6. Расчет переходного процесса при торможении
Переходной процесс при торможении двигателя противовключением описывается уравнениями:
Жесткость характеристики при торможении:
Постоянная времени торможения:
сек
Время торможения двигателя:
сек
Закон изменения скорости и момента при торможении:
=
- 132,5+205,3·e
–t/3,7
=
467 - 1080·e
–t/3,7
Результаты расчета зависимости скорости и момента при торможении приведены в таблице:
-
t
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,62
ω
72,8
62
51,8
42,1
32,9
24,2
15,9
8,1
0
М
-913
-840
-772
-706
-645
-586
-531
-478
424
На основании полученных результатов строим графики зависимостей
угловой скорости вращения вала и вращающего момента двигателя при
торможении (рис. 7 и 8).
7. Проверка двигателя по нагреву
Общее время работы:
сек.
Моменты сопротивлений, приведенные к валу двигателя:
Н
м
Н
м
Н
м
Н
м
Н
м
Н
м
Н
м
Эквивалентный момент двигателя:
436
Н м
Проверка двигателя по нагреву выполняется сравнением эквивалентного момента двигателя и его номинального значения:
Условие выполняется, следовательно, электродвигатель с данным
механизмом, при заданной нагрузке, в продолжительном режиме будет
работать не перегреваясь.
Его установившаяся температура не будет превышать допустимого значения температуры, определяемой классом нагревостойкости изоляции.
Второе условие проверки двигателя - не превышение допустимой
перегрузочной способности.
ММАХ / МН ≤ λ , где
ММАХ - максимальное значение момента двигателя, взятое с нагрузочной
диаграммы привода;
λ- паспортное значение перегрузочной способности.
Оба условия проверки двигателя удовлетворяют требованиям,
следовательно, двигатель выбран верно.
8. Схема управления асинхронным двигателем
Схема управления двигателем предусматривает автоматизацию пуска и торможения:
Пуск двигателя в одном и противоположном направлениях
осуществляется в функции времени. Торможение двигателя при
реверсировании осуществляется противовключением в функции ЭДС.
Подготовка двигателя к пуску заключается в подаче напряжения
переменного тока в силовую цепь включением выключателя В и включением автомата ВА в цепи управления, подключающего аппараты управления к
источнику постоянного тока. При этом в исходном (нулевом) положении
командоконтроллера КК получают питание реле напряжения РН и реле
ускорения РУ1 и РУ2 — дополнительно отключаются цепи контакторов
ускорения /СУ/ и КУ2.
Для пуска двигателя в одном направлении необходимо повернуть рукоятку командоконтроллера в одно из положений, например «Вперед». В этом случае будут включены контакторы КЛ, KB и реле РБ.
В неподвижном состоянии ротора двигателя напряжение на реле РП
недостаточно для его срабатывания, поэтому его размыкающий контакт замкнут и контактор КП включится. Пуск двигателя из неподвижного состояния ротора произойдет при шунтированной ступени противовключения, когда к обмотке ротора подключены только пусковые (две) ступени резистора. Двигатель разгоняется в соответствии с реостатной характеристикой, обусловленной полным пусковым сопротивлением резистора в течение времени, определяемом выдержкой времени реле РУ1, которое в момент подачи напряжения на статор отключилось размыкающим контактом КЛ.
Когда контакт реле РУ1 замкнется, включится контактор /(У/ — шунтируется первая пускова ступень резистора, затем с выдержкой времени включится КУ2, двигатель будет работать на естественной характеристике.
Реверсирование двигателя производится путем перевода командоконтроллера из положения «Вперед» в положение «Назад». Во время прохождения командоконтроллера через нулевое положение система управления возвращается в исходное состояние.
Переход на положение «Назад» сопровождается включением контакторов КЛ и КН, которые изменяют чередование фаз на статоре двигателя. При этом возникает режим противовключения, так как ротор двигателя продолжает еще вращаться по инерции в прежнем направлении.
После включения контактора КН и реле РБ контактор КП не включается, так как в начале торможения напряжение на кольцах достаточно велико — РП срабатывает, и его контакт размыкается. Поэтому при торможении в цепи ротора будут включены и пусковой резистор, и ступень противовключения.
При переводе рукоятки командоконтроллера в положение «Назад» реле
противовключения РП только тогда замкнет свой размыкающий контакт и обеспечит включение контактора КП, а затем и контакторов ускорения, когда напряжение в роторе спадет до значения, соответствующего напряжению начале пуска; это произойдет при угловой скорости двигателя, близкой к 0. Затем последовательно включаются аппараты управления, порядок работы которых был изложен выше. Реле блокировки РБ создает некоторую выдержку времени до включения контактора КП, необходимую для того, чтобы реле РП в начале торможения успело открыть свой размыкающий контакт. При отсутствии такой выдержки времени контактор КП может включиться раньше срабатывания реле РП, что приведет к возникновению тока аварийного значения и отключению двигателя защитой.
В данной схеме предусмотрена максимальная защита двигателя (реле РМ1 — РМЗ), а также защита от чрезмерного снижения напряжения, осуществляемая реле РН (при этом предполагается, что цепи управления получают питание через выпрямитель, подсоединенный к силовой цепи двигателя после выключателя В). Цепи управления защищены автоматом с максимальной защитой.