Решение осн6овного уравнения движения электропривода и построение нагрузочной диаграммы

В зависимости от условий пуска в расчетах принимают механическую характеристику машины на холостом ходу или под нагрузкой. Порядок построения нагрузочной диаграммы двигателя показан на рис. 12.

Рисунок 12 Графическое решение уравнения основного
движения электропривода и нагрузочная диаграмма
двигателя в период пуска

Построение электромеханической характеристики ω=f(I) производят по точкам, заданным каталожными данными двигателя: пусковому, номинальному и току, равному току намагничивания при синхронной частоте вращения.

Так, ток может быть определен с достаточной для практики степенью точности как:

, (19)

где I_хх — ток холостого хода; М_к — кратность максимального момента в о.е.

Расчет нагрузочной диаграммы двигателя испытательного стенда производят предполагая, что электромеханическая характеристика ЭД и механическая характеристика ДВС имеют линейный характер, и приняв, что переключение ступеней сопротивлений производится мгновенно. При этих условиях расчет следует производить по уравнению:

, (20)

где I_уст, I_нач — соответственно установившееся и начальное значение тока в конце и начале переходного процесса, А; t — текущее время; –электромеханическая постоянная времени, соответствующая данному сопротивлению цепи ротора; J — момент инерции системы ЭД—ДВС, кг·м²; _уст, S_уст — скорость и скольжение в конце переходного процесса.

На каждом участке переходного процесса необходимо определить значение тока при и .

Определение сопротивлений цепи ротора рекомендуют производить графически. С этой целью строят электромеханические характеристики двигателя I=f() и механические характеристики M_с=f() ДВС во всех режимах работы (рис. 13).

Рисунок 13Электромеханические характеристики двигателя и механические характеристики испытательного стенда

На линии номинального тока отрезок а-3 принимают равным номинальному сопротивлению цепи ротора, величину которого определяют по формуле:

, (21)

где Е_2н, I_2н — ЭДС на кольцах ротора и номинальный ток в роторе, принимаемые по каталожным данным двигателя.

Отрезки, отсекаемые различными электромеханическими характеристиками двигателя на линии номинального тока, в принятом масштабе будут представлять величину сопротивлений цепи ротора, соответствующую различным режимам работы. Характер нагрузочной диаграммы двигателя испытательного стенда показан на рис. 14.

Рисунок 14 Нагрузочная диаграмма двигателя испытательного стенда

Для электроприводов с возвратно-поступательным движением реверсирование двигателя должно осуществляться без торможения противовключением, т.е. после полной остановки двигателя. Время торможения системы двигатель—рабочая машина определяют по формуле:

, (22)

где М_с — момент сопротивления механизма, приведенный к валу двигателя, Н·м.

По нагрузочной диаграмме двигателя определяют эквивалентный момент или ток за полный цикл работы. При этом нелинейные изменения момента или тока от времени заменяют линейными или ступенчатыми.

Проверка по нагреву двигателя продолжительного или повторно-кратковременного режима при его использовании на кратковременную нагрузку производят в соответствии с разделом 2.2 настоящих методических указаний

Выбор сечения и длины соединительной линии 0,4 кВ для приготовления витаминной муки (тема 8) производят исходя из условий устойчивой работы других двигателей агрегата при пуске двигателя работы. Допустимое падение напряжения из этих условий определяется по формуле:

(23)

где — относительная нагрузка работающих двигателей; —наименьшая кратность максимального момента работающих двигателей.

Фактическое снижение напряжения при пуске двигателя дробилки:

(24)

где полное сопротивление короткого замыкания трансформатора, Ом; —напряжение короткого замыкания трансформатора; U_н, I_н — номинальное напряжение и ток трансформатора; – сопротивление короткого замыкания двигателя, Ом; U_н, I_нд — напряжение и номинальный ток двигателя;
K_i — кратность пускового тока; Z_л — полное сопротивление соединительной линии, зависящее от ее сечения и длины, определяемое расчетом.

Устойчивая работа двигателей возможна при соблюдении условия:

В заключение проверки необходимо сделать вывод о том, какой из факторов (нагрев, перегрузочная способность, условия пуска) является определяющим при выборе двигателя к заданной машине.

3.3.3 Выбор схем автоматического управления,
пусковой и защитной аппаратуры

Автоматизация является одним из основных направлений в развитии сельскохозяйственного электропривода.

После внимательного изучения технологической, кинематической характеристик машины и требований к схеме автоматического управления составляют принципиальная схема автоматического управления. На схеме показывают силовые цепи и цепи управления. Все элементы изображают условными графическими обозначениями и располагают в местах, удобных для чтения схемы и понимания последовательности ее работы.

Для производства переключений в силовых цепях двигателей рекомендуют использовать магнитные пускатели.

При ручном—дистанционном управлении первоначальный импульс на включение двигателя подается нажатием на кнопку. Если привод включается по программе, заданной во времени, то импульс на включение подается программными аппаратами, в качестве которых рекомендуется использовать микропроцессоры или другие аппараты.

Переключения в цепях управления двигателем для реверсирования в зависимости от пути, пройденного исполнительным механизмом, или отключения двигателя производят с помощью конечных (путевых) выключателей. Место установки путевых выключателей определяют длиной пути, проходимого механизмом за время торможения. Принимая, что падение скорости при торможении подчиняется линейному закону, получим формулу для определения пути торможения:

(25)

где v — линейная скорость рабочей машины, м/с; t_ТОРМ – время торможения, с.

Необходимые выдержки времени производятся с помощью программируемых микроконтроллеров или реле времени.

Для размножения контактов используют различные промежуточные реле.

Рекомендуется использовать универсальные малогабаритные реле типа МКУ-48. Схемы автоматического управления могут быть разработаны с применением бесконтактных элементов.

Составив принципиальную схему автоматического управления, необходимо решить, где и в каких устройствах она должна быть смонтирована.

В общем случае аппараты схемы могут быть размещены в силовых шкафах (автоматы, магнитные пускатели), шкафах автоматики (микропроцессоры, программные реле, реле времени, промежуточные реле), пультах управления и сигнализации (кнопки управления, универсальные переключатели, сигнальные лампы). При небольшом количестве пусковой, защитной и другой аппаратуры все устройства могут быть расположены в одном шкафу. Пульты управления и сигнализации следует располагать в производственных помещениях вблизи привода рабочей машины. Силовые шкафы и шкафы автоматики рекомендуют располагать в отдельных помещениях, изолированных от вредного влияния на аппараты среди помещений.

Монтажные схемы составляют для каждого шкафа в отдельности. На монтажной схеме приборы и аппараты имеют условные графические обозначения, но располагают так, как они фактически размещены в шкафу. Соединенным между собой контактам и другим элементам схемы необходимо присваивать одинаковое цифровое обозначение. Монтажную схему выполняют с соблюдением масштабов шкафа и примерных размеров аппаратов. Цифровые обозначения контактов, принятые на монтажной схеме, проставляются также и на принципиальной.

Режим работы привода (ручное — дистанционное или автоматическое управление по заданной во времени программе) задают микропроцессором или положением универсальных переключателей.

На схеме внешних соединений показывают отдельные аппараты установки (двигатель, силовой шкаф, шкаф автоматики, пульт управления и сигнализации, конечные выключатели) и указывают количество и номера проводов, идущих от одного аппарата к другому.

Для защиты двигателей от токов короткого замыкания рекомендуют использовать автоматы с электромагнитными расцепителями.

Тепловая защита двигателей может быть произведена тепловыми расцепителями автоматов или тепловыми реле магнитных пускателей. Защита двигателей от обрыва фаз питающей сети или большой не симметрии напряжений может быть произведена реле напряжения, включенном между нулевой точкой звезды статора двигателя и нулевым проводом сети. Может быть создана и искусственная нулевая точка путем включения трех конденсаторов. Для этих целей могут быть использованы и другие специальные реле.

Защита от самопроизвольного включения двигателей осуществляют катушками магнитных пускателей или реле напряжения. Защита цепей управления и сигнализации производят плавкими предохранителями.

В записке к курсовой работе должен быть произведен выбор аппаратов автоматического управления и дано описание порядка работы схем во всех режимах.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: