 |
Расчет механических переходных процессов двигателя, работающего в режиме динамического торможения
|
|
|
|
Рассмотрим механический переходной процесс при динамическом торможении двигателя. Расчет механического переходного процесса при торможении асинхронного двигателя ведется по формуле:
(2.6)
в которой 
- перепад скорости при моменте нагрузки 
, а также начальная скорость 
. Величины 
и 
берутся из графика рис.2.2. Расчет переходного процесса ведется по формуле (2.6) до скорости 
. Задаваясь временем 
от 0 до 
, где
(
, 
).
Результаты расчетов заносятся в табл.2.6, по данным которых строится зависимость 
(рис.2.3).
Расчеты:
с;
с-1;
с-1;
с-1;
с-1.
Таблица 2.6
| , с
| 0,115 | 0,23 | 0,345 | |
 , с 
| 78,54 | 60,3 | 43,8 | 28,87 |
 , Н∙м
| -1169,62 | -900,12 | -656,26 | -435,61 |
Однако снижение скорости двигателя идет лишь до величины 
, при которой двигатель должен перейти на новую механическую характеристику. Для определения времени работы двигателя на первой реостатной характеристике необходимо на оси ординат (рис.2.3) отложить эту скорость 
и провести прямую параллельную оси абсцисс до пересечения с кривой . Точка пересечения сносится на ось абсцисс и находится время 
, в течение которого скорость двигателя снижается с 
до .
При расчете работы двигателя на второй ступени резистора начальными условиями будут:
; 
(
берется из графика рис.2.2.)
Величина механической постоянной времени: 
Расчеты:
с;
с-1;
с-1;
с-1;
с-1.
Таблица 2.7
| , с
| 0,0515 | 0,103 | 0,1545 | |
| , с
| 35,6 | 27,37 | 19,92 | 13,18 |
| , Н∙м
| -1169,62 | -900,12 | -656,26 | -435,61 |
По данным табл.2.7 построена зависимость , которая приведена на рис.2.3.
Для определения времени работы электропривода на второй ступени резистора на оси ординат откладывают скорость 
и из этой точки проводят прямую, параллельную оси абсцисс до пересечения с кривой (рис.2.3). Точку пересечения сносят на ось абсцисс и находят время работы двигателя на второй ступени 
. И так далее до перехода на естественную характеристику двигателя.
|
|
|
Расчеты:
с;
с-1;
с-1;
с-1;
с-1.
Таблица 2.8
| , с
| 0,0233 | 0,0466 | 0,0699 | |
| , с
| 15,9 | 12,18 | 8,81 | 5,77 |
| , Н∙м
| -1169,62 | -900,12 | -656,26 | -435,61 |
с;
с-1;
с-1;
с-1;
с-1.
Таблица 2.9
| , с
| 0,0105 | 0,021 | 0,0315 | |
| , с
| 7,2 | 5,55 | 4,06 | 2,72 |
| , Н∙м
| -1169,62 | -900,12 | -656,26 | -435,61 |
с;
с-1;
с-1;
с-1;
с-1.
Таблица 2.10
| , с
| 0,0051 | 0,0102 | 0,0153 | |
| , с
| 3,5 | 2,69 | 1,96 | 1,3 |
| , Н∙м
| -1169,62 | -900,12 | -656,26 | -435,61 |
с.
с-1;
с-1;
с-1;
с-1.
Таблица 2.11
| , с
| 0,0025 | 0,005 | 0,0075 | |
| , с
| 1,7 | 1,18 | 0,7 | 0,27 |
| , Н∙м
| -1169,62 | -900,12 | -656,26 | -435,61 |
При расчете работы двигателя на естественной характеристике начальными и конечными условиями будут:
; 
(
; 
берутся из графика рис.2.2.)
Механическая постоянная времени-
с-1;
с-1;
с-1;
с-1.
Таблица 2.12
| , с
| 0,0023 | 0,0046 | 0,0069 | |
| , с
| 0,9 | 0,63 | 0,39 | 0,17 |
| , Н∙м
| -1169,62 | -900,12 | -656,26 | -435,61 |
Завершается переходный процесс при скорости 
наложением механического тормоза.
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. 2.6-2.12. По данным табл. 2.6-2.12 построена кривая , которая представлена на рис. 2.3.
Расчеты:
;
т.к. , а , получим:
;
где 
Н∙м, а 
Н∙м.
Н∙м;
Н∙м;
Н∙м;
Н∙м.
Заносим полученные значения для моментов в табл. 2.6 – 2.12.
Расчет и построение графиков зависимости мощности от времени.
Расчет зависимости потребляемой активной мощности из сети ведется по формуле:
, (4.1)
где P1 – потребляемая электрическая мощность;
M – текущее значение момента.
|
|
|
По формуле (4.2) определяем мощность на валу двигателя:
, (4.2)
где P2 – потребляемая электрическая мощность;
w – текущее значение частоты.
Потери мощности в электродвигателе определяем по формуле (4.3)
(4.3)
Задаваясь значением времени t по графикам зависимости момента M = f(t) и частоты w= f(t) от времени (рис.2.1) определяем текущее значения момента и частоты и подставляем их в формулы (4.1) и (4.2). Полученные значения мощностей P1 и P2 подставляем в формулу (4.3).
Все полученные значения для каждой ступени занесем в табл. 4.1- 4.5:
Таблица 4.1.
| t, c | 0,2376 | 0,396 | 0,6336 | 0,792 | 1,1088 | 1,4256 | 1,584 | 2,13 | |
| P1, кВт | 319,1 | 270,2 | 244,9 | 215,3 | 199,9 | 177,1 | 161,7 | 156,1 | 143,6 |
| P2, кВт | 56,4 | 69,4 | 78,1 | 79,13 | 79,07 | 77,7 | |||
| DP, кВт | 319,1 | 229,2 | 188,5 | 145,9 | 125,9 | 82,57 | 77,03 | 65,9 |
Таблица 4.2.
| t, c | 0,105 | 0,175 | 0,28 | 0,35 | 0,49 | 0,63 | 0,7 | 1,2 | |
| P1, кВт | 319,1 | 270,2 | 244,9 | 215,3 | 199,9 | 177,1 | 161,7 | 156,1 | 143,6 |
| P2, кВт | 172,7 | 164,9 | 158,3 | 148,2 | 141,9 | 120,1 | 123,6 | 120,5 | 114,9 |
| DP, кВт | 146,4 | 105,3 | 86,6 | 67,1 | 38,1 | 35,6 | 28,7 |
Таблица 4.3.
| t, c | 0,04569 | 0,07615 | 0,12184 | 0,1523 | 0,21322 | 0,27414 | 0,3046 | 0,44 | |
| P1, кВт | 319,1 | 270,2 | 244,9 | 215,3 | 199,9 | 177,1 | 161,7 | 156,1 | 143,6 |
| P2, кВт | 255,2 | 224,3 | 207,2 | 186,1 | 174,7 | 157,2 | 145,2 | 140,6 | 130,7 |
| DP, кВт | 63,9 | 45,9 | 37,7 | 29,2 | 25,2 | 19,9 | 16,5 | 15,5 | 12,9 |
Таблица 4.4.
| t, c | 0,0216 | 0,036 | 0,0576 | 0,072 | 0,1008 | 0,1296 | 0,144 | 0,28 | |
| P1, кВт | 319,1 | 270,2 | 244,9 | 215,3 | 199,9 | 177,1 | 161,7 | 156,1 | 143,6 |
| P2, кВт | 290,5 | 249,1 | 227,2 | 201,3 | 187,6 | 167,1 | 153,2 | 148,1 | 136,9 |
| DP, кВт | 28,6 | 21,1 | 17,7 | 12,3 | 8,5 | 6,7 |
Таблица 4.5.
| t, c | 0,023 | 0,046 | 0,069 | |
| P1, кВт | 319,1 | 199,9 | 156,1 | |
| P2, кВт | 304,3 | 152,4 | ||
| DP, кВт | 14,8 | 5,9 | 3,7 |
По полученным значениям строим графики 
представленные на рис.4.1.
Разработка принципиальной схемы управления электродвигателем
Подготовка схемы к работе
При подготовке схемы (рис.5.1) к работе необходимо установить рукоять командоаппарата в нулевую позицию. Затем включить разъединители QS1 в силовой цепи и QS2 в цепи управления. При этом получает питание катушка реле напряжения KU1, которое срабатывает и замыкает свой блок-контакт KU1, который шунтирует нулевую позицию командоаппарата. А также получают питание катушки реле времени КТ1,КТ2,КТ3,КТ4, которые сработав размыкают свои контакты КТ1,КТ2,КТ3,КТ4 в цепях контакторов ускорения КМ3,КМ4,КМ5,КМ6.
На этом подготовка схемы к работе завершена.
|
|
|
|
|
|
