на 3 основные группы:

1. Аппараты ручного управления (АРУ),

2. Реле,

3. Контакторы.

Реле и контакторы в своем большинстве являются электромагнитными аппаратами (ЭМА), принцип действия которых основан на электромеханическом действии тока.

Контакты аппаратов могут быть замыкающими и размыкающими.

За нормальное положение контактов принимают их положение при отсутствии механического воздействия на АРУ и обесточенных катушках

ЭМА.

В системах электроприводов различают главные электрические цепи и цепи управления.

-По главной электрической цепи электроэнергия передается от питающей сети или преобразователя электродвигателю.

- Цепи управления осуществляют электрическую связь между аппаратами и обеспечивают определенную последовательность их работы.

1. Аппараты ручного управления

К аппаратам ручного управления относятся:

• рубильники,

• переключатели,

• командо-аппараты,

• реостаты и

• силовые контроллеры.

Рубильники и переключатели являются простейшими аппаратами, предназначенными для включения и отключения электрических цепей, а также изменения направления тока в цепи.

Командо-аппараты предназначены для дистанционного включения в цепях управления оператором . Они делятся на

• кнопки управления,

• командо-контроллеры и

• путевые выключатели.

С помощью кнопок управления подаются команды на выполнение следующих операций: пуск, реверс и остановка электродвигателя. Обычно кнопки управления имеют один или два контакта.

ЭЛЕМЕНТ ПУСКОВОГО РЕОСТАТА

СИЛОВОИ КОНТРОЛЛЕР

2. Аппараты магнитного управления

Реле

По принципу действия реле делятся на

• электромагнитные,

• тепловые и -механические.

Электромагнитное реле состоит из втягивающей катушки, расположенной на неподвижном ферромагнитном сердечнике, и подвижного ферромагнитного якоря, с которым связаны контакты.

При протекании тока через катушку якорь притягивается к сердечнику и контакты реле замыкаются или размыкаются в зависимости от нормального положения.

Тепловые реле широко применяются для защиты от перегрузки приводных асинхронных двигателей.

Принцип действия теплового реле основан на расширении биметаллических пластин-элементов при нагревании.

УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО РЕЛЕ

КОНСТРУКЦИИ МАГНИТНЫХ СИСТЕМ РЕЛЕ

Контакторы

Контактором называется электромагнитный аппарат, предназначенный для дистанционного включения и отключения главных электрических цепей.

Конструктивно контактор состоит из втягивающей катушки, расположенной на неподвижном ферромагнитном сердечнике, и подвижного ферромагнитного якоря, с которым связаны главные и вспомогательные контакты.

Главные контакты включаются в главную электрическую цепь, а вспомогательные - в цепь управления.

Условные обозначения элементов некоторых аппаратов

-0-	втягивающая катушка контактора, реле;
	главный замыкающий контакт контактора переменного тока;
	замыкающий вспомогательный контакт контактора, замыкающий контакт реле;
	размыкающий вспомогательный контакт контактора, размыкающий контакт реле;
	кнопка «Пуск»;
”*^Г	кнопка «Стоп»;
	нагревательный элемент теплового реле.

На электрических схемах все элементы одного аппарата обозначаются одинаковыми буквами.

Как правило первая буква определяет название аппарата, вторая - его назначение. Например: КЛ (контактор линейный), РТ (реле тепловое) и т.д.

На электрических схемах приводится нормальное положение контактов аппаратов.

Различные аппараты объединяются в комплектные устройства управления электроприводами, простейшими из которых являются магнитные пускатели.

Магнитные пускатели

Для дистанционного управления и защиты короткозамкнутых асинхронных двигателей небольшой мощности используется магнитный пускатель.

Применение магнитных пускателей позволяет осуществить пуск, реверсирование (изменение направления вращения) и остановку короткозамкнутых асинхронных двигателей, а также защиту их от перегрузок и при недопустимом снижении напряжения (нулевая защита).

Магнитные пускатели состоят из одного или двух контакторов, смонтированных на общей панели и помещенных в металлический корпус.

5. Пуск Асинхронного Двигателя с короткозамкнутым ротором

А

3 ~ 220 B

B

C

Пр

Кн. П

Кн. С			1 1
	-	«У
" Q-J. <4 Ur	-V	1сл

—¹ 1РТ КЛ

2РТ

КЛ

ЧЧЧ

1РТ

2РТ

О

Рассмотрим элементы схемы:

1. АД с КЗ ротором

2. Трехполюсный контактор Линейный КЛ

3. 2 реле тепловых РТ с размыкающими контактами в цепи управления

4. Кнопки управления «ПУСК» и «СТОП»

5. предохранители Пр

Тепловые реле включаются в две фазы сети и предназначены для защиты двигателя от небольших, но длительных перегрузок.

При пуске двигателя следует нажать кнопку пуска П.

При этом цепь управления пускателем замыкается через нормально замкнутую кнопку С, кнопку П, контакты теплового реле 1РТ, 2РТ, в результате катушка контактора КЛ обтекается током. Эта катушка создает магнитное поле, которое, преодолевая пружину, притягивает свой якорь и замыкает главные контакты КЛ и вспомогательный контакт КЛ. Последний шунтирует кнопку пуска П и цепь управления остается замкнутой после прекращения нажатия на кнопку П.

После включения главных контактов КЛ асинхронный электродвигатель (АД) подключается к сети и начинает вращаться.

Для остановки двигателя достаточно нажать кнопку стоп С. При этом цепь управления размыкается, катушка КЛ обесточивается и отпускает под действием пружины якорь. Контакты КЛ1, КЛ2 размыкаются, и вся схема приводится в нерабочее состояние.

При значительном снижении, а также исчезновении напряжения катушка пускателя не может удерживать притянутым якорь, и трехполюсный контактор отключается.

После восстановления нормального напряжения самозапуск двигателя не произойдет, так как схема будет в исходном нерабочем состоянии.

В результате возникнет так называемая «нулевая защита».