Расчет и построение механической характеристики электродвигателя
Определение приведенных значений статических моментов и момента инерции исполнительного механизма. Расчет и построение естественной механической характеристики электродвигателя. Проверка предварительно выбранного двигателя по нагреву и перегрузке.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 04.05.2014 |
Размер файла | 1,0 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Содержание
1. Определение приведенных значений статических моментов и момента инерции исполнительного механизма
2. Определение предварительной мощности двигателя и выбор его по каталогу
3. Расчет и выбор элементов силовой цепи электропривода
4. Расчет и построение естественной механической характеристики электродвигателя
5. Расчет и построение механических характеристик при максимальном, среднем и минимальном значениях скорости движения
6. Расчет и построение механических характеристик при рекуперативном торможении
7. Оценка необходимости применения обратной связи для стабилизации скорости вала электродвигателя
8. Расчет и построение кривых изменения угловой скорости, момента и тока при пуске и остановке электродвигателя, определение длительности переходных процессов
9. Проверка предварительно выбранного двигателя по нагреву и перегрузке
10. Определение КПД электропривода за цикл работы
11. Описание работы принципиальной электрической схемы электропривода
12. Выбор аппаратуры управления, защиты и сигнализации
Список литературы
Перечень элементов
1. Определение приведенных значений статических моментов и момента инерции исполнительного механизма
электродвигатель механическая характеристика расчет
Приведенный статический момент при подъеме груза
Приведенный статический момент при спуске груза
Приведенный статический момент при подъеме ковша
Приведенный статический момент при спуске ковша
Масса ковша
Максимальная масса груза
Приведенный момент инерции исполнительного механизма при пустом ковше
Приведенный момент инерции исполнительного механизма при полном ковше
2. Определение предварительной мощности двигателя и выбор его по каталогу
Максимальная частота вращения двигателя
Максимальная скорость вращения двигателя
Средняя скорость подъёма/спуска груза
Среднее время подъёма/спуска груза
Время паузы
Время цикла работы двигателя равно
Приведенный эквивалентный момент двигателя в длительном режиме
Расчётная мощность двигателя
Под наши данные подходит двигатель 4А200L4У3, он работает в длительном режиме и имеет мощность , синхронную скорость и номинальное скольжение
Номинальный момент двигателя 4А200L4У3 равен
Условие выполняется
Число пар полюсов .
Критический момент двигателя
Максимальный статический момент
Условие выполняется.
Таким образом, предварительно выбираем двигатель 4А200L4У3.
Основные параметры выбранного двигателя
Фазное напряжение питающей сети .
Линейное напряжение питающей сети .
Частота питающей сети .
Номинальная мощность двигателя .
Синхронная скорость .
Синхронная частота вращения .
Номинальное скольжение .
Номинальная частота вращения
Номинальный момент .
Параметры схемы замещения
, , , , .
Каталожные значения отношений начального пускового, минимального и максимального моментов к номинальному моменту , , .
Номинальное и критическое скольжения , .
Отношение начального пускового тока к номинальному
Момент инерции ротора двигателя
Номинальный КПД
Номинальный косинус
Номинальный ток статора
3. Расчёт и выбор элементов силовой цепи электропривода
Выбор преобразователя частоты
Двигатель 4А200L4У3 имеет следующие данные
Выбираем преобразователь частоты типа СМ-450-045 [6]
Номинальный выходной ток
Номинальный КПД
Диапазон регулирования частоты 1-100 Гц
Диапазон регулирования выходного напряжения 0-Uсети
Напряжение сети 320-420 В
Кратность перегрузки по току в течение 1 минуты в о.е. 1.25-1.5
Преобразователь включает в себя, кроме собственного преобразователя частоты, сетевой автоматический выключатель QF1 и контактор KM1, подключающий преобразователь к сети.
В данном преобразователе имеется опция BUST, которая позволяет поддерживать критический момент двигателя постоянным.
Тиристорный преобразователь предусматривает следующие виды защит и режимы коррекции:
-защита от короткого замыкания на корпус;
-максимально-токовая защита;
-защита от обрыва фаз, перекоса фаз;
-защита от понижения или повышения напряжения в звене постоянного тока;
-защита от неправильной работы входного тиристорного выпрямителя;
-тепловая защита;
-защита от потери питания контроллером;
-коррекция выходного напряжения в зависимости от напряжения питающей сети.
Выбор колодочного тормоза
Главная задача колодочного тормоза - это неподвижность привода при отключенном двигателе. Максимальный статический момент . Значит необходимо выбрать механический тормоз с удерживающим моментом .
Исходя из этих условий выбираем колодочный тормоз ТКГ-300 У2
URL: http://gfr.su/tormoza-kolodochnue/tormoza-kranov-tkg.
Характеристики ТКГ-300 У2
Номинальное напряжение 220/380 В
Номинальная частота тока 50 Гц
Удерживающий момент
Марка гидротолкателя ТЭ-50.
4. Расчет и построение естественной механической характеристики электродвигателя
Сопротивление первичной обмотки, приведенное к числу витков вторичной
Сопротивление вторичной обмотки
Задаем диапазон скольжения
Уравнение частоты вращения
Коэффициент
Механическая характеристика двигателя
Таблица 1 - Механическая характеристика двигателя
s |
1 |
0.8 |
0.6 |
0.4 |
0.2 |
0.1 |
0.08 |
0.04 |
0.02 |
0.016 |
0 |
|
0 |
31.4 |
62.8 |
94.2 |
125.6 |
141.3 |
144 |
150 |
153 |
154.5 |
157 |
||
177 |
218 |
283 |
400 |
642 |
776 |
760 |
564 |
332 |
273 |
0 |
Из данной характеристики видно, чтобы выполнить задание, необходимо регулировать частоту питающей сети вниз от номинала.
График механической характеристики представлен на рисунке 1
Рисунок 1 - Естественная механическая характеристика двигателя
5. Расчет и построение механических характеристик при максимальном, среднем и минимальном значениях скорости движения
Максимальная частота вращения двигателя
Минимальная частота вращения двигателя
Средняя частота вращения двигателя
Частоты при максимальной, минимальной и средней скорости будут различными.
При частотном регулировании жесткость механической характеристики остается неизменной, считая, что критическое скольжение остается неизменным.
Жесткость механической характеристики
Синхронная скорость вращения, соответствующая максимальной скорости вращения при максимальном статическом моменте Мс1
Частота сети, соответствующая максимальной скорости вращения при максимальном статическом моменте Мс1
Преобразователь частоты настроен на режим работы, при котором критический момент остается постоянным.
Угловая скорость двигателя, соответствующая
Механическая характеристика двигателя, соответствующая
Таблица 2 - Механическая характеристика двигателя при
s |
1 |
0.8 |
0.6 |
0.4 |
0.2 |
0.1 |
0.08 |
0.04 |
0.035 |
0.016 |
0 |
|
0 |
30 |
61 |
91 |
122 |
137 |
140 |
146 |
147 |
148.9 |
152.6 |
||
177 |
218 |
283 |
400 |
642 |
776 |
760 |
564 |
520 |
273 |
0 |
При моменте сопротивления достигается скорость , отклонение от заданной величины составляет , что является допустимым значением.
График механической характеристики при представлен на рисунке 2
Рисунок 2 - Механическая характеристика двигателя при
Синхронная скорость вращения, соответствующая максимальной скорости вращения при статическом моменте Мс2
Частота сети, соответствующая максимальной скорости вращения при статическом моменте Мс2
Угловая скорость двигателя, соответствующая
Механическая характеристика двигателя, соответствующая
Таблица 3 - Механическая характеристика двигателя при
s |
1 |
0.8 |
0.6 |
0.4 |
0.2 |
0.1 |
0.08 |
0.04 |
0.02 |
-0.013 |
-0.1 |
|
0 |
-29 |
-58 |
-87 |
-116 |
-131 |
-134 |
-140 |
-145 |
-148 |
-160 |
||
-177 |
-218 |
-283 |
-400 |
-642 |
-776 |
-760 |
-564 |
-332 |
254 |
1165 |
При моменте сопротивления достигается скорость , отклонение от заданной величины составляет , что является допустимым значением. График механической характеристики при представлен на рисунке 3
Рисунок 3 - Механическая характеристика двигателя при
Синхронная скорость вращения, соответствующая средней скорости вращения при максимальном статическом моменте Мс1
Частота сети, соответствующая средней скорости вращения при статическом моменте Мс1
Угловая скорость двигателя, соответствующая
Механическая характеристика двигателя, соответствующая
Таблица 4 - Механическая характеристика двигателя при
s |
1 |
0.8 |
0.6 |
0.4 |
0.2 |
0.1 |
0.08 |
0.04 |
0.035 |
0.016 |
0 |
|
0 |
19 |
39 |
58 |
78 |
88 |
90 |
94 |
94.4 |
96.7 |
98 |
||
177 |
218 |
283 |
400 |
642 |
776 |
760 |
564 |
520 |
273 |
0 |
При моменте сопротивления достигается скорость , отклонение от заданной величины составляет , что является допустимым значением.
График механической характеристики при представлен на рисунке 4
Рисунок 4 - Механическая характеристика двигателя при
Синхронная скорость вращения, соответствующая средней скорости вращения при статическом моменте Мс2
Частота сети, соответствующая средней скорости вращения при статическом моменте Мс2
Угловая скорость двигателя, соответствующая
Механическая характеристика двигателя, соответствующая
Таблица 5 - Механическая характеристика двигателя при
s |
1 |
0.8 |
0.6 |
0.4 |
0.2 |
0.1 |
0.08 |
0.04 |
0.02 |
-0.013 |
-0.1 |
|
0 |
-18 |
-36 |
-54 |
-73 |
-82 |
-84 |
-87 |
-89 |
-92.8 |
-100 |
||
-177 |
-218 |
-283 |
-400 |
-642 |
-776 |
-760 |
-564 |
-332 |
254 |
1165 |
При моменте сопротивления достигается скорость , отклонение от заданной величины составляет , что является допустимым значением. График механической характеристики при представлен на рисунке 5
Рисунок 5 - Механическая характеристика двигателя при
Синхронная скорость вращения, соответствующая минимальной скорости вращения при максимальном статическом моменте Мс1
Частота сети, соответствующая минимальной скорости вращения при статическом моменте Мс1
Угловая скорость двигателя, соответствующая
Механическая характеристика двигателя, соответствующая
Таблица 6 - Механическая характеристика двигателя при
s |
1 |
0.8 |
0.6 |
0.4 |
0.2 |
0.1 |
0.08 |
0.04 |
0.035 |
0.016 |
0 |
|
0 |
8 |
17 |
26 |
35 |
39 |
40.4 |
41 |
41.5 |
43.2 |
43.9 |
||
177 |
218 |
283 |
400 |
642 |
776 |
760 |
564 |
520 |
273 |
0 |
При моменте сопротивления достигается скорость , отклонение от заданной величины составляет , что является допустимым значением.
График механической характеристики при представлен на рисунке 6
Рисунок 6 - Механическая характеристика двигателя при
Синхронная скорость вращения, соответствующая минимальной скорости вращения при статическом моменте Мс2
Частота сети, соответствующая минимальной скорости вращения при статическом моменте Мс2
Угловая скорость двигателя, соответствующая
Механическая характеристика двигателя, соответствующая
Таблица 7 - Механическая характеристика двигателя при
s |
1 |
0.8 |
0.6 |
0.4 |
0.2 |
0.1 |
0.08 |
0.04 |
0.02 |
-0.013 |
-0.1 |
|
0 |
-7 |
-15 |
-22 |
-29 |
-33 |
-34 |
-35.8 |
-36.5 |
-38.5 |
-41 |
||
-177 |
-218 |
-283 |
-400 |
-642 |
-776 |
-760 |
-564 |
-332 |
254 |
1165 |
При моменте сопротивления достигается скорость , отклонение от заданной величины составляет , что является допустимым значением. График механической характеристики при представлен на рисунке 7
Рисунок 7 - Механическая характеристика двигателя при Мс2 и минимальной скорости
6. Расчет и построение механических характеристик при рекуперативном торможении
Воспользуемся расчетами из пункта 5 и рассчитаем механические характеристики при рекуперативном торможении для подъема и спуска груза при максимальной, средней и минимальной скорости.
Механическая характеристика двигателя, соответствующая
Угловая скорость двигателя, соответствующая
Таблица 8 - Механическая характеристика двигателя при при работе в режиме рекуперативного торможения
s |
-1 |
-0.8 |
-0.6 |
-0.4 |
-0.2 |
-0.1 |
-0.08 |
-0.04 |
-0.02 |
-0.01 |
0 |
|
304 |
274 |
243 |
213 |
182 |
167 |
164 |
158 |
155 |
153 |
152 |
||
-128 |
-160 |
-215 |
-322 |
-591 |
-776 |
-753 |
-497 |
-258 |
-128 |
0 |
График механической характеристики двигателя при при работе в режиме рекуперативного торможения представлен на рисунке 8
Рисунок 8 - Механическая характеристика двигателя при при работе в режиме рекуперативного торможения
Механическая характеристика двигателя, соответствующая
Угловая скорость двигателя, соответствующая
Таблица 9 - Механическая характеристика двигателя при при работе в режиме рекуперативного торможения
s |
-1 |
-0.8 |
-0.6 |
-0.4 |
-0.2 |
-0.1 |
-0.08 |
-0.04 |
-0.02 |
-0.01 |
0 |
|
-292 |
-262 |
-233 |
-204 |
-175 |
-160 |
-157 |
-151 |
-148 |
-147 |
-146 |
||
128 |
160 |
215 |
322 |
591 |
776 |
753 |
497 |
258 |
128 |
0 |
График механической характеристики двигателя при работе в режиме рекуперативного торможения представлен на рисунке 9
Рисунок 9 - Механическая характеристика двигателя при работе в режиме рекуперативного торможения
Механическая характеристика двигателя, соответствующая
Угловая скорость двигателя, соответствующая
Таблица 10 - Механическая характеристика двигателя при при работе в режиме рекуперативного торможения
s |
-1 |
-0.8 |
-0.6 |
-0.4 |
-0.2 |
-0.1 |
-0.08 |
-0.04 |
-0.02 |
-0.01 |
0 |
|
195 |
176 |
156 |
137 |
117 |
107 |
105 |
101 |
99 |
98.8 |
98.3 |
||
-128 |
-160 |
-215 |
-322 |
-591 |
-776 |
-753 |
-497 |
-258 |
-128 |
0 |
График механической характеристики двигателя при работе в режиме рекуперативного торможения представлен на рисунке 10.
Рисунок 10 - Механическая характеристика двигателя при при работе в режиме рекуперативного торможения
Механическая характеристика двигателя, соответствующая
Угловая скорость двигателя, соответствующая
Таблица 11 - Механическая характеристика двигателя при работе в режиме рекуперативного торможения
s |
-1 |
-0.8 |
-0.6 |
-0.4 |
-0.2 |
-0.1 |
-0.08 |
-0.04 |
-0.02 |
-0.01 |
0 |
|
-183 |
-165 |
-146 |
-128 |
-110 |
-100 |
-99 |
-95 |
-93 |
-92 |
-91.6 |
||
128 |
160 |
215 |
322 |
591 |
776 |
753 |
497 |
258 |
128 |
0 |
График механической характеристики двигателя при при работе в режиме рекуперативного торможения представлен на рисунке 11
Рисунок 11 - Механическая характеристика двигателя при работе в режиме рекуперативного торможения
Механическая характеристика двигателя,
Угловая скорость двигателя при
Таблица 12 - Механическая характеристика двигателя при при работе в режиме рекуперативного торможения
s |
-1 |
-0.8 |
-0.6 |
-0.4 |
-0.2 |
-0.1 |
-0.08 |
-0.04 |
-0.02 |
-0.01 |
0 |
|
87 |
78 |
69 |
61 |
52 |
48 |
47 |
45 |
44.5 |
44.1 |
44 |
||
-128 |
-160 |
-215 |
-322 |
-591 |
-776 |
-753 |
-497 |
-258 |
-128 |
0 |
График механической характеристики двигателя при работе в режиме рекуперативного торможения представлен на рисунке 12
Рисунок 12 - Механическая характеристика двигателя при работе в режиме рекуперативного торможения
Механическая характеристика двигателя, соответствующая
Угловая скорость двигателя, соответствующая
Таблица 13 - Механическая характеристика двигателя при при работе в режиме рекуперативного торможения
s |
-1 |
-0.8 |
-0.6 |
-0.4 |
-0.2 |
-0.1 |
-0.08 |
-0.04 |
-0.02 |
-0.01 |
0 |
|
-74 |
-67 |
-59 |
-52 |
-44 |
-41 |
-40 |
-38.9 |
-38 |
-37.8 |
-37.3 |
||
128 |
160 |
215 |
322 |
591 |
776 |
753 |
497 |
258 |
128 |
0 |
График механической характеристики двигателя при при работе в режиме рекуперативного торможения представлен на рисунке 13
Рисунок 13 - Механическая характеристика двигателя при при работе в режиме рекуперативного торможения
7. Оценка необходимости применения обратной связи для стабилизации скорости вала электродвигателя
Так как жесткость механических характеристик одинаковая, то можно проверить изменение скорости на одной из них, воспользуемся естественной механической характеристикой двигателя. Скорость двигателя меняется в пределах от скорости холостого хода до скорости при номинальном моменте на валу, то есть до номинальной скорости .
Относительное изменение скорости двигателя в этих пределах равно
Изменение скорости не превышает 15%, значит, обратная связь для стабилизации скорости не требуется.
8. Расчет и построение кривых изменения угловой скорости, момента и тока при пуске и остановке электродвигателя, определение длительности переходных процессов
Рассчитываем переходные процессы при выходе двигателя на максимальную скорость.
Допустимое линейное ускорение .
Допустимое угловое ускорение
Суммарный момент инерции двигателя и крюка с грузом
Суммарный момент инерции двигателя и пустого крюка
Пуск на подъем груза
Механическая постоянная времени
До выхода на естественную характеристику, пуск двигателя идет с постоянным моментом .
Находим скольжение при , подставив это значение в формулу момента, решив уравнение, получили .
Установившаяся скорость при
Время переходного процесса при постоянном моменте
Ускорение двигателя
Данное ускорение не превосходит допустимого значения.
Скорость при постоянном моменте
Скорость при переменном моменте
Подставив в формулу скорости значение установившейся скорости, нашли время переходного процесса при переменном моменте
Полное время переходного процесса равно
Зависимость момента от времени
Зависимость тока от времени при постоянном моменте
Зависимость тока от времени при переменном моменте
Таблица 14.1 - Переходные процессы при подъеме груза (первый этап)
0 |
0.2 |
0.5 |
0.9 |
1.19 |
||
831 |
762 |
643 |
438 |
177 |
||
0 |
24 |
61 |
110 |
145.5 |
Таблица 14.2 - Переходные процессы при подъеме груза (второй этап)
1.19 |
1.3 |
1.4 |
1.5 |
1.645 |
||
177 |
160 |
155 |
153 |
152.7 |
||
145.5 |
146.4 |
146.8 |
146.9 |
147 |
||
580 |
541 |
527 |
522 |
519.9 |
Рисунок 14 - Переходные процессы при подъеме груза
Спуск груза
Механическая постоянная времени
До выхода на естественную характеристику, пуск двигателя идет с постоянным моментом .
Находим скольжение при , подставив это значение в формулу момента, решив уравнение, получили .
Установившаяся скорость при
Время переходного процесса при постоянном моменте
Ускорение двигателя
Данное ускорение не превосходит допустимого значения.
Скорость при постоянном моменте
Скорость при переменном моменте
Подставив в формулу скорости значение установившейся скорости, нашли время переходного процесса при переменном моменте
Полное время переходного процесса равно
Зависимость момента от времени
Зависимость тока от времени при постоянном моменте
Зависимость тока от времени при переменном моменте
Таблица 15.1 - Переходные процессы при спуске груза (первый этап)
0 |
0.05 |
0.1 |
0.15 |
0.2 |
||
-338 |
-294 |
-241 |
-174 |
-50 |
||
0 |
-35 |
-71 |
-107 |
-145 |
Таблица 15.2 - Переходные процессы при спуске груза (второй этап)
0.22 |
0.3 |
0.4 |
0.5 |
0.68 |
||
-27 |
29 |
50 |
57 |
61 |
||
-145 |
-146.9 |
-147.6 |
-147.8 |
-148 |
||
-100 |
125 |
207 |
237 |
254 |
Рисунок 15 - Переходные процессы при спуске груза
Пуск на подъем крюка
Скорость холостого хода для характеристики подъема крюка на максимальной скорости
Механическая постоянная времени
До выхода на естественную характеристику, пуск двигателя идет с постоянным моментом .
Находим скольжение при , подставив это значение в формулу момента, решив уравнение, получили .
Находим скольжение при , подставив это значение в формулу момента, решив уравнение, получили .
Установившаяся скорость при
Установившаяся скорость при
Время переходного процесса при постоянном моменте
Ускорение двигателя
Данное ускорение не превосходит допустимого значения.
Скорость при постоянном моменте
Скорость при переменном моменте
Подставив в формулу скорости значение установившейся скорости, нашли время переходного процесса при переменном моменте
Полное время переходного процесса равно
Зависимость момента от времени
Зависимость тока от времени при постоянном моменте
Зависимость тока от времени при переменном моменте
Таблица 16.1 - Переходные процессы при подъеме крюка (первый этап)
0 |
0.05 |
0.1 |
0.15 |
0.21 |
||
682 |
600 |
504 |
384 |
145 |
||
0 |
33 |
67 |
101 |
144.8 |
Таблица 16.2 - Переходные процессы при подъеме крюка (второй этап)
0.21 |
0.4 |
0.6 |
0.7 |
0.87 |
||
112 |
31 |
23 |
22.6 |
22.3 |
||
144.8 |
147 |
148 |
148.5 |
148.1 |
||
400 |
118 |
88.8 |
86.5 |
85 |
Рисунок 16 - Переходные процессы при подъеме крюка
Пуск на спуск крюка
Скорость холостого хода для характеристики спуска крюка на максимальной скорости
Механическая постоянная времени
До выхода на естественную характеристику, пуск двигателя идет с постоянным моментом .
Находим скольжение при , подставив это значение в формулу момента, решив уравнение, получили .
Находим скольжение при , подставив это значение в формулу момента, решив уравнение, получили .
Установившаяся скорость при
Установившаяся скорость при
Время переходного процесса при постоянном моменте
Ускорение двигателя
Данное ускорение не превосходит допустимого значения.
Скорость при постоянном моменте
Скорость при переменном моменте
Подставив в формулу скорости значение установившейся скорости, нашли время переходного процесса при переменном моменте
Полное время переходного процесса равно
Зависимость момента от времени
Зависимость тока от времени при постоянном моменте
Зависимость тока от времени при переменном моменте
Таблица 17.1 - Переходные процессы при спуске крюка (первый этап)
0 |
0.1 |
0.2 |
0.3 |
0.48 |
||
-340 |
-303 |
-260 |
-209 |
-33 |
||
0 |
-30 |
-60 |
-91 |
-146.9 |
Таблица 17.2 - Переходные процессы при спуске крюка (второй этап)
0.49 |
0.6 |
0.8 |
1 |
1.13 |
||
-26 |
1.4 |
9 |
10 |
10.7 |
||
-146.9 |
-147.7 |
-148 |
-148.05 |
-148.1 |
||
-100 |
3.9 |
37 |
41 |
42 |
Рисунок 17 - Переходные процессы при спуске крюка
Остановка подъема груза
Двигатель вращался со скоростью , он переходит на характеристику рекуперативного торможения, которая соответствует данной скорости, при постоянном допустимом моменте .
Время остановки груза равно
Скорость при переходном процессе
Ток при переходном процессе
Таблица 18 - Переходные процессы при остановке подъема груза
0 |
0.01 |
0.02 |
0.03 |
0.051 |
||
146.6 |
118 |
89 |
60 |
0 |
||
-338 |
-303 |
-264 |
-218 |
0 |
Рисунок 18 - Переходные процессы при остановке подъема груза
Остановка спуска груза
Двигатель вращался со скоростью , он переходит на характеристику рекуперативного торможения, которая соответствует данной скорости, при постоянном допустимом моменте .
Время остановки груза равно
Скорость при переходном процессе
Ток при переходном процессе
Таблица 19 - Переходные процессы при остановке спуска груза
0 |
0.02 |
0.04 |
0.08 |
0.114 |
||
-148 |
-121 |
-96 |
-44 |
0 |
||
340 |
309 |
274 |
185 |
0 |
Рисунок 19 - Переходные процессы при остановке спуска груза
Остановка подъема крюка
Двигатель вращался со скоростью , он переходит на характеристику рекуперативного торможения, которая соответствует данной скорости, при постоянном допустимом моменте .
Время остановки груза равно
Скорость при переходном процессе
Ток при переходном процессе
Таблица 20 - Переходные процессы при остановке подъема крюка
0 |
0.01 |
0.03 |
0.05 |
0.07 |
||
148.1 |
127 |
84 |
42 |
0 |
||
-340 |
-315 |
-257 |
-181 |
0 |
Рисунок 20 - Переходные процессы при остановке подъема крюка
Остановка спуска крюка
Двигатель вращался со скоростью , он переходит на характеристику рекуперативного торможения, которая соответствует данной скорости, при постоянном допустимом моменте .
Время остановки груза равно
Скорость при переходном процессе
Ток при переходном процессе
Таблица 21 - Переходные процессы при остановке спуска крюка
0 |
0.02 |
0.04 |
0.06 |
0.08 |
||
-148.1 |
-111 |
-74 |
-37 |
0 |
||
340 |
295 |
241 |
171 |
0 |
Рисунок 21 - Переходные процессы при остановке спуска груза
9. Проверка предварительно выбранного двигателя по нагреву и перегрузке
Чтобы найти эквивалентный момент, разобьем нагрузочную диаграмму на участки (нагрузочная диаграмма находится в графической части)
, , , , , , , , , , , , , , , , , , , .
На участках от до , от до ,
от до и от до момент является функцией времени
На остальных участках, момент является постоянной величиной.
Находим эквивалентный момент с учетом переходных процессов, подставляя данные из пункта 8
значит, двигатель проходит проверку по нагреву. Максимальный момент при переходных процесса равен . следовательно, двигатель проходит проверку по перегрузке.
Окончательно оставляем двигатель 4А200L4У3.
10. Определение кпд электропривода за цикл работы
КПД электропривода за цикл работы
где - КПД преобразователя за цикл работы. - КПД редуктора за цикл работы, - КПД двигателя за цикл работы
Номинальные полные потери в двигателе
Номинальные переменные потери в двигателе
Постоянные потери в двигателе
Переменные потери в двигателе при различной нагрузке
КПД двигателя за цикл работы
КПД электропривода за цикл работы
11. Описание работы принципиальной электрической схемы электропривода
Схема включает в себя трехфазную сеть напряжением 380 В с нейтральным проводом и заземлением. Схема управления питается от понижающего трансформатора напряжения 220/24 В TV1 и выпрямительный мост, состоящий из диодов VD1,VD2,VD3,VD4. Для подключения силовой цепи и цепи управления к сети необходимо включить автоматические выключатели QF1 и QF2. Нажав кнопку с самовозвратом SB2, мы подадим напряжение на катушку промежуточного реле KL1, и его контакты замкнутся. Сработает контактор КМ1, электромагнит YA механического тормоза окажется под напряжением, сработает электрогидравлический толкатель, который разомкнет колодки механического тормоза и двигатель начнет работать на подъем. При нажатии на кнопку SB1 промежуточное реле KL1 выключается, его контакты размыкаются, отключая контактор KM1, цепь обесточивается, колодки механического тормоза сжимаются, и двигатель останавливается. Реверс двигателя осуществляется кнопкой SB3. Срабатывает промежуточное реле KL2, которое подключает контактор КМ1 и меняет полярность управляющего напряжения. Во время работы двигателя горит сигнальная лампа LH1. При срабатывании одного из путевых выключателей SQ1 или SQ2, двигатель останавливается так же, как и при нажатии на кнопку SB1. В схеме управления предусмотрена максимально токовая защита с помощью автоматического выключателя QF2 и плавких предохранителей FU1 и FU2, а также механическая блокировка от одновременного включения двигателя вперед и назад.
12. Выбор аппаратуры управления, защиты и сигнализации
Выбор трансформатора напряжения TV1
Выбираем ящик с понижающим трансформатором(с автоматами) ЯТП-0.25 220/24-2 36 УХЛ4 IP30 URL: http://www.etm.ru/cat/nn/9667842/.
Выбор кнопочных выключателей SB1-SB3
Кнопочные выключатели выбираем по номинальному напряжению, номинальному тепловому току и числу размыкающихся и замыкающихся контактов.
Выбираем нажимные кнопки ВК 43-21-11110-54УХЛ2 [12]. Номинальное рабочее напряжение 24 В. Номинальный тепловой ток 10 А. Минимальный рабочий ток 0.01 А. Один размыкающийся и один замыкающийся контакты. Выбираем 2 такие кнопки.
Нажимная кнопка ВК 43-21-10110-54УХЛ2 [12]. Номинальное рабочее напряжение 24 В. Номинальный тепловой ток 10 А. Минимальный рабочий ток 0.01 А. Один размыкающийся контакт.
Выбор промежуточных реле KL1, KL2
Промежуточные реле выбираем по номинальному напряжению и току катушки, а также числу контактов.
Выбираем промежуточное реле РП8 [10]. Номинальное напряжение 24 В. Номинальный ток 2 А. Семь размыкающихся и семь замыкающихся контактов. Выбираем 2 реле.
Выбор диодов VD1-VD4
Выбор диодов производится по величине обратного напряжения и максимального значения среднего тока. Обратное напряжение, приложенное к диоду, должно быть больше , где . Максимальный средний допустимый ток должен быть больше тока схемы управления. Так как ток в схеме управления не превышает 10 А, выбираем диоды типа Д112-10 [9]. Класс 3. Средний прямой ток 10 А. Действующий прямой ток 15 А. Ударный прямой ток 270 А. Выбираем 4 диода.
Выбор резисторов и потенциометра R1, R2, RP1
Выбираем потенциометр 1Вт/20кОм URL: http://conrad.su/Potenciometr-1Vt20kOm-p-5054.html. Линейная характеристика сопротивления. Погрешность +/-20%, номинальная допускаемая нагрузка 1Вт при 70С, температурный режим: -55 +125, длина оси 12,19мм, диаметр оси 6,34мм, диаметр корпуса 22,22мм, высота корпуса 8,77мм, угол вращения (электр.) 340, угол вращения (механ.) 360, предельное напряжение 1000В. Резистор PVZ2А [13] с сопротивлением 20 кОм. Подстроечный резистор PVR20 [13] с максимальным сопротивлением 20 кОм. На нем выставляем напряжение 14 кОм, чтобы на потенциометре было напряжение 10 В.
Выбор плавких предохранителей FU1, FU2
Предохранители ставятся в цепь управления, где отсутствуют большие скачки тока. Поэтому выбираем номинальный ток плавкой вставки предохранителя в 2 раза превосходящий ток цепи. Плавкие предохранители типа ПП57-3127 [9]. Ток плавкой вставки 25 А. Выбираем 2 предохранителя.
Выбор путевых выключателей SQ1, SQ2
Выбираем по номинальному напряжению.
Выключатели путевые типа БВК 221-24 URL: http://www.elec.ru/market/offer-5093163898.html. Номинальное напряжение 24 В. Выбираем 2 выключателя.
Выбор сигнализационной лампы
Выбираем сигнализационную лампу NEF30-Lpc красного цвета на номинальное напряжение 24 В. URL: http://www.sn-promet.com.pl/rus/lampki.php?strona=l30_zarowkowe. От коротких замыканий цепь защищают плавкие предохранители FU1 и FU2.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Предварительный выбор мощности асинхронного двигателя. Приведение статических моментов и моментов инерции к валу двигателя. Построение механических характеристик электродвигателя. Расчет сопротивлений и переходных процессов двигателя постоянного тока.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 14.12.2011Расчет и построение механической характеристики двигателя по аналитическому уравнению. Определение механической характеристики рабочей машины, приведенной к валу двигателя. Суммарный приведенный момент инерции системы "двигатель - рабочая машина".
контрольная работа [1,7 M], добавлен 04.07.2021Типы электроприводов якорно-швартовных механизмов. Расчет тяговых усилий и моментов на валу электродвигателя при подъеме одного якоря с нормальной глубины стоянки. Построение механической и электромеханической характеристик выбранного электродвигателя.
курсовая работа [304,7 K], добавлен 28.05.2013Механическая характеристика рабочей машины, приведённой к угловой скорости вала электродвигателя. Передаточное число передачи электродвигателя к рабочей машине. Продолжительность пуска электродвигателя с нагрузкой. Потери энергии в асинхронном двигателе.
контрольная работа [49,3 K], добавлен 27.10.2010Расчет и определение режимов работы двигателя. Выбор мощности двигателя для продолжительного режима работы с повторно-кратковременной нагрузкой, проверка на перегрузочную способность, пусковые условия. Вычисление потребляемой мощности, расшифровка марки.
контрольная работа [248,7 K], добавлен 07.02.2016Расчет числа и значений пусковых резисторов. Построение естественной механической характеристики. Расчет и построение искусственных реостатных механических характеристик. Определение интервала времени работы на каждой ступени пусковых резисторов.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 31.03.2015Построение нагрузочной диаграммы электродвигателя привода. Определение необходимой мощности асинхронного двигателя привода. Расчет продолжительности пуска электродвигателя с нагрузкой. Электрическая схема автоматического управления электродвигателем.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 07.05.2019Преимущества и недостатки асинхронного двигателя. Расчет электродвигателя для привода компрессора, построение его механических характеристик. Определение значений моментов двигателя для углов поворота вала компрессора. Проверка двигатель на перегрузку.
контрольная работа [2,1 M], добавлен 08.03.2016Расчет системы автоматизированного электропривода рабочей машины. Определение мощности асинхронного двигателя привода. Проверка правильности выбора мощности двигателя по нагреву методом средних потерь. Расчет механической характеристики рабочей машины.
курсовая работа [334,3 K], добавлен 24.03.2015Анализ кинематической схемы, определение параметров, составление расчетной механической части электропривода, построение статических характеристик. Окончательная проверка двигателя по нагреву. Проектирование схемы электроснабжения и защиты установки.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 29.04.2012Расчет навозоуборочного транспортера. Построение механической характеристики и нагрузочной диаграммы рабочей машины и электродвигателя. Выбор аппаратуры и защиты, проводов и кабелей. Разработка схемы соединений и внешних подключений шкафа управления.
курсовая работа [209,0 K], добавлен 08.06.2013Расчет электропривода якорно-швартовного устройства. Характеристики якорного снабжения. Выбор двигателя и построение нагрузочной диаграммы. Определение скорости выбирания цепи и время работы электродвигателя, проверка на нагрев и максимальную скорость.
курсовая работа [85,7 K], добавлен 12.03.2012Построение диаграммы скорости и нагрузочной диаграммы производственного механизма. Расчет механических и электромеханических характеристик для двигательного и тормозного режимов. Схема управления электродвигателем и его проверка по нагреву и перегрузке.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 12.09.2014Этапы нахождения момента инерции электропривода. Технические данные машины. Построение графика зависимости момента сопротивления от скорости вращения. Оценка ошибок во время измерения, полученных в связи с неравномерностью значений момента инерции.
лабораторная работа [3,6 M], добавлен 28.08.2015Расчет и построение естественных и искусственных механических характеристик двигателя постоянного тока смешанного возбуждения. Расчет регулирующего элемента генератора параллельного возбуждения. График вебер-амперной характеристики электродвигателя.
контрольная работа [198,0 K], добавлен 09.12.2014Предварительный выбор двигателя по мощности. Выбор редуктора и муфты. Приведение моментов инерции к валу двигателя. Определение допустимого момента двигателя. Выбор генератора и определение его мощности. Расчет механических характеристик двигателя.
курсовая работа [81,3 K], добавлен 19.09.2012Определение приведенного момента нагрузки. Определение расчетной мощности и выбор электродвигателя, построение его пусковой диаграммы. Определение числа и расчет величины пусковых резисторов. Типы и особенности использования вентиляционных установок.
курсовая работа [227,5 K], добавлен 14.02.2014Определение дополнительных параметров двигателя и параметров схемы замещения. Расчет естественной механической и электромеханической статических характеристик. Анализ регулируемого электропривода с помощью имитационного моделирования в программе MatLab.
курсовая работа [425,8 K], добавлен 06.06.2015Расчет параметров схемы замещения асинхронного двигателя; мощности, потребляемой из сети. Построение механической и энергомеханической характеристик при номинальных напряжении и частоте. Графики переходных процессов при пуске асинхронного двигателя.
курсовая работа [997,1 K], добавлен 08.01.2014Определение положения центра тяжести, главных центральных осей инерции и величины главных моментов инерции. Вычисление осевых и центробежных моментов инерции относительно центральных осей. Построение круга инерции и нахождение направлений главных осей.
контрольная работа [298,4 K], добавлен 07.11.2013