Електропривод лебідки мостового крану

       Резистори  для пускових характеристик розраховуються наступним чином.

 

1.4.2 Визначаємо додаткові опори роторних кіл для різних характеристик.

 

Визначаємо ковзання для кожного переключення:

  де ω_x1=59.5 рад/с − швидкість на природній характеристиці у точці М_п1  

  ,

S5=1

Для цих режимів роботи двигуна розрахунок механічних характеристик  ведеться по формулі:

де 

 

  де  – сумарний активний опір фази роторного кола двигуна,

  Побудова швидкісних  характеристик двигуна (крім динамічного  гальмування) виконується за допомогою  розрахункової формули

 

   3.2 Для характерістики 16 (дінамічне гальмування)

 

Розрахунок статичних  характеристик двигуна при динамічному гальмуванні виконується в послідовності /3/:

          а) установлюється значення критичного  моменту двигуна:

  б) визначається  діюче значення змінного струму  фази статора, еквівалентного за намагнічуючою силою постійному струму збудження двигуна:

де  – реактивний опір намагнічування на початковій ділянці кривої намагнічування двигуна;

 – приведений до статора реактивний опір фази ротора (при s=1).

    в) установлюється  значення постійного струму  збудження двигуна: наприклад, при з'єднанні обмоток статора в зірку і проходженні струму тільки по двох фазах ;

 г) визначається  відносна швидкість обертання машини в залежності від її намагнічуючого струму за виразом /5/

 ,                                           (5.7)

 де  – відносна швидкість обертання двигуна, ;

 – намагнічуючий струм статора;

 –  реактивний опір намагнічування.

Для обчислювання за формулою (5.7) величини задаються рядом значень струму , яким  відповідають  значення параметра , де –    приріст ЕРС фази статора, що відповідає приросту струму згідно з кривою намагнічування двигуна (рис. 3.1).

 

 

 

 

 

 

 

Розрахунок опорів для всіх характеристик визначають згідно формули:

,

де  – момент на характеристиці при .

Результати розрахунків приведені  у табл.1.3

 

Таблиця 1.3 – Опори кола ротора для різних характеристик двигуна

№ х-ки	1/3	2/4	12	15	18/20	19	21
Ri, Ом	1.3492	0.398	0.3254	0.5115	1.4056	0.3696	0.4376
Мі	3204	945,05	772,2	1214,55	3337,9	877,75	1039,25

 

Побудову механічних характеристики виконано для всіх використаних режимів  роботи (окрім динамічного гальмування):

де -  поточний і критичний моменти двигуна;

   - поточне і критичне ковзання;

- коефіцієнт, що дорівнює відношенню  ( - активний опір фази статора, - приведений до статора сумарний активний опір фази роторного кола).

  Параметри  та розраховуються за каталожними даними двигуна.

– приведений до статору активний опір

x₂^’ – приведений до статору індуктивний опір ротору

Розрахунок уточнених  механічних та швидкісних характеристик  проведемо за допомогою програмного пакету “Matlab” (рисунок 1.7, рисунок 1.8)

Побудова швидкісних характеристик для  усіх режимів  роботи двигуна (окрім динамічного  гальмування):

  де   - струм ротора;  

- синхронна швидкість обертання двигуна;

- момент при поточному ковзанні S.

Швидкісні характеристики представлені на рисунку 1.8.

Розрахунок статичних  характеристик при динамічному  гальмуванні та їх побудова виконується за допомогою пакету “КОМПАС”

Встановимо значення критичного моменту двигуна:

Визначимо діюче значення змінного струму фази статора, еквівалентного за намагнічуючою силою постійному струму збудження двигуна:

де 

     Графіки динамічного гальмування представлені: швидкісної на рисунку 1.8 та механічної на рисунку 1.7.

 

Рисунок 1.7 - Уточнені механічні характеристики двигуна при підійманні та опусканні вантажу.

 

Рисунок 1.8 - Уточнені швидкісні характеристики двигуна при підійманні та опусканні вантажу.

 

1.5 РОЗРАХУНОК ПЕРЕХІДНИХ  ПРОЦЕСІВ ТА ПОБУДОВА НАВАНТАЖУВАЛЬНОЇ ДІАГРАМИ ДВИГУНА

 

1.5.1 Розрахунок  перехідних процесів

Для перевірки попередньо обраного двигуна за умов нагріву необхідно побудувати тахограму і навантажувальну діаграму двигуна з урахуванням перехідних процесів в усіх його режимах.

Електромеханічну сталу  часу приводу  при роботі на характеристиках 6... 11, 16(див. рисунок 1.5):

де  - ковзання двигуна при номінальному моменті

При роботі на характеристиках 1...4 (див. рисунок 1.4), 5, 14, 16 (див. рисунок 1.5):

,

де  М_к.з  - момент короткого замикання двигуна.

Результати розрахунку постійних електромеханічних часу зведемо у табл. 1.3.

Тривалість перехідного  процесу на пусковій чи гальмовій  механічній характеристиці:

,

де  - абсолютні значення початкового і кінцевого (в точці переходу двигуна на іншу характеристику) моменту двигуна.

Знак "-" у формулі  відповідає дії моменту М двигуна  і моменту опору зустрічно один одному, знак "+" – згідно один одному.

Результати розрахунку тривалості перехідних процесів в табл. 1.3.

 

Таблиця 1.4 – Електромеханічні постійні часу привода

№ хар-ки	Назва характеристики	J,кгм2	S(н)	Мк.з.,Нм	Тм,с
	Розгін двигуна при  виборі провису	18	-	3204	0,353
	Гальмування двигуна  при виборі провису	18	-	945.02	1,196
5	Пуск при підйомі  вантажу	18,42	0,42	-	0,239
6		18,42	0,239	-	0,136
7		18,42	0,136	-	0,077
8		18,42	0,077	-	0,044
9		18,42	0,043	-	0,024
10		18,42	0,024	-	0,014
11		18,42	0,015	-	0,009
12	Гальмування при підйомі  вантажу	18,42	-	772,2	1,498
14	Опускання вантажу	18,42	0,015	-	0,009
15	Гальмування до посадкової швидкості	18,42	-	1214,5	0,952
16	Опускання вантажу з  посадковою швидкістю	18,42	0,733	-	0,416
	Розгін при підйомі  пустого крюка	18	-	3337,9	0,339
19	Гальмування при підйомі  пустого крюка	18	-	877,8	1,288
21	Гальмування при опусканні  пустого крюка	18	-	1099,25	1,028

 

 

 

 

Таблиця 1.5 – Розрахунок тривалості перехідних процесів

№ хар-ки	Назва характеристики	Мнач,Нм	Мкін,Нм	Мс.,Нм	tпп,с
	Розгін двигуна при  виборі провису	3204	158	158	0,835
	Гальмування двигуна  при виборі провису	1916,2	949,1	158	0,955
5	Пуск при підйомі  вантажу	3453,8	2064	1572,7	0,077
6		3453,8	2064	1572,7	0,044
7		3453,8	2064	1572,7	0,025
8		3453,8	2064	1572,7	0,014
9		3453,8	2064	1572,7	0,008
10		3453,8	2064	1572,7	0,005
11		3453,8	1572,7	1572,7	0,004
12	Гальмування при підйомі  вантажу	0	772,2	1572,7	1,012
14	Опускання вантажу	0	1006,5	1006,5	0,006
15	Гальмування до посадкової швидкості	2430,4	1362,5	1006,5	0,354
16	Опускання вантажу з  посадковою швидкістю	904,2	102,3	1006,5	0,226
18	Розгін при підйомі  пустого крюка	3337,9	245,4	245,4	0,674
19	Гальмування при підйомі  пустого крюка	1691,15	877,7	245,4	1,065
20	Розгін при опусканні  пустого крюка	3337,9	79,2	79,2	1,041
21	Гальмування при опусканні  пустого крюка	2050	1039,25	79,2	0,739

Розрахуємо початкові  та кінечні значення струму І₂, для цього знайдемо константу:

B·c

за допомогою цієї константи  можливо розрахувати струму:

Розрахунок перехідних процесів зведено в табл. 1.5.

№ хар-ки	Назва характеристики	tпп,с			Мпоч, Н·м	Мкін, Н·м	І2нач,А	І2кін,А
1	Розгін двигуна при виборі провису	0,835	0	60,8	3934	108,1	337,682	9,279
2	Гальмування двигуна  при виборі провису	0,955	60,8	0	-2346	-1175	-201,37	-100,9
3	Розгін при напуску  провису	0,835	0	-60,8	-3934	-108,1	-337,68	-9,279
4	Гальмування при напуску провису	0,955	-60,8	0	2346	1175	201,373	100,85
5	Пуск при підйомі  вантажу	0,077	0	28	3453,8	2064	267,64	154,68
6		0,044	28	43	3453,8	2064	267,64	154,68
7		0,025	43	52	3453,8	2064	267,64	154,68
8		0,014	52	56,4	3453,8	2064	267,64	154,68
9		0,008	56,4	59,9	3453,8	2064	267,64	154,68
10		0,005	59,9	61,2	3453,8	2064	267,64	154,68
11		0,004	61,2	61,6	3453,8	1572,7	267,64	119,74
12	Гальмування при підйомі  вантажу	1,012	62,83	0	0	772,2	0	56,721
14	Опускання вантажу	0,006	0	-60,8	0	1006,5	0	77,991
15	Гальмування до посадкової швидкості	0,354	-7,6	0	2430,4	1362,5	189,27	94,85
16	Опускання вантажу з  посадковою швидкостю	0,226	-63.33	-7,6	904,2	102,3	77,9914	5,6
18	Розгін при підйомі  пустого крюка	0,674	0	61	3337,9	245,4	332,704	16,455
19	Гальмування при підйомі  пустого крюка	1,065	61	0	-1691	-877,7	-184,21	-92,28
20	Розгін при опусканні  пустого крюка	1,041	0	-61	-3338	-79,2	-355,45	-7,597
21	Гальмування при опусканні  пустого крюка	0,739	-61	0	2050	1039,3	216,223	109,44