Глава 5 разработка схемы электропривода расчет энергетических показателей

§ 21. Выбор сопротивлений

Для того чтобы электродвигатель работал на механических ха­рактеристиках, близких к расчетным, необходимо укомплектовать схе­му управления двигателем пусковыми, регулировочными и тормозными сопротивлениями, максимально совпадающими с их расчетными значе­ниями. Наибольшее расхождение расчетных и выбранных сопротивлений не должно превышать 10% от значения расчетного сопротивления.

Не менее важно, чтобы сопротивления не перегревались свыше допустимой температуры и были экономичными по затратам активного материала.

Эти требования будут соблюдены, если определенный для конкретного случая эквивалентный по перегреву ток I_ЗП будет равен или незначительно меньше длительного допустимого тока выбранных со­противлений.

Из рассмотрения проектируемых электроприводов видно, что пус­ковые, регулировочные и другие сопротивления обтекаются током непостоянно, к тому же токи, в течение рабочего периода обтекающие сопротивления, изменяются по величине. Это приводит к необходимо­сти замены их при расчетах эквивалентным по перегреву или иногда среднеквадратичным (эквивалентным по теплу) током.

Среднеквадратичным называется неизменный по величине ток, вы­деляющий в сопротивлении за рассматриваемый период такое же количество теплоты, что и действительный изменяющийся ток.

Эквивалентный по перегреву ток - это такой постоянный по величине ток, который вызовет установившийся перегрев сопротивления, равный максимальному перегреву от действия изменяющегося тока в рассматриваемом промежутке времени.

Распространенным тепловым режимом работы сопротивлений является повторно-кратковременный режим, при котором рабочие периоды чередуются с паузами так, что ни в одном из рабочих периодов или пауз перегрев сопротивления не достигает практически установившей­ся величины. В этом режиме эквивалентный по перегреву ток в сопротивлении определяют из выражения

(125)

где I_P – рабочий ток, протекающий по сопротивлению в течение рабочего периода t_P;

Т – постоянная нагрева сопротивления, которая приводится в каталогах на сопротивления, с;

ε – относительная продолжительность включения в относи­тельных единицах, определяемая из выражения

На рис.21 приведены кривые для различных ПВ, которые построены по уравнению (125).

Выбор сопротивлений при использовании этих кривых сводится к следущему.

Из кривой I = f (t), полученной в результате расчета переход­ных процессов, определяют рабочий ток I_P и время протекания его по сопротивлению t_P. Из нагрузочной диаграммы находят время цик­ла и относительную продолжительность включения сопротивления ПВ, которые будут отличаться от соответствующих параметров работы двигателя.

Из таблиц, приведенных в [3] и других источниках, предвари­тельно выбирают сопротивление, для которого указывается T. Опре­делив , находят . Затем, рассчитав эквивалентный по перегреву ток

сравнивают его с указанным для сопротивления допустимым длитель­ным током I_ДОП. Сопротивление выбрано правильно, если I_Э.П. ≤ I_ДОП.

Если t_P << T, то эквивалентный по перегреву ток можно про­сто определить из выражения

(126)

При расчете пусковых сопротивлений время рабочего периода t_P желательно брать равным трехкратному времени пуска, т.е. t_P = 3t_n, поскольку иногда производится несколько пусков подряд.

Набирая схемы включения сопротивлений, необходимо учитывать их конструктивное исполнение и монтаж внутри ящика сопротивлений, а также возможность перегрузки отдельных участков цепи при смешан­ном соединении элементов. Следует иметь в виду, что в стандартных ящиках с чугунными сопротивлениями между двумя соседними зажимами располагаются четыре элемента сопротивлений. Конструкция ящиков допускает увеличение количества зажимов, но так, чтобы они распо­лагались с одной стороны ящика, и тогда между ними должно быть четное число элементов. Ящики с фехралевыми сопротивлениями могут быть перебраны и для нечетного числа элементов между зажимами.

При параллельном соединении элементов сопротивлений ограни­чивающим нагрузку будет являться параллельное звено сопротивлений с наименьшим допустимым падением напряжения на нем. Допустимый ток цепи при смешанном соединении сопротивлений определяют по наибо­лее слабому для тока звену.