3 Расчет и выбор пусковых сопротивлений

При смешанном способе управления асинхронным двигателем достаточно одной или двух ступеней пускового реостата. Рас­чет сопротивлений следует производить с учетом экстренных пе­регрузок двигателя, имеющих место при выполнении подъемных операций, исходя из максимально возможного пускового момента, развиваемого двигателем [5]. При одной ступени сопротивление пускового реостата определится как

, (3.1)

при двух ступенях

,; (3.2)

где -активное сопротивление фазы обмотки ротора, Ом;

- критическое скольжение на естественной механической характеристике.

В общем случае количество ступеней сопротивления реоста­та для асинхронных двигателей подъемов определяется из условия допустимых значений токов в режиме динамического торможения. Для обычных скиповых ШПУ, имеющих диаграмму с незначитель­ными тормозными усилиями, как в данном случае, рационально применение в цепи ротора одного пускового сопротивления, то есть осуществление двухступенчатого пуска, что при высокой плавности регулирования скорости упрощает схему аппаратуры автоматизации.

Скольжение двигателя с одной ступенью пускового реостата при переходе на естественную характеристику находится по фор­муле

. (3.3)

Скольжение двигателя с двумя ступенями пускового реостата при переключении на механической характеристике и при пере­ходе на естественную характеристикунаходится поформуле

;. (3.4)

Значения ивычисляются по паспортным данным дви­гателя [6] по формулам

(3.5)

где ,,и- соответственно номинальные ЭДС и ток ротора, кратность

критического моментам номинальное скольжение двигателя.

Для выбора сопротивления по условиям нагрева определяет­ся эквивалентный по нагреву длительный ток для графика нагрузки с двумя рабочими периодами и неравномерными по величине на­грузками и паузами [7] по формуле

, (3.6)

где ,- значения эквивалентных токов ротора при пуске изамедлении соответственно, А;

,- время работы сопротивления при пуске и замедлении соответственно, с;

- время второй паузы, включающее в себя время механиче­ского торможения системы привода при замедлении и время паузы, с;

- продолжительность цикла подъема, с,

- постоянная времени нагрева предварительно выбранных номеров ящиков

сопротивлений, с.

Для определения , , , необходимо помнить работу ШПУ. Запуск двигателя производиться со всеми ступенями пускового реостата. По мере его разгона выводят вначале первую сту­пень, а затем вторую. В режиме динамического торможения в ро­тор опять вводятся все ступени реостата, а далее, по мере сниже­ния скорости, исключается первая ступень, а затем - вторая. Ре­жим дотягивания скипа с постоянной скоростью при одной сту­пени пускового реостата осуществляется на естественной характе­ристике, при двух - на второй реостатной характеристике.

Таким образом, согласно работе ШПУ время работы сопро­тивления при пуске определяется от момента запуска двигателя со всеми ступенями пускового реостата до момента выведения по­следней ступени. В свою очередь, время работы сопротивления при замедлении определяется от момента перевода двигателя в ре­жим динамического торможения со всеми ступенями пускового реостата до момента выведения последней ступени и плюс время дотягивания

. (3.7)

Для ШПУ, имеющей только одну пусковую ступень, время работы сопротивления при пуске и при замедлении определяется временем работы этой ступени в режиме соответственно запуска и динамического торможения.

Значения токов рассчитываются по формуле:

, (3.8)

где и- соответственно ток ротора и время работы добавоч­ного сопротивления наi-ом участке;

-время работы сопротивления при пуске и замедлении.

Слагаемые числителя подкоренного выражения (3.8) нахо­дятся согласно формуле (2.3) путем подстановки вместо усилий токов ротора.

Рисунок 3.1 - Диаграммы движущих усилий и токов ротора для двух ступеней пускового реостата.

Значения ,,,иудобнее находить по предвари­тельно построенной в соответствии с диаграммой движущих уси­лий диаграмме токов ротора (рисунок 3.1), воспользовавшись при этом зависимостями

;, (3.9)

где - циклическая частота вращения, определяется по частоте вращения,;- текущее значение скольжения, определяемое тахограммой; -текущее значение движущих усилий, Н; - сопротивление фазы ротора

Сопротивление фазы ротора зависит от скольжения:

при одной ступени

,при ;

, при;

при двух ступенях

, при;

, при;

, при.

В режиме динамического торможения скольжение равно

, (3.10)

а скольжение в момент переключения реостата может быть принято равным для длительного режима (3.3) для одной ступени пуско­вого реостата и принято равными(3.4) при двух ступенях пускового реостата.

Примерный вид диаграмм токов для соответствующих нагру­зочных диаграмм представлен на рисунке 3.1.

Относительная продолжительность включения роторного со­противления составит

. (3.11)

По значениям ,идля одной ступени и,,идля двух ступеней пускового реостата выбираются стандартные ящики сопротивлений и устанавливается схема соединения элементов [8, 9].