Переходные процессы в электроприводе

 

Определение электромеханической постоянной времени при рабочем и критическом скольжениях.

Электромеханическая постоянная времени переходных процессов привода с асинхронным электродвигателем вычисляется по Формуле:

 

,

 

где ω₀ - угловая скорость машинного устройства, ω₀ ⁼ 99,75рад/с;

S_к = 12,1 % --критической скольжение электродвигателя (паспортные данные электродвигателя).

Критический моменты электродвигателя определяются по следующим формулам:

 

;

 

М_н =22,2 Н^.м, пункт 1.8.

Имеем:

М_к = Н^.м

Подставляя полученные значения получаем:

— электромеханической постоянной времени при номинальном скольжении:

с;

— электромеханической постоянной времени при критическом скольжении:

c.

Обоснование способа пуска и торможения электропривода.

Так как установленный двигатель имеет относительно не большую мощность и соответственно не большие пусковые токи, то примем прямой пуск двигателя. Торможение осуществляется без применения дополнительных устройств.

Определение времени пуска и торможения, максимального ускорения графоаналитическим методом.

Время пуска, t_п определяется следующим образом:

 

,

 

где J - приведенный момент инерции; ω_н- номинальная угловая скорость; М_п - вращающий момент электродвигателя при пуске; М_с - средний приведенный момент сопротивления рабочей машины при пуске;

 

Н^.м;

 

Получаем:

с;

Время остановки, t_Т определяется следующим образом:

 

 

В итоге имеем:

с.

Определение максимального ускорения графоаналитическим методом:

Построив механические характеристики двигателя и рабочей машины, строим кривую избыточного момента.

Механическую характеристику электродвигателя строим по пяти точкам и следующим величинам моментов и скоростей вращения. Результаты расчетов заносим в таблицу 3.1

 

Таблица 3.1 Построение механической характеристики

Точка	Момент, Н.м	Скорость, рад/с
1	М1=0	ω1= ω0=99,75
2	М2= Мн=22,2	ω2= ωн=98,9
3	М3= Мк=48,8	ω3= ωк=217,6
4	М4= Мmin=35,5	ω4= ωmin=14,96
5	М5= Мп=44,4	ω5= ωп=0

 

Кривую избыточного момента заменяют ступенчатым графиком. В пределах каждой ступени избыточный момент не меняется и время разгона на i-том участке t_i будет равно:

 

,

 

Таким образом, для первого участка получаем:

с.

Аналогично рассчитываем для остальных участков. Результаты расчетов заносим в таблицу 3.2.

 

Таблица 3.2 Построение кривой разбега.

ω, рад/с	45	65	120
М, Н.м	0,65	1,26	1,8
Δt, с	0,39	0,09	0,15

 

Расчеты по определению превышения температуры электродвигателя за время пуска.

Повышение температуры обмоток асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором во время пуска можно определить упрощенным методом, считая, что все потери идут на нагрев:

 

,

 

где ΔU - потери энергии во время пуска, Дж; C - теплоемкость обмоток.

 

;

 

Дж,

 

где с₁ -удельная теплоемкость меди, с₁ = 385Дж/кг-К; m - масса обмоток, примем m=2,5, кг.

Имеем:

 ⁰C.

 

Заключение о правильности предварительного выбранного электродвигателя по всем критериям

 

Заключение о правильности выбора электродвигателя делаем с учетом тепловых и механических переходных режимов, колебаний напряжений в сети. Выбранный двигатель был проверен:

— на нагрев.

⁰С;

— по условиям пуска,

 

М_н = 22,5 Н^.м > М_н.п =20,5 Н^.м,

 

— по перегрузочной способности,

 

кВт;

 

P_н=2,2 кВт > P_пер=1,7 кВт;

— перегрев обмоток за время пуска двигателя,

 

 ⁰C

 

Все условия удовлетворяют необходимым требованиям, следовательно, выбор электродвигателя осуществлен, верно.