Расчет и выбор электропривода с асинхронным двигателем с фазным ротором

Н∙м

Н∙м

Н∙м

      Момент  на валу двигателя на i-ом участке диаграммы:

.

Н∙м;

Н∙м;

Н∙м;

Н∙м;

Н∙м;

Н∙м;

Н∙м;

Н∙м,

Н∙м

Н∙м

     1.2.3  Расчет диаграммы токов ротора

      Ток ротора на i-ом участке диаграммы:

.

А;

А;

А;

А;

А;

А;

А;

А;

А;

А;

где - - токи в роторе на участках нагрузочной диаграммы с 1 по 7.

Нагрузочная диаграмма представлена на рисунке 1.2.

     1.3  Проверка выбранного двигателя

      1.3.1 Продолжительность включения 

.

.

Поскольку продолжительность включения составила более 60%, то электродвигатель будет работать в продолжительном режиме.

      1.3.2 Проверка двигателя по нагреву используя метод эквивалентных моментов.

           Для проверки выбранного асинхронного двигателя с фазным ротором по нагреву определяют эквивалентный момент. С учетом небольшой разницы между начальным и конечным моментами в период разгона и замедления имеем

, 

где - , - коэффициенты, учитывающие ухудшение условий охлаждения электродвигателя при уменьшении скорости и остановке;

, - суммарное время пуска и торможения двигателя;

                      - время работы двигателя с максимальной установившейся скоростью . 

 

     Выбранный двигатель должен удовлетворять  условию:

.

. Условие выполнено (различие  в 14,4%).

      1.3.3 Проверка двигателя по нагреву используя метод эквивалентных токов.

      Для проверки выбранного асинхронного двигателя с фазным ротором по нагреву определяют эквивалентный ток. С учетом небольшой разницы между начальным и конечным токами в период разгона и замедления имеем

,

где - , - коэффициенты, учитывающие ухудшение условий охлаждения электродвигателя при уменьшении скорости и остановке;

, - суммарное время пуска и торможения двигателя;

                      - время работы двигателя с максимальной установившейся скоростью .

     Выбранный двигатель должен удовлетворять  условию:

.

. Условие выполнено (различие  в 14,4%). 

4. Проверка двигателя по условиям допустимой перегрузки

      Условие проверки на допустимую перегрузку:

,

где - - максимальное значение момента из нагрузочной диаграммы, Н*м.

.

565,43 Н∙м

900 Н∙м Условие выполнено. 

2  РАСЧЕТ  И ПОСТРОЕНИЕ ПУСКОВОЙ 

И ТОРМОЗНОЙ  ДИАГРАММ 

     2.1  Построение естественной характеристики

      Номинальное скольжение:

.

.

     Критическое скольжение:

,

     где - - перегрузочная способность.

.

      По  формуле Клосса:

,

задаваясь значениями в пределах получим зависимость , учитывая, что

.

где с^-1.

Полученные  данные сводим в таблицу 2.1. 

Таблица 2.1

      По  результатам расчета строим естественную характеристику, которая   показана на рисунке 2.1.

     Скольжение на валу при нагрузке равной :

,

.

      Скорость  на валу электродвигателя при нагрузке :

Решая квадратное уравнение получим S = 0,0447 , подставляя S в

,

получим с^-1.

Т.к. полученное значение скорости вращения вала двигателя (следовательно и рабочего механизма) отличается от заданного не более  чем на 5%, что является допустимым для дальнейших инженерных расчетов и обеспечивает необходимые параметры для работы двигателя на естественной характеристике.

Установившаяся  угловая скорость вращения вала двигателя:

с^-1. 

2.2  Построение  предварительной пусковой диаграммы

      Номинальное сопротивление ротора:

.

Ом. 

      Сопротивление ротора:

.

Ом. 

 

      Построение предварительной пусковой диаграммы осуществляется графическим способом, представленное на  рисунке 2.1. На графике строим естественную характеристику и характеристику . Откладываем значения моментов и соответствующие им угловые скорости , которые берем из диаграммы моментов (рисунок 1.2). Для обеспечения заданного ускорения параллельно отрезку проводим симметрично линии минимального и максимального пусковых моментов, которые выбираются в пределах: ,  

Моменты переключения:       

 Н∙м,

 Н∙м.

Проверяем условие  и .

, .Условия выполняются.

Через точки  , , соответствующие пересечению естественной характеристики с линиями моментов и , проводят линию до пересечения с горизонталью . Через полученную точку пересечения проводят луч . Пересечение с линией - точка . Из точки проводят горизонталь до пересечения с линией (точка ) и через эту точку луч . Пересечение с линией - точка и т.д. Построение проводят до тех пор, пока горизонталь не пересечет естественную характеристику при моменте (точка ). В противном случае необходимо симметрично изменить пределы и и повторить построение.

      Сопротивления ступеней:

Ом;

Ом;

Ом;

Ом,

где  - момент короткого замыкания для i-ой пусковой ступени, Н*м;

- отрезки, мм.

Значения  моментов короткого замыкания и  длин отрезков берем из пусковой диаграммы, представленной на рисунке 2.1. 

     2.3  Построение предварительной тормозной диаграммы.

     Построение  тормозной диаграммы осуществляется графическим способом на рисунке 2.2. Так как моменты и положительны, то торможение происходит в двигательном режиме.

     Для построения тормозной характеристики на участке диаграммы через точку и середину отрезка проводят прямую, соответствующую характеристике с сопротивлением .Т.к. > ,то торможение будет проходить в 2 ступени. Выбираем моменты переключения. берем меньше . берем симметрично относительно .И проводит характеристику с сопротивлением .Для построения тормозной характеристики на участке диаграммы через точку и середину отрезка проводят прямую, соответствующую характеристике с сопротивлением .

Моменты переключения:

      ,

      .

Определяем сопротивление ступени:                                                                                         

 Ом.

 Ом.

 Ом.

 Ом.

     Значения  момента короткого замыкания  для характеристики с сопротивлением , , и берем из тормозной диаграммы, представленной на рисунке 2.2.

     2.4 Выбор предварительной ступени

     Для обеспечения пуска двигателя  без удара, предварительного натяжения системы привода и минимизации зазоров редуктора принимают предварительную ступень реостата. Механическая характеристика предварительной ступени должна пройти через точку с координатами и .