Работа электропривода

.

Поскольку схема включения двигателя не изменяется, механические характеристики АД для режима рекуперативного торможения (как и для ДПТ с независимым возбуждением) получаются продолжением характеристик для двигательного режима в третьем квадранте в четвертый.

С увеличением скорости двигателя будет расти величина тормозного момента М. При работе двигателя на естественной характеристике М станет равным Мс при скорости (-щ1) и двигатель перейдет в установившийся режим работы. Груз будет опускаться с постоянной скоростью. На реостатных характеристиках скорость установившегося режима будет больше - (-щ2) на пусковой характеристике.

Торможение противоключением, как и для ДПТ с независимым возбуждением, осуществляется в том случае, когда обмотки двигателя включены для одного направления вращения, а ротор двигателя под воздействием сил инерции или активного момента сопротивления вращается в противоположную сторону - против включения.

Допустим, что на рис. 2.17а замкнуты контакты КВ, а RП и RПР зашунтированы. Статорные обмотки подключены к напряжению сети с прямым порядком чередования фаз.

Размыкаются контакты КВ и замыкаются КН. Работающий двигатель включается на противоположное направление. Статорные обмотки двигателя подключаются к сети с обратным порядком чередования фаз. Изменяется направление вращения магнитного поля статора, а ротор двигателя под действием инерционных сил сохраняет направление вращения - вращается против включения. Изменяет направление вращающий момент двигателя, т.е. он становится тормозным.

Поскольку ротор двигателя вращается навстречу полю, частота, с которой вращающееся поле пересекает обмотку ротора, в два раза превышает частоту при пуске (ротор неподвижен, а поле вращается с синхронной скоростью щ0). Наводимая в обмотке ротора э.д.с. Е2 в два раза превышает номинальную э.д.с. Е2н, наводимую в обмотке ротора при пуске. Поэтому для ограничения тока в цепь ротора необходимо кроме пускового сопротивления RП включать сопротивление противовключения RПР. Механические характеристики двигателя, соответствующие схеме включения на рис. 2.17а, приведены на рис. 2.18. При замкнутых КВ и зашунтированных RП и RПР двигатель работал на естественной характеристике в точке А. После размыкания КВ, включения в цепь ротора RП+RПР и замыкания КН двигатель из точки А переходит в точку В на характеристике торможения противовключением. Под действием тормозного момента скорость двигателя будет снижаться. Если двигатель тормозится для остановки, то в точке С при щ=0 необходимо разомкнуть КН.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2.18. Механические характеристики АД с фазным ротором в режиме торможения противовключением.

Если же после остановки начинается разгон в противоположном направлении, то при скорости близкой к нулю необходимо зашунтировать RПР и перевести двигатель на предельную пусковую характеристику. На этой характеристике двигатель закончит торможение и сразу же начнет разгон в противоположном направлении с максимальным ускорением. В третьем квадранте он может работать в установившемся режиме в точке Д на пусковой характеристике или в точке Е на естественной. Если разомкнуть КН, включить в цепь ротора RП+RПР и замкнуть КВ двигатель из точки Е перейдет в точку F на характеристике противовключения в четвертом квадранте. Процесс торможения и разгон будут проходить аналогично.

При реверсивной схеме включения АД с короткозамкнутым ротором у двигателя будут две естественных характеристики (см. рис. 2.17б) в первом и третьем квадрантах. Для получения характеристик торможения противовключением естественные характеристики следует продлить во второй и четвертый квадранты. Процессы торможения и разгона будут протекать аналогично рассмотренным для АД с фазным ротором. Однако нагрев двигателя будет намного большим, т.к. ограничение тока ротора отсутствует.

В электроприводах с активным Мс, например, в электроприводе подъемной лебедки, где активный Мс создает груз массой m, подвешенный на крюке, режим торможения противключением можно получить за счет изменения механической характеристики двигателя. Схема включения двигателя приведена на рис. 2.17а, а механические характеристики двигателя на рис. 2.19.

Допустим, что замкнуты КВ и зашунтированы RП и RПР. Двигатель со скоростью щ1 работает в направлении подъема на естественной характеристике в точке А.

При введении в цепь ротора пускового реостата RП двигатель перейдет на предельную пусковую характеристику и будет работать в точке В со скоростью щ2.С введением RПР наклон характеристики будет увеличиваться, а скорость движения уменьшается (щ=щ3 при RПР= RПР1).



Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2.19. Механические характеристики АД с фазным ротором в режиме торможения противовключением при активном Мс.

Можно так подобрать величину RПР, что М будет равен Мс при скорости двигателя щ, равной нулю. На рис. 2.19 этому случаю соответствует точка Д при RПР= RПР2. Двигатель останавливается и поднимаемый груз удерживается в подвешенном состоянии за счет вращающего момента двигателя М. При

RПР= RПР3 момент двигателя М станет меньше Мс. Поднятый груз начнет опускаться и двигатель, включенный для работы на подъем, под действием активного Мс будет вращаться в направлении опускания - против включения. Момент двигателя становится тормозным. С увеличением скорости опускания груза он будет увеличиваться. При щ=-щ4 (точка Е на рис. 2.19) величина тормозного момента двигателя М станет равной величине активного Мс. Двигатель перейдет в установившийся режим работы и увеличение скорости опускания груза прекратится. Такой режим торможения широко используется в электроприводах подъемных лебедок, так как он позволяет получить очень низкие «посадочные» скорости двигателя и устанавливать груз в требуемом месте без удара.

При торможении противовключением АД работает в режиме генератора, включенного последовательно с сетью. Он преобразует механическую энергию в электрическую, а также потребляет электрическую энергию из сети. Вся электроэнергия выделяется в виде тепла в двигателе и на сопротивлениях, включенных в цепи протекания тока ротора. Поэтому торможение противовключением не экономично с точки зрения затрат энергии, однако по сравнению с другими видами оно обеспечивает минимальное время торможения.

Динамическое торможение осуществляется при отключении обмоток статора от сети переменного тока и подключении двух из них к сети постоянного тока. Схема включения двигателя приведена на рис. 2.20а, механические характеристики - на рис. 2.20б.

При замкнутых КЛ и разомкнутых КДТ и зашунтированном RДТ двигатель работает в первом квадранте на естественной характеристике в точке А.

При размыкании КЛ и замыкании КДТ выводы С2 и С3 статорных обмоток подключается к сети постоянного тока. Постоянный ток, протекая к обмотке статора, образует неподвижное магнитное поле. В обмотке вращающегося ротора наводится э.д.с., под действием которой протекает переменный ток. Создаваемое этим током поле неподвижно относительно статора. Тормозной момент возникает в результате взаимодействия суммарного магнитного потока с током ротора.

Двигатель из точки А перейдет в точку В на одной из характеристик динамического торможения, которые расположены во втором квадранте. Они проходят через начало координат, так как при щ=0 э.д.с. ротора, ток ротора и тормозной момент двигателя тоже будут равны нулю.

В режиме динамического торможения двигатель работает как автономный генератор. Механическую энергию, запасенную в движущихся элементах механической части он преобразовывает в электрическую и расходует ее на нагрев обмоток и дополнительных сопротивлений в цепи ротора.

21. Способы регулирования частоты вращения асинхронных ЭД

Способ регулирования частоты вращения асинхронных ЭД переменного тока переключением пар полюсов.

Этот способ регулирования применим только для короткозамкнутых ЭД, имеющих специальную конструкцию, допускающую изменение числа пар полюсов магнитного поля, создаваемого обмоткой статора. Такие асинхронные ЭД получили название полюсопереключаемыми. Отечественной промышленностью серийно выпускаются ЭД, позволяющие получать число пар полюсов 2.3,4. Соответственно такие ЭД называются двух, трех и четырехскоростными.

У двухскоростных ЭД статорная обмотка каждой фазы состоит из двух секций, которые могут быть включены либо параллельно (режим малого числа пар полюсов), либо последовательно (режим большого числа пар полюсов). Механические характеристики двухскоростного асинхронного ЭД показаны на рис.4.9. При увеличении числа пар полюсов синхронная частота вращения, равная

уменьшается, поскольку ее значение обратно пропорционально числу пар полюсов. В свою очередь значение критического момента, которое обратно пропорционально синхронной частоте вращения, возрастает.

Краткая характеристика этого способа регулирования может быть сведена к следующему:

реализуемый диапазон регулирования получается дискретным, а его величина определяется конструкцией ЭД, а точнее его возможностями в части изменения числа пар полюсов;

стабильность достаточно высокая, поскольку ЭД работает на линейной части механической характеристики;

экономичность процесса регулирования тоже высокая, так как затраты на создание электропривода незначительны, а коэффициент полезного действия большой.

Способ регулирования частоты вращения асинхронных ЭД переменного тока введением сопротивления в цепь ротора.

Рассматриваемый способ регулирования применим только для асинхронных ЭД с фазным ротором. Способ по сравнению с другими является наиболее простым, поэтому широко применяется в электроприводах самого различного назначения. Графическое изображение семейства механических характеристик, получаемых при введении в цепь ротора дополнительных сопротивлений, и, поясняющих процесс регулирования, показано на рис. 4.10. Как следует из представленных графиков, при увеличении сопротивления, вводимого в цепь ротора, увеличивается наклон механических характеристик. При этом значения синхронной частоты вращения и критического электромагнитного момента ЭД остаются постоянными. Этот способ очень похож на способ регулирования ЭД постоянного тока изменением сопротивления в цепи якоря и краткая оценка его аналогична:

диапазон регулирования небольшой 3:1. При снижении нагрузки диапазон регулирования тоже уменьшается, а на холостом ходу регулирование вообще невозможно;

плавность регулирования зависит от числа ступеней, в случае использования жидкостного реостата регулирование бесступенчатое;

экономичность процесса регулирования не высока, что объясняется потерями на активных сопротивлениях, вводимых в цепь ротора, величина этих потерь пропорциональна скольжению.

Этот способ регулирования применяется в электроприводах малой и средней мощности в тех случаях, когда требуется кратковременное снижение частоты вращения. В горной промышленности способ регулирования введением в цепь ротора активного сопротивления используется в электроприводах шахтных подъемных машин, уклонных лебедках, конвейерах и т.д.

Частотный способ регулирования асинхронных ЭД переменного тока.

Частотный способ на сегодняшний день является наиболее перспективным способом регулирования частоты вращения асинхронных ЭД и наиболее широко применяется в различных отраслях промышленности, в том числе и в горной. Суть его заключается в том, что в процессе регулирования одновременно изменяются и действующее значение напряжения, и его частота. При этом величина отношения напряжения к частоте остается постоянной во всем диапазоне регулирования. Соблюдение этого условия необходимо для создания оптимальных режимов работы ЭД (двигатель не перегревается, значение критического электромагнитного момента остается постоянным). Механические характеристики асинхронного ЭД, регулируемого таким способом, представлены на рис.4.11. Анализ механических характеристик показывает, что они очень напоминают механические характеристики ЭД постоянного тока, работающего в системе «генератор-двигатель». Иными словами рассматриваемый способ имеет практически те же достоинства и кратко может быть охарактеризован следующим образом:

диапазон регулирования 10:1 и выше;

плавность регулирования очень высокая;

стабильность также достаточно высокая, так как ЭД во всем диапазоне работает на линейных участках механических характеристик;

Следует отметить, что применение частотного способа целесообразно не только для регулирования частоты вращения. Его использование обеспечивает также плавный пуск ЭД без потребления бросков тока из сети. Последнее обстоятельство имеет особо важное значение для забойных машин, работающих с частыми пусками, перегрузками, и, получающих питание по кабельным линиям большой длины. В настоящее время шахтные забойные машины, снабженные нерегулируемыми приводами на основе асинхронных короткозамкнутых ЭД, находятся в исключительно тяжелых условиях. Поддержание необходимого уровня напряжения на статорных обмотках ЭД крайне затруднено. При включении ЭД значительный пусковой ток создает уменьшение напряжения относительно номинального значения на 20-30% за счет падения в кабельной линии. Это приводит к уменьшению пускового момента ЭД на 35-50% и к резкому снижению производительности в конечном счете. Указанный недостаток устраняется при применении частотного способа регулирования.

Для практической реализации частотного способа в регулируемых электроприводах используются статические преобразователи частоты. Последние представляют собой полупроводниковые электронные устройства, обеспечивающие преобразование параметров промышленной трехфазной сети в систему трехфазного напряжения с регулируемыми параметрами. По принципу действия статические преобразователи разделяются на:

преобразователи с непосредственным преобразованием частоты;

преобразователи частоты со звеном постоянного тока.

Наибольшее распространение в электроприводах сегодня нашли статические преобразователи со звеном постоянного тока, которые выгодно отличаются тем, что обеспечивают больший диапазон регулирования и могут регулировать частоту как вверх, так и вниз. На сегодняшний день существует и широко применяется достаточно большое количество схемотехнических решений статических преобразователей частоты со звеном постоянного тока, которые отличаются и схемами, и элементной базой. На рис.4.11 представлена функциональная схема статического преобразователя частоты со звеном постоянного тока. В соответствии со схемой статический преобразователь состоит из двух основных устройств:

управляемого выпрямителя-УВ;

автономного инвертора напряжения-АИН.

Кроме того статический преобразователь содержит систему управления, состоящую из:

блока управления выпрямителя -БУВ;

блок управления инвертором-БУИ;

блок задания скорости-БЗС.

Работа статического преобразователя осуществляется следующим образом. На вход управляемого выпрямителя поступает трехфазное переменное напряжение промышленной частоты. На выходе выпрямителя формируется постоянное напряжение, величина которого может плавно регулироваться с помощью БУВ. Это напряжение поступает на вход автономного инвертора напряжения. Последний, за счет определенного алгоритма переключения полупроводниковых ключей, входящих в его состав, формирует на выходе трехфазное переменное напряжение, частота которого может плавно регулироваться с помощью БУИ. Блок задания скорости БЗС, воздействуя на блоки управления выпрямителя и инвертора, обеспечивает требуемое соотношение между действующим значением напряжения и его частотой.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 2.20. а) схема включения АД с фазным ротором в режиме динамического торможения; б) механические характеристики АД с фазным ротором в режиме динамического торможения.

22. Определение времени ускорения и замедления ЭП

Время t1-2 ускорения или замедления ЭП от частоты вращения щ1 до щ2 определяется путем интегрирования уравнения движения ЭП:

В простейшем случае, когда М = const, Мс = const, J= const, no лучим



В частном случае, при пуске двигателя до частоты вращения со, время пуска U с, определяется выражением:

29 Классификация номинальных режимов работы электродвигателей.

При включении двигателя в сеть и наличии на его валу нагрузки, происходит его нагрев, зависящий от тепловых потерь АР,времени нагрева t, теплоемкости С и теплоотдачи двигатели А. Эти величины связаны между собой уравнением теплового баланса электродвигателя:

где r -- превышение температуры двигателя над температурой охлаждающей среды, которую принимают как правило равной +40°С.

Решение этого уравнения дает зависимость изменения превышения температуры двигателя во времени. Зависимости имеет экспоненциальный характер (рис. 17.2):



где: rуст -- установившееся превышение температуры, °С,

rнач -- начальное превышение температуры, °С,

Т - постоянная времени нагревания,

Рис. 17.2. Кривые нагрева и охлаждения электродвигателя

Режимы работы стандартизованы. Различают три основных режима: длительный (обозначается символом S1), кратковременный(S2) и повторно-кратковременный ( S3).

Длительный-- это режим, в котором превышение температуры двигателя достигает установившегося значения. Длительный режим подразделяют на два вида: а) режим с постоянной нагрузкой и б) режим с переменной нагрузкой. К типу а) относятся ЭП вентиляторов, насосов, компрессоров, транспортеров, текстильных станков и др. К типу б) -- ЭП поршневых компрессоров, прокатных станов, токарных, фрезерных, сверлильных станков и др.

Режим работы ЭП отражают при помощи нагрузочных диаграмм (НД), которые представляют собой зависимость мощности Р,момента М или тока двигателя I от времени t

Примеры НД для длительного режима и кривая нагрева приведены на рис. 17.3.

В кратковременном режиме двигатель работает непродолжительное время, в течение которого превышение его температуры не достигает установившегося значения, а после отключения он успевает охладиться до температуры охлаждающей среды (рис. 17.4, а). В этом режиме работают ЭП шлюзов, задвижек нефте- и газопроводов и др.

Рис. 17.3. Нагрузочные диаграммы для длительного режима с постоянной нагрузкой (а) и с переменной нагрузкой (б)

Повторно-кратковременным называют режим, в котором кратковременные периоды включения двигателя чередуются с периодами пауз, причем в период нагрузки превышение температуры двигателя не достигает установившегося значения, а при отключении не успевает достичь температуры охлаждающей среды. Примеры нагрузочных диаграмм и кривых нагрева для этих режимов приведены на рис. 17.4.



Рис. 17.4. Нагрузочные диаграммы и диаграммы нагрева для кратковременного режима работы (а) и для повторно-кратковременного режима работы (б)

Свойства двигателей в повторно-кратковременном режиме зависят от продолжительности включения {ПВ). Как видно из диаграммы на рис. 17.4, 6, двигатель нагружен в течение времени tp, а в течение времени t0 следует пауза. Их сумма составляет время цикла tц.

ПВ -- это величина равная отношению времени работы двигателя под нагрузкой ко времени цикла, измеряемая в процентах :

ПВ стандартизованы и составляют 15, 25, 40, 60%. Значение ПВ указывается на паспорте двигателя.

Двигатель мощностью PН1 с ПВ1 может быть использован при другой ПВ2. Мощность Р2, на которую можно при этом нагружать двигатель, определяется приближенным соотношением



Продолжительным номинальным режимом работы электрической машины называется режим работы ее при неизменной нагрузке, продолжающейся столько времени, что превышения температуры всех частей ее достигают установившихся значений (Рисунок 3, где - соответственно мощность на валу двигателя, мощность потерь и температура).

Кратковременным номинальным режимом работы называется режим, при котором периоды неизменной номинальной нагрузки чередуются с периодами отключения машины; при этом периоды нагрузки не настолько длительны, чтобы превышения температуры машины могли достигнуть установившихся значений, а периоды остановки настолько длительны, что все ее части охлаждаются до температуры окружающей среды (Рисунок 4). В этом режиме рекомендуются продолжительности рабочего периода: 10, 30, 60 и 90 мин.

Повторно - кратковременным номинальным режимом работы называется режим, при котором кратковременные периоды неизменной номинальной нагрузки (рабочие периоды) чередуются с периодами отключения машины (паузами), причем как рабочие периоды, так и паузы не настолько длительны, чтобы превышения температуры могли достигнуть установившихся значений.

В этом режиме работы (Рисунок 5) продолжительность работы не превышает 10 мин, и режим характеризуется относительной продолжительностью включения, %, ПВ = 15, 25, 40 и 60 %, которая определяется по формуле:

. (29.9)

где - время работы;

- время паузы;

- время цикла.

Пусковые потери в этом режиме практически не оказывают влияния на превышение температуры частей машины.

23. Расчет мощности двигателей для длительного режима работы

Расчет мощности двигателей для длительного режима работы

При постоянной нагрузке (рис. 17.3, а) определяется мощность Рс или момент Mс механизма, приведенные к валу двигателя, и по каталогу выбирается двигатель, имеющий ближайшую не меньшую номинальную мощность

Для тяжелых условий пуска осуществляется проверка величины пускового момента двигателя так, чтобы он превышал момент сопротивления механизма. Пусковой момент, Н*м,



где л -- кратность пускового момента двигателя, выбираемого по каталогу.

При длительной переменной нагрузке (рис. 17.3, б) определение номинальной мощности двигателя производят по методу средних потерь, либо методу эквивалентных величин (мощности, момента или тока).

Расчет мощности двигателя по методу средних потерь

Метод основан на предположении, что при равенстве номинальных потерь двигателя ДРН и средних потерь ДРср, определяемых по диаграмме нагрузки, температура двигателя не будет превышать допустимую, °С:

1. Определяется средняя мощность нагрузки, кВт,

2. Предварительно подбирается двигатель с номинальной мощностью Рн. При этом

3. Определяются номинальные потери подобранного двигателя, кВт,



4. Определяются по диаграмме потери ДP1, ДР2,..., ДРп, кВт,

где зп -- КПД, соответствующий мощности Рп и зависящий

от загрузки двигателя. При

5. Определяются по диаграмме средние потери, кВт,

где а -- отношение постоянных потерь в двигателе, указанных в каталоге, к номинальным

6. Проверяется условие равенства средних и номинальных потерь. При их расхождении более чем на 10% подбирают другой двигатель и повторяют расчет.

24. Расчет мощности двигателя по методу эквивалентных величин

Метод основан на понятии среднеквадратичного или эквивалентного тока (мощности, момента). Переменные потери в двигателе пропорциональны квадрату тока нагрузки. Эквивалентным, неизменным по величине током называют ток, создающий вдвигателе такие же потери, как и изменяющийся во времени фактический ток нагрузки.

1. Определяют величину эквивалентного тока, А,

2. По каталогу выбирают двигатель, номинальный ток которого равен или несколько больше 1$.

3. Двигатель проверяют по перегрузочной способности: отношение наибольшего момента сопротивления к номинальному не должно превышать допустимого значения, приводимого в каталогах (см. также, например, гл. 6 и 7).

или эквивалентного момента, Н*м:

Если мощность и вращающий момент двигателя пропорциональны величине тока, то для расчета можно воспользоваться выражениями для эквивалентной мощности, кВт:

25. Расчет мощности двигателей для повторно-кратковременного

Повторно-кратковременный режим работы (рис. 17.3, б).

По нагрузочной диаграмме определяют среднюю мощность Рср.

Выбирают двигатель, номинальная мощность которого не меньше средней мощности.

Определяют эквивалентную мощность Р$ ( или Мэ).

Эквивалентную мощность (момент, ток) пересчитывают для ближайшего стандартного значения ПВН0М:

По каталогу выбирают двигатель с номинальной мощностью Рн при ПВН0М так, чтобы Рн ? Р.

Выбранный двигатель проверяют по перегрузочной способности.

26. Кратковременный режим работы

Стандартные продолжительности рабочего периода для этого режима составляют 15, 30, 60 и 90 мин. Мощность двигателя определяется по методу эквивалентных величин.

В этом режиме могут использоваться и двигатели» рассчитанные на длительный режим работы. Двигатель выбирают заниженной мощности. Следовательно, ток двигателя в период работы в этом режиме может существенно превышать номинальный, однако превышение температуры при этом не должно быть больше допустимого, X:

Ток двигателя в кратковременном режиме работы, допустимый в течение времени tP, A:

-- постоянная времени нагрева двигателя, с.

Коэффициент тепловой перегрузки двигателя

Если постоянные потери К неизвестны, то для номинального режима их ориентировочно принимают равными переменным потерям в двигателе, Вт:

Если известны потери ДРкр и ДРн, то постоянная времени, с, определяется из соотношения

27. Нагрузочные диаграммы и тахограммы

Основой для выбора электропривода и расчета его мощности являются его нагрузочная диаграмма и диаграмма скорости (тахограмма) (Рисунок 3).

Нагрузочные диаграммы подразделяются на:

- диаграммы производственного механизма;

- диаграммы электропривода.

Нагрузочной диаграммой производственного механизма называется зависимость приведенного к валу двигателя статического момента (мощности) нагрузки от времени . Она рассчитывается на основании технологических данных, характеризующих работу механизмов (машин).

Нагрузочной диаграммой электропривода механизма называется зависимость момента электродвигателя (алгебраическая сумма статического и динамического моментов) от времени .

Диаграммой скорости или тахограммой называется зависимость скорости двигателя исполнительного органа от времени:

или .

Упрощенное построение нагрузочных диаграмм

Как правило, нагрузочные диаграммы привода строятся на основе расчета переходных режимов.

Однако если точность в определении длительности переходных процессов и характера изменения момента двигателя не имеет существенного значения, то нагрузочная диаграмма может быть построена упрощенным методом.

В этом случае действительное изменение тока или момента при пуске и торможении по экспоненциальным кривым заменяют прямоугольным графиком, т.е. полагают, что ток и момент в переходном процессе остаются неизменными и равными их средним значениям.

Если статический момент постоянен, то при указанных выше допущениях ускорение привода в процессах разгона и торможения сохраняет постоянное значение, а скорость изменяется по линейному закону.

Типичным примером привода, для расчета которого используются подобные нагрузочные диаграммы, может служить привод шахтного подъемника с уравновешенным канатом.

На рисунке 1 представлена схема шахтного подъемника.

На схеме:

Д - двигатель;

Шт - шкив трения;

Шн - направляющие шкивы;

К1 и К2 - клети;

Ку - уравновешивающий канат.

Шахтный подъемник может быть выполнен с барабаном для намотки каната либо со шкивом трения.

В последнем случае канат не закрепляется и удерживается на шкиве Шт исключительно силой трения.

Шкив Шт обычно непосредственно сочленяется с валом двигателя, и поэтому скорость вращения последнего выбирается равной расчетной скорости вращения шкива.



28. Алгоритм упрощенного построения нагрузочных диаграмм

1. Диаграмма изменения скорости подъемника во времени за один цикл задается в соответствии с допустимыми ускорениями и необходимой производительностью подъемника (Рисунок 2, а).

Выполнение этой диаграммы должно быть обеспечено схемой управления приводом, использованием регулировочных реостатов и механических тормозов.

2. Для построения нагрузочной диаграммы привода необходимо отдельно найти графики изменения статического и динамического моментов и просуммировать их (Рисунок 2, б, в, г).

3. Так как веса клетей и канатов уравновешены, то величина статического момента, преодолеваемого двигателем, определяется лишь весом полезного груза и силами трения, которые принимают равными :

, (29.1)

где - вес поднимаемого груза;

- радиус шкива трения.

4. При наличии уравновешивающего каната Ку, диаметр которого принимается равным диаметру основного каната, величина статического момента остается неизменной в течение всего рабочего промежутка .

Динамический момент возникает лишь при изменении скорости, т.е. на участках и .

На участке двигатель в процессе разгона должен ускорять маховые массы.

На участке , напротив, маховые массы, разряжаясь, помогают преодолевать статическую нагрузку.

Таким образом, в этом случае момент двигателя либо уменьшается, либо становится отрицательным.

Так как ускорения в процессе разгона и торможения принимаются постоянными, то и величины динамического момента на участках и остаются неизменными.

Величину динамического момента можно определить, приведя все движущиеся массы либо к вращательному либо к поступательному движению.

К вращательному:

, (29.2)

где - момент инерции системы, приведенный к угловой скорости вращения системы двигателя и шкива трения;

К поступательному:

, (29.3)

где - приведенная масса всей системы, отнесенная к линейной скорости движения каната и клетей.

Момент инерции системы может быть определен согласно равенству:

, (29.4)

где - момент инерции шкива трения;

- момент инерции направляющего шкива;

- угловая скорость вращения направляющих шкивов;

- суммарный вес всех частей, движущихся поступательно;

- скорость движения клетей.

Момент инерции двигателя находится по каталогу.

Ориентировочное значение номинального момента двигателя может быть определено согласно формуле:

= (1…1,6)•

либо в данном случае принято равным статическому моменту на рабочем участке.

Вследствие наличия пауз между рабочими участками момент больше среднего значения статического момента за весь цикл.

Соответственно номинальная мощность двигателя может быть принята равной

. (29.5)

Момент инерции шкивов определяется по формуле:

, (29.6)

где - масса шкива;

- радиус инерции;

- вес шкива.



Приближенно можно принять , где - наружный радиус шкива.

При приведении к поступательному движению все массы должны быть отнесены к скорости движения клетей.

Если - истинная масса шкива, отнесенная к его радиусу инерции, то его масса, отнесенная к наружному радиусу, т.е. к окружной скорости шкива, будет:

. (29.7)

5. График изменения момента двигателя может быть получен в результате суммирования статических и динамических моментов. При торможении в зависимости от соотношения и момент двигателя может быть как положительным, так и отрицательным (Рисунок 2,г).

Если >, то двигатель переходит в тормозной режим. При этом часть энергии, запасенной в маховых массах, либо возвращается в сеть, либо расходуется в нагрузочных реостатах.

На основе полученной нагрузочной диаграммы двигателя может быть определено эквивалентное значение момента двигателя:

(29.8)

И произведена проверка предварительно выбранного двигателя на нагрев.

Также двигатель должен быть проверен по перегрузочной способности. Необходимо, чтобы соблюдалось условие .

В случае, если , следует либо увеличить мощность двигателя, выбрав его из условия допустимой перегрузки, либо изменить диаграмму скорости, что связано с уменьшением производительности подъемника.

29. Классификация электроприводов

В соответствии с ГОСТ-16593 ЭП классифицируются по следующим характеристикам:

1. По количеству и связи исполнительных, рабочих органов:

1.1. Индивидуальный, в котором рабочий исполнительный орган приводится одним самостоятельным двигателем, приводом.

1.2. Групповой, в котором один двигатель приводит в действие исполнительные органы РМ или несколько органов одной РМ.

1.3. Взаимосвязанный, в котором два или несколько ЭМП или ЭП электрически или механически связаны между собой с целью поддержания заданного соотношения или равенства скоростей, или нагрузок, или положения исполнительных органов РМ.

1.4. Многодвигательный, в котором взаимосвязанные ЭП, ЭМП обеспечивают работу сложного механизма или работу на общий вал.

1.5. Электрический вал, взаимосвязанный ЭП, в котором для постоянства скоростей РМ, не имеющих механических

связей, используется электрическая связь двух или нескольких ЭМП.

2. По типу управления и задаче управления:

2.1. Автоматизированный ЭП, управляемый путем автоматического регулирования параметров и величин.

2.2. Программно-управляемый ЭП, функционирующий через посредство специализированной управляющей вычислительной машины в соответствии с заданной программой.

2.3. Следящий ЭП, автоматически отрабатывающий перемещение исполнительного органа РМ с заданной точностью в соответствии с произвольно меняющимся сигналом управления.

2.4. Позиционный ЭП, автоматически регулирующий положение исполнительного органа РМ.

2.5. Адаптивный ЭП, автоматически избирающий структуру или параметры устройства управления с целью установления оптимального режима работы.

3. По характеру движения:

3.1. ЭП с вращательным вращательный движением.

3.2. Линейный ЭП с линейными двигателями.

3.3. Дискретный ЭП с ЭМП, подвижные части которого в установившемся режиме находятся в состоянии дискретного движения.

4. По наличию и характеру передаточного устройства

4.1. Редукторный ЭП с редуктором или мультипликатором

4.2. Электрогидравлический с передаточным гидравлическим устройством.

4.3. Магнитогидродинамический ЭП с преобразованием электрической энергии в энергию движения токопроводящей жидкости.

5. По роду тока:

5.1. Переменного тока.

5.2. Постоянного тока.

6. По степени важности выполняемых операций:

6.1. Главный ЭП, обеспечивающий главное движение или главную операцию (в многодвигательных ЭП).

6.2. Вспомогательный ЭП.

Размещено на Allbest.ru

...