Электрический привод производственного механизма

     Таблица 2.

 

Рисунок 3 Естественные электромеханическая ω=f(I) и механическая ω=f(М) характеристики двигателя 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3.РАСЧЁТ И ВЫБОР ПО КАТАЛОГУ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ ИЛИ ПУСКОВЫХ И РЕГУЛИРОВОЧНЫХ РЕОСТАТОВ.

 

3.1.Определяем наибольшие пусковые ток и момент. Для двигателей обычного исполнения эти величины определяются из условия

I _пуск  = (1.5 ÷ 3) ∙ I _н =3∙ I _н = 3 ∙ 64 = 192 А,

М _пуск  = с ∙ I _пуск = 1.431 ∙ 192 = 274.83  Н·м.  

3.2. Определяем ток и момент переключения из условия

I _пер = 1.2 ∙ I _н = 1.2 ∙ 64 = 76.8 А,

 Н·м.

3.3. Определяем необходимые сопротивления якорной цепи для пусковых и рабочих ступеней характеристик:

Сопротивление якорной цепи для пусковой характеристистики (пуск в одну ступень):

     В момент пуска ω = 0 , следовательно:

А требуемое  добавочное сопротивление якорной  цепи для первой ступени пусковой характеристики равно:

 Ом. 

Определяем необходимые  сопротивления якорной цепи для  рабочих ступеней.

     Для первой рабочей ступени при моменте нагрузки М_с1 = 71.127 Н·м необходимо обеспечить скорость ω_и1= 134.041 рад/с. Добавочное сопротивление ступени определяется из выражения  

,  

 

R _{я .ст1}= 0.566 Ом.

 Ом. 
 
 

      Для второй рабочей ступени  при моменте нагрузки М_с2 = 71.127 Н·м необходимо обеспечить скорость ω_и2 = 33.51 рад/с. Добавочное сопротивление ступени определяется из выражения  
 

,  

 Ом.

 Ом.

3.4. Для полученных значений добавочных сопротивлений построим рабочие механические характеристики по ступеням. Расчетные данные сведем в табл.3. 

Таблица 3.

По данным табл.3 строим пусковые, первой, второй и третьей ступени механические характеристики (см. рис.4).

Рисунок 4 Механические характеристики двигателя:

1 – первая ступень  пусковой характеристики

2 – рабочая характеристика первой ступени

3 – рабочая характеристика второй ступени

3.5.Определяем токи по ступеням:

                        для первой ступени

 А.

                        для второй ступени 

                                              А.

Сопротивления R_ст1 и R_ст2 включены последовтельно

3.6.Определяем продолжительности включений.

.

Определяем продолжительность  включения для ступеней:

%;

%.

3.7.Определяем расчетные токи, средние за время работы:

 А.

 А;

3.8. Определяем каталожный ток для каждой ступени:

А;

А;

      4.Выбор ящика сопротивлений.

                          А.

4.1. Выбираем ящики сопротивлений по наибольшему току, удовлетворяющему условию I_доп > I_{кат.расч}:

R_ст1 = 0.314 Ом,    R`_ст2 = 2.896 Ом.  

Для первой ступени выбираем ящик сопротивлений №80

Соединяем 4 сопротивления  последовательно, каждое по 0.080 Ом 

Схема соединения элементов показана на рис.5 

 

Рисунок 5 Схема соединения элементов для R_ст1 

Для второй ступени  выбираем ящик сопротивлений №75

Соединяем 39 сопротивлений  последовательно, каждое по 0.075 Ом 

 

 

Рисунок 6 Схема соединения элементов для R`_ст2 

4.2. Расчет электромеханических и механических характеристик для двигательного и тормозного режимов.

      Так как полученные значения  сопротивлений практически не  отличаются от расчетных, то  не будем проводить пересчет механических характеристик двигателя.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5.РАСЧЁТ МЕХАНИЧЕСКИХ  ХАРАКТЕРИСТИК  РАБОЧИХ РЕЖИМАХ И В РЕЖИМЕ ТОРМОЖЕНИЯ ПРОТИВОВКЛЮЧЕНИЕМ. 

5.1.После работы на двух заданных скоростях (ω_и1 и ω_и2) двигатель необходимо затормозить до нулевой скорости.

      Примем  торможение противовключением. Расчёт механической характеристики торможения противовключением проводится на основании выражения:

.

Определяем необходимое  сопротивление якорной цепи для  режима торможения противовключением. Для этого режима работы при начальном моменте торможения М, равному М = М_пуск = 183.22 Н·м, необходимо обеспечить скорость  ω = ω_и2 = 33.52 рад/с.Добавочное сопротивление ступени определяется из выражения

,

 

,

R_дв.гор+ R_пв = 0.896 Ом;

R_дт=10.75 

Данные для  построения характеристики торможения противовключением заносим в табл.4.

     Таблица 4.

 

Механические  характеристики для полного цикла  работы двигателя при активном характере нагрузки производственного механизма представлены на рис.7.

Рисунок 7 Механические характеристики полного цикла работы

1 – первая ступень  пусковой характеристики

2 – рабочая характеристика  первой ступени

3 – рабочая характеристика  второй ступени

4 – характеристика  торможения противовключением 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

6. РАСЧЁТ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ ω=f(t), М=f(t) ЗА ЦИКЛ РАБОТЫ И ПОСТРОЕНИЕ НАГРУЗОЧНОЙ ДИАГРАММЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА. 

6.1. Расчет переходных процессов проводим по выражениям

,

,

,

где М_нач, I_нач, ω_нач – начальные значения соответственно момента, тока и скорости;

М_кон, I_кон, ω_кон – конечные значения соответственно момента, тока и скорости;

t – текущее время, с;

 – электромеханическая постоянная  времени, с;

J_Σ – суммарный момент инерции, кг·м²;

;

k=(0.5÷1.3) – коэффициент, учитывающий момент инерции редуктора, принимаем k=1.3;

J_дв – момент инерции двигателя, кг·м²;

J_мех – момент инерции механизма, кг·м²;

 – передаточное число редуктора;

R_i – суммарное сопротивление якорной цепи на соответствующей характеристике, Ом;

с – коэффициент  ЭДС двигателя, .

 кг·м².

6.2.Рассчитываем переходные процессы                 

     Характеристика  пусковой ступени

      R_япуск1 = 1.146 Ом;

  с;

М_нач = М_пуск= 274.83 Н·м;   М_{кон.фикт}=М_ст1 = 71.127 Н·м.

При расчете  переходного процесса М=f(t) для первой пусковой характеристики в качестве конечного значения момента берется величина М_{кон.фикт}.

ω_нач=0;

рад/с.

Полученные значения начальных, конечных значений момента  и скорости подставляем в выражения  для расчета переходных процессов.