1 Технические требования к электроприводу

Тип двигателя	Асинхронный с к.з. ротором
Мощность двигателя	0,1кВт
Диапозон регулирования при статизме ±10%	100
Полоса пропускания частот	Рассчитать
Пуск	Управляемый
Торможение	Без торможения
Реверс	Отсутствует
Наличие генераторного режима на регулировочных характеристиках	Отсутствует
Наличие регуляторов	По необходимости
Нагрузочная характеристика	M=const
Приведенный моментинерции Jмех/Jp	4
Типы защиты электропривода	Нулевая, от перенапряжений, максимальная токовая
Виды блокировок	Обрыв фазы
Тип блока (элемента) преобразователя ЭП	Силовой блок
Тип элемента-датчика	Давления в нагнетательных установках
Нагрузочная характеристика
Тип преобразователя	Транзисторный
Режим работы	S1
Условия энергосбережения	В электродвигателе

Таблица 1 - Исходные данные

2 Обоснование и выбор типа приводного двигателя

В соответствии с техническим заданием, привод должен быть асинхронным с короткозамкнутым ротором. Задана так же и мощность двигателя – 0,1 кВт и скорость - 750 об/м. Необходимо учесть, что скорость привода должна регулироваться частотным преобразователем. В соответствии с заданием наилучшем выбором будет привод немецкой фирмы Siemens, так как отечественные аналоги с подобными параметрами отсутствуют. Выбираем привод следующей марки - 1LA7073-8AB.

Характеристики выбранного двигателя:

Тип двигателя	P кВт	S %	 %	cos	J кг*м^2
	0,12	15	53	0.64	0,0009
1LA7073-8AB	n об/мин	μn	μmax	Sk %	In/Iн
	750	1,7	2,2	52	2,2

Таблица 1 – Параметры электродвигателя

1LA7 - трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором.

07 – высота оси вращения: 71 мм.

3 – исполнение ротора двигателя: средний «L».

8 – колличество полюсов: 8.

А – конструкция: односкоростной.

В – класс ротора: 13.

Степень защиты – IP-55

Способ охлаждения – вентеляторное охлаждение.

Исполнение по способу монтажа – IM В3, это соответствует тому, что двигатель имеет лапы и фланец.

Необходимо рассчитать по техническому заданию обеспечиваемую выбранным двигателем полосу пропускания.

При рассмотрении динамики привода переменного тока рассматриваются только механические процессы, без учета электромагнитных явлений. Анализируя механические процессы, тоже приходится идти на существенные упрощения, линеаризуя механическую характеристику на рабочем участке. В этом случае передаточная функция асинхронного двигателя может быть представлена апериодическим звеном первого порядка :

W_д(р) = К_д/ (1+ Т_мр) (1.1)

где:

Т_эм =J_Σω₀S_k / 2M_k– электромеханическая постоянная времени,

М_к, S_к – соответственно критические момент и скольжение,

ω₀= 2πf_с=πn₀/30 – синхронная скорость двигателя,

J_Σ= J_{двигателя}+ J_{механизма}– суммарный момент инерции привода.

К_д= Δf/Δω– передаточный коэффициент двигателя при частотном регулировании.

При этом, предельная полоса пропускания, обеспечиваемая выбранным двигателем, может быть определена из соотношения:

(1.2)

где:

Ωпр, Ω0– соответственно предельная и нулевая частота полосы пропускания;

К – модуль АЧХ двигателя переменного тока.

Определим теперь модуль АЧХ:

(1.3)

В соответствии с (1.3) получаем:

При этом, очевидно, что .

В соответствии с (1.2) получаем:

(1.4)

После упрощений получаем выражение, по которому возможно определить значение предельной частоты полосы пропускания двигателя:

И окончательно, применяя методы решения биквадратных уравнений, получаем выражение для определения предельной частоты полосы пропускания двигателя:

(1.5)

В выражении (1.5) учтено то, что частота – величина физическая и не может являться величиной отрицательной.

Подставим номинальные параметры двигателя 1LA7073-8AB

В полученные формулы:

Т_эм =J_Σω₀S_k / 2M_k=0.023

(1.6)

где:

,- синхронная частота вращения ротора двигателя,, (Гц)- частота питающей сети,

- число пар полюсов.

Из формы записи (1.6) видно, что синхронная частота вращения двигателя зависит от частоты питающей сети по линейному закону, следовательно, возможен переход от малых приращений, в которых ожидается линейность зависимости =f(), к работе в конечных точках функции:

К_д= Δf/Δω=(1.7)

К_д=0,64

Окончательно получаем:

(Гц)

Отсюда следует, что максимальная частота пропускания равна 241 Гц.