Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Московский горный институт (филиал НИТУ МИСиС)

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Kursovoy_proekt_el_privod_ispr_s_obr_soprotiv.doc

Скачиваний:

Добавлен:

11.11.2019

Размер:

1.14 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 12 / 72 3 4 5 6 7 > Следующая >>>

2. Расчет и построение механических переходных процессов

2.1 Расчет механических переходных процессов в двигательном режиме

Расчет переходных процессов с линейными механическими характеристиками двигателями ведется по формулам:

- для угловой скорости

; (2.1)

- для момента

, (2.2)

где - соответственно начальная и конечная угловые скорости двигателя;

- соответственно начальный и конечный моменты двигателя;

- механическая постоянная времени электропривода.

Произведем расчет механического переходного процесса при пуске привода с линейной механической характеристикой двигателя и постоянным моментом сопротивления рабочей машины. Рассмотрим пуск двигателя в пять ступеней.

При пуске двигателя , а - соответствующая моменту сопротивления , тогда работа двигателя на первой ступени описывается выражением:

, (2.3)

где - конечная угловая скорость двигателя, соответствующая работе привода на первой ступени пускового резистора (т.е. для первой ступени , соответствующая моменту сопротивления при полностью введенном сопротивлении).

Тогда получим:

, (2.3.1)

- механическая постоянная времени, соответствующая работе привода на первой ступени пускового резистора:

- для асинхронного двигателя

, (2.4)

где - момент инерции электропривода, приведенный к валу двигателя;

- скольжение АД на искусственной механической характеристике, соответствующее номинальному моменту.

Механическая постоянная времени:

- для асинхронного двигателя, работающего на естественной механической характеристике

, (2.5)

где .

Тогда

- для асинхронного двигателя, где - скольжение

на искусственной механической характеристике при номинальном моменте.

Конечная угловая скорость на первой пусковой ступени . Работа двигателя на первой пусковой ступени длится . Задаваясь временем от до , определяют угловую скорость двигателя и результаты расчетов сводят в табл. 2.1.

Расчеты:

кг∙м²;

с;

;

с^-1;

с^-1.

Таблица 2.1

, с	0	0,2376	0,396	0,6336	0,792	1,1088	1,4256	1,584	2,376	3,168
, с	0	13,81	20,99	29,34	33,57	41,39	45,98	48,91	50,62	51,68
, Н∙м	4062,5	3440,4	3118,1	2740,8	2545,3	2254,2	2059,1	1987,2	1781,9	1706,4

По данным таблицы 2.1 строится кривая зависимость угловой скорости от времени , которая приведена на рис 2.1. Однако, при реализации автоматического управления пуском, двигатель разгоняется лишь до скорости , т.к. при этой скорости происходит переход двигателя на новую механическую характеристику. Поэтому для определения времени работы двигателя на первой ступени, на оси ординат откладывают значение скорости и из этой точки проводят прямую параллельную оси абсцисс до пересечения с кривой . Из полученной точки “а” опускают перпендикуляр на ось абсцисс и находят время работы двигателя на первой ступени пускового резистора . Далее расчет зависимости ведется по формуле (2.1), в которой начальными и конечными условиями будут: , . Механическая постоянная времени электропривода:

- для асинхронного двигателя

- где берется из графика (рис.1.1);

Аналогично предыдущему задаются временем и рассчитывают , а результаты расчетов сводят в табл. 2.2.

Расчеты:

;

где с^-1, а с^-1 (из рис.1.1)

с^-1;

с^-1.

Таблица 2.2

, с	0	0,105	0,175	0,28	0,35	0,49	0,63	0,7	1,05	1,4
, с	42,5	47,94	50,76	54,07	55,77	58,32	60,02	60,66	62,46	63,12
, Н∙м	4062,5	3440,4	3118,1	2740,8	2545,3	2254,2	2059,1	1987,2	1781,9	1706,4

По данным табл. 2.2 построена кривая для второй ступени пускового резистора, которая приведена на рис.2.1. Двигатель, работая на второй ступени пускового резистора , разгоняется только до скорости . Поэтому откладывают эту скорость на оси ординат рис. 2.1 и проводят из этой точки прямую, параллельную оси абсцисс, до пересечения с кривой . Точку пересечения сносят на ось абсцисс и находят время работы двигателя на второй ступени пускового резистора. И так далее до перехода на естественную характеристику, работа на которой подчиняется выражению (2.1).

Начальными и конечными условиями для третьей ступени будут: , . Задаваясь временем от до , находят , а результаты расчетов заносят в табл. 2.3.

Расчеты:

с,

;

где с^-1, а с^-1 (из рис.1.1)

с^-1;

с^-1.

Таблица 2.3

, с	0	0,0457	0,0762	0,1218	0,1523	0,2132	0,2741	0,3046	0,4569	0,6092
, с	62,83	65,21	66,44	67,88	68,62	69,73	70,49	70,76	71,54	71,83
, Н∙м	4062,5	3440,4	3118,1	2740,8	2545,3	2254,2	2059,1	1987,2	1781,9	1706,4

По данным табл. 2.3 построена кривая для третьей ступени пускового резистора, которая приведена на рис.2.1. Двигатель, работая на третьей ступени пускового резистора , разгоняется только до скорости . Поэтому откладывают эту скорость на оси ординат рис. 2.1 и проводят из этой точки прямую, параллельную оси абсцисс, до пересечения с кривой . Точку пересечения сносят на ось абсцисс и находят время работы двигателя на третьей ступени пускового резистора. Начальными и конечными условиями для четвертой ступени будут: , . Задаваясь временем от до , находят , а результаты расчетов заносят в табл. 2.4.

Расчеты:

;

где с^-1, а с^-1 (из рис.1.1)

с^-1;

Таблица 2.4

, с	0	0,0216	0,036	0,0576	0,072	0,1008	0,1296	0,144	0,216	0,288
, с	71,5	72,41	72,88	73,43	73,71	74,13	74,42	74,53	74,83	74,94
, Н∙м	4062,5	3440,4	3118,1	2740,8	2545,3	2254,2	2059,1	1987,2	1781,9	1706,4

По данным табл. 2.4 построена кривая для четвертой ступени пускового резистора, которая приведена на рис.2.1. Двигатель, работая на четвертой ступени пускового резистора , разгоняется только до скорости . Поэтому откладывают эту скорость на оси ординат рис. 2.1 и проводят из этой точки прямую, параллельную оси абсцисс, до пересечения с кривой . Точку пересечения сносят на ось абсцисс и находят время работы двигателя на четвертой ступени пускового резистора. Начальными и конечными условиями, при переходе на естественную характеристику, будут: , , . Задаваясь временем от до , находят , а результаты расчетов заносят в табл. 2.5.

Расчеты:

с;

;

где с^-1, а с^-1 (из рис.1.1)

с^-1;

с^-1.

Таблица 2.5

, с	0	0,023	0,046	0,069
, с	74,9	76,23	76,71	76,9
, Н∙м	4062,5	2545,34	1987,22	1781,89

По данным табл. 2.5 построена следующая часть кривой , характеризующая работу двигателя на естественной механической характеристике, которая представлена на рис.2.1

Расчет зависимости ведут по формуле (2.2), в которой начальные и конечные значения , одинаковы для всех ступеней пускового резистора, а изменяется лишь величина механической постоянной времени. Для первой пусковой ступени , для второй ступени и т.д. Задаваясь временем с теме же значениями, что и при расчете кривой , находят момент , а результаты расчетов заносят в табл. 2.1-2.5. По данным табл. 2.1-2.5 построена кривая , которая представлена на рис. 2.1.

Расчеты:

;

т.к. , а , получим:

;

где Н∙м, а Н∙м.

Н∙м;

Н∙м.

Заносим полученные значения для моментов в таблицы 2.1 – 2.5.

Расчет и построение механических характеристик

двигателей в тормозных режимах

Расчет механических характеристик режима динамического

торможения асинхронного двигателя

Для получения режима динамического торможения АД в его обмотки статора необходимо подать напряжение постоянного тока. При схеме соединения обмоток статора АД в звезду, протекающий по ним ток будет связан с переменным следующим соотношением:

, (3.1)

где - коэффициент, зависящий от схемы соединения обмоток статора ( - для схемы соединения обмоток статора в звезду);

- ток фазы статора АД.

Напряжение постоянного тока, обеспечивающее этот ток, определяется по формуле:

, (3.2)

где - полное сопротивление обмоток статора ( - для схемы соединения обмоток статора в звезду, где - активное сопротивление фазы статора АД).

Расчет механической характеристики АД, работающего а режиме динамического торможения, ведется по формуле:

, (3.3)

где , - соответственно критический момент и критическое скольжение АД, работающего в режиме динамического торможения;

Скольжение в режиме динамического торможения АД, определяется по формуле:

, (3.4)

Критическое скольжение при динамическом торможении АД:

, (3.5)

где - индуктивное сопротивление контура намагничивания.

Сопротивление находится по формуле:

, (3.6)

где - линейное напряжение статора АД;

- ток холостого хода АД, который определяется по формуле:

, (3.7)

где (для АД с номинальной мощностью кВт);

Значение определяется по формуле:

, (3.8)

Критический момент при динамическом торможении:

, (3.9)

где - число фаз АД;

- индуктивное сопротивление фазы ротора, приведенное к цепи статора, определяется по формуле:

. (3.10)

Задаваясь скольжением , определяют момент и угловую скорость АД. Результаты расчетов сводят в табл. 3.1.

Расчеты:

А;

Ом;

В;

;

А;

Ом;

Таблица 3.1


0	0			0	0
	1	1	2	1376,024	0,809
0,013	1,2621	0,7923	2,0544	1339,59	1
0,038	3,6893	0,27105	3,9603	694,91	3
0,0636	6,175	0,162	6,337	434,28	5
0,127	12,33	0,081	12,411	221,74	10
0,2	19,42	0,0515	19,4715	141,34	15,708
0,4	38,83	0,02575	38,8557	70,83	31,416
0,6	58,25	0,01717	58,2672	47,23	47,124
0,8	77,67	0,012875	77,6829	35,43	62,832
	95,18	0,0105	95,1905	28,91	77
1,0	97,09	0,0103	97,1003	28,34	78,54

По данным табл. 3.1 строят естественную механическую характеристику динамического торможения, которая представлена во втором квадранте рис. 3.1.

Рассмотрим построение искусственных механических характеристик. Искусственная характеристика с наибольшим добавочным сопротивлением резистора строится по следующим двум точкам. Первая точка “а” определяется начальным скольжением и максимальным тормозным моментом . . Второй точкой является начало координат. Соединяя точку “а” с началом координат прямой, получают первую искусственную механическую характеристику режима динамического торможения.

При торможении в несколько ступеней производят следующие построения. Из точки “а” на ось абсцисс опускаем перпендикуляр. На оси абсцисс откладывают также момент переключения , который находится в пропорциональной зависимости от момента переключения на естественной механической характеристике АД и определяется как:

, (3.11)

где - момент переключения на естественной механической характеристике АД, численно равный 1828,64 Н∙м.

Н∙м.

Затем восстанавливают перпендикуляр из до пересечения с первой искусственной механической характеристикой. Из полученной точки “б” проводят прямую параллельную оси абсцисс до пересечения с прямой, соответствующей моменту . Соединяя полученную точку “в” с началом координат, получают вторую искусственную механическую характеристику и так далее, до шестой искусственной механической характеристики.