- •1. Цель и задачи курсового проекта
- •2.2. Содержание, объём и оформление проекта
- •3.1.1. Электроприводы крановых механизмов
- •3.2. Расчёт пусковых и регулировочных сопротивлений электроприводов
- •3.3. Расчёт переходных процессов электроприводов.
- •3.4. Построение нагрузочных диаграмм. Проверка выбранного двигателя по нагреву
- •3.5. Выбор электрооборудования. Разработка электрической принципиальной схемы
- •4. Типовые задания на проектирование
- •Механизм подъема
- •Механизм передвижения
- •Механизм поворота
- •Наклонный конвейер
- •Сдвоенный конвейер
- •Библиографический список
- •Расчетные данные к нагрузочной диаграмме
- •Оглавление
- •Цель и задачи курсового проекта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
- •Автоматизированный электропривод
3.3. Расчёт переходных процессов электроприводов.
Если подходить строго в оценке работы крановых электроприводов, то они всё время работают в переходных режимах работы: пуски, работа с регулированием скоростей, торможения, реверсы. Конвейеры, как правило, работают в режимах более близких к стационарным, хотя и эти механизмы часто работают с переменными нагрузками.
Наибольший интерес в электроприводах крановых механизмов и конвейеров представляют переходные процессы при их пусках. Для снижения механических и токовых нагрузок на эти механизмы пуск обычно осуществляется в несколько ступеней с помощью кулачковых или магнитных контроллеров. Графики изменения тока и скорости при реостатном пуске показаны на рис.3.
Рис.3
В случае линейных механических характеристик (двигатели постоянного тока с независимым возбуждением и с определённым допущением асинхронные двигатели) расчёт переходных процессов можно выполнить аналитически [5], используя для расчёта скоростей, токов, а также моментов на каждом из пусковых ступеней следующие формулы:
для расчёта скоростей
J=сJ+(начJ-сJ)· , (19)
где J, сJ и начJ – соответственно текущая, установившаяся и начальная скорости на j –ой ступени; значения сJ и начJ определяются по пусковой диаграмме (рис.2);
для расчёта токов
ij=IC+(I1-IC) · , (20)
где IC – ток статической нагрузки; в расчётах этот ток берётся в пределах IC=(0.7-0.9)IН;
для расчёта моментов
MJ=MC+(M1-MC) · , (21)
где MC – момент статической нагрузки, значение которого берется в расчётах аналогично IC, т.е. МС = (0,7 – 0,9) МН.
При этом время спуска на j-ой ступени можно определить по формуле:
, (22)
или , (23)
где – электромеханическая постоянная времени.
Для двигателей постоянного тока электромеханическая постоянная времени на любой из пусковых ступеней может быть определена по формуле:
, (24)
где Jпр – приведенный к валу двигателя момент инерции привода,
,
здесь J, Jдв и Jпер – моменты инерции механизма, двигателя и передаточного устройства;
RJ – сопротивление цепи якоря на j-ой ступени;
С – электромеханическая постоянная двигателя.
Для асинхронных двигателей значение электромеханической постоянной времени можно определить
, (25)
где JПР – приведённый к валу двигателя момент инерции привода (см.выше);
0 – синхронная скорость вращения вала двигателя;
MKj – момент короткого замыкания двигателя (условный), значение этого момента на каждой из ступеней можно определить по пусковой диаграмме (рис.2);
Sjн – номинальное скольжение на j – ой ступени.
, (26)
Jн – номинальная скорость на j-ой ступени, определяется по пусковой диаграмме при номинальном моменте - Мн.
Расчёт переходных процессов при реостатном пуске ведется последовательно от первой ступени к последней в следующем порядке.
Для каждой из ступеней:
Рассчитывается полное сопротивление якорной цепи Rj – для двигателей постоянного тока, или определяется Mkj (или Sjн ) – для асинхронных двигателей;
по формуле (24) или (25) определяется электромеханическая постоянная времени ;
по формуле (22) или (23) определяется время переходного процесса tj;
используя формулы (19), (20) и (21) и задаваясь значениями времени с определенным шагом ∆t для каждой ступени регулирования, определяют значение скорости ω для тока i (или момента М). Этот расчет удобно представить в виде таблицы:
-
t
t1=0
t2=t1+∆t
. . . . . . . . . .
tn=tj
ω
ω1=0
ω2=…
. . . . . . . . . .
ωn= ωj
i
i1=I1
i2=…
. . . . . . . . . .
in=I2
При расчетах следует учесть, что конечная скорость предыдущей ступени является начальной скоростью последующей ступени.
Особенностью расчета скорости и тока (момента) последней ступени является то, что время переходного процесса принимается
.
Ввиду того, что расчет переходных процессов – действие громоздкое и трудоемкое, его следует выполнять на ЭВМ. При этом студенты должны самостоятельно составить вычислительную программу в соответствии с предлагаемой блок-схемой алгоритма (Прилож. 1).