Переходный процесс в механической части электропривода с упругими связями

11.2 Переходный процесс в механической части электропривода с упругими связями

Учёт упругих связей в механической части электропривода приводит к разделению вращающихся инерционных масс двигателя и рабочей машины включением между ними упругого элемента. В результате переходный процесс упругой системы описывается системой дифференциальных уравнений третьего порядка и уравнением механической характеристики двигателя. Если принять момент двигателя М =const и статический момент Мрс = const, а также не учитывать коэффициент затухания системы от действия диссипативных сил, уравнения нагрузочных диаграмм при нулевых начальных условиях примут вид:

В этих формулах:

Движение без груза.

Переходная характеристика приведена на рисунке 16.

Рисунок 16 - Переходный процесс в механической части электропривода

За счёт колебаний упругого момента М12 максимальная нагрузка передач

увеличивается и может существенно превысить среднюю нагрузку, соответствующую жесткому приведенному звену:

Это превышение нагрузки оценивается динамическим коэффициентом:

Динамический коэффициент Кд является важной характеристикой условий работы механического оборудования и одним из основных показателей динамических качеств системы электропривода.

Движение с грузом.

Переходная характеристика приведена на рисунке 17.

Рисунок 17 - Переходный процесс в механической части электропривода

Учёт индуктивностей обмоток двигателя вызывает появление дополнительной (по отношению к механическому переходному процессу) электромагнитной инерционности в системе электропривода, заставляет анализировать изменение электромагнитной энергии в переходных процессах.

Электромеханический переходный процесс описывается (для жесткой механической системы) системой дифференциальных уравнений второго порядка. Нагрузочные диаграммы этого процесса могут быть рассчитаны по аналитическим выражениям [10,11] или интегрированием этих дифференциальных уравнений с помощью ЭВМ.

При питании двигателя от цеховой сети, когда в переходных процессах в силовую цепь включаются добавочные резисторы, влияние электромагнитной инерции снижается. Необходимость учёта Тэ возникает при расчёте переходных процессов, когда добавочные резисторы отсутствуют и двигатель работает на естественной характеристике.

Влияние электромагнитной инерции существенно проявляется при отношении (Тм / Тэ) < 2 [1], где Тм = J / β – электромеханическая постоянная времени электропривода, Тэ = LΣ / RΣ – электромагнитная постоянная времени силовой цепи.

Уравнения нагрузочных диаграмм в общем виде для Тм / Тэ < 4 имеют вид

,

где

С помощью приведенных уравнений можно рассчитать переходные процессы пуска, особенно переход на естественную характеристику, а также торможение.

Движение с грузом

Электромеханический переходной процесс при движении с грузом приведен на рисунке 18.

Рисунок 18 - Электромеханический переходной процесс при движении с грузом

Движение без груза

Электромеханический процесс при движении с грузом приведен на рисунке 19.

Рисунок 19 - Электромеханический переходной процесс при движении без груза

12. РАСЧЕТ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОПРИВОДА

Энергетические показатели электропривода характеризуют экономичность преобразования энергии системой электропривода (коэффициент полезного действия) и экономичность потребления энергии от сети (коэффициент мощности).

Для электропривода, работающего в повторно-кратковременном режиме работы, универсальной оценкой энергетических показателей является их средневзвешенные значения за цикл работы (цикловые значения). Мгновенные значения КПД и cosϕ могут характеризовать экономичность работы электропривода только в установившихся режимах работы. Цикловой КПД представляет собой отношение произведенной механической работы за цикл А к потребленной за это время электроэнергии (активной энергии) из сети Р:

Для оценки циклового КПД следует брать отрезки времени, началу и концу которых соответствует одинаковая энергия, запасенная в элементах привода. Механическая энергия за время переходного процесса определяется по соотношению:

Активная энергия из сети:

Реактивная энергия из сети:

13. ВЫБОР ПУСКОВЫХ И ТОРМОЗНЫХ РЕЗИСТОРОВ И ПРОВЕРКА ИХ ПО НАГРЕВУ

Выбор резисторов для силовых цепей двигателя производится на основе данных электрического расчёта их величин (см. п.17.1, 18) и нагрузочных диаграмм токов.

Сначала по величине сопротивлений пусковых и тормозных резисторов выбираются ящики резисторов, как правило, с фехралевыми ленточными или проволочными элементами [3, 24].

В качестве продолжительного тока резисторов I_пр на предварительном этапе принимается средняя величина за цикл среднеквадратичного значения тока силовой обмотки за время включенного состояния резистора:

По величине продолжительного тока выбирают конкретный ящик (номер ящика). Подбирается схема соединения элементов, обеспечивающая требуемую величину сопротивления каждой ступени резисторов. Затем производится проверка выбранных резисторов по нагреву, которая сводится к определению эквивалентного тока и сравнению его с допустимым продолжительным током. Методика проверки выбранных резисторов по нагреву приведена в [3]. Проверка может быть выполнена не для каждого, а лишь для наиболее загруженного по эквивалентному току элемента в каждой секции.

Для определения эквивалентного тока резисторов используют данные расчета нагрузочной диаграммы тока двигателя с учетом времени обтекания током рассматриваемой секции и доли тока двигателя, проходящего через каждый элемент (при параллельном соединении элементов). Превышение эквивалентного тока над продолжительным недопустимо. Однако чрезмерный запас выбранных резисторов по нагреву также недопустим, так как влечёт за собой неоправданное завышение числа ящиков резисторов и стоимости установки.

Для каждой ступени пусковой и тормозной схемы в проекте должны бытьприведены значения требуемых и выбранных сопротивлений резисторов и указаны различия между ними.

В графической части проекта приводится схема соединения элементов во всех выбранных ящиках резисторов между собой, соединения с обмотками двигателя и подключения к коммутирующим аппаратам.

14. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проектирования был разработан автоматизированный электропривод грузового лифта, обеспечивающий заданную скорость и ускорение подьема и опускания при повторно-кратковременном режиме работы. Исследованы и проанализированы переходные процессы при различных режимах работы системы.

Спроектированная система удовлетворяет всем поставленным требованиям.

15. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Драчев Г.И. Теория электропривода: Учебное пособие к курсовому проектированию для студентов заочного обучения спец. 180400. 2-е издание, дополненное. – Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2002. – 137 с.

2. Интернет-ресурсы.

Похожие работы

Автоматизированный электропривод грузового лифта

Скачать

48295

3

27

... числа редуктора Расчет передаточного числа редуктора выполняется так, чтобы максимальной скорости рабочего органа механизма соответствовала номи­нальная скорость двигателя. Для привода грузового лифта: Расчет и построение нагрузочной диаграммы двигателя Для проверки предварительно выбранного двигателя по нагреву выполним построение упрощенной нагрузочной диаграммы двигателя (т.е. ...

Разработка электропривода лифта

Скачать

58511

2

27

... более 60 В постоянного тока. Положение этих выключателей должно быть обозначено соответствующими символами или надписями: «Вкл.»; «Откл.».   3. Выбор рода тока и типа электропривода   Электропривод лифта должен удовлетворять следующим требованиям: а) замыкание токоведущих частей электрического устройства привода тормоза (электромагнита и т.п.) на корпус не должно вызывать самопроизвольное ...

Автоматическая система управления процессом передвижения пассажирского лифта

Скачать

48573

1

19

... кабины. Рисунок 4 – Функциональная структура управления 2.3 Определение уровней управления ТП и архитектуры верхнего уровня АСУ Для управления технологическим процессом передвижения пассажирского лифта необходимо наличие трёх уровней управления. Верхний уровень В последнее время наблюдается тенденция к оснащению зданий сложным инженерным и коммуникационным оборудованием. Появляется ...

Проект кондитерской фабрики, вырабатывающей 11,5 тыс. т/год конфет и мармеладных изделий

Скачать

216249

47

1

... и дешевыми для больных сахарным диабетом по сравнению с другими видами мармеладов, особенно импортными [ ]. 5 Мероприятия, направленные на увеличение сроков годности кондитерских изделий В соответствии с ГОСТ Р 51074-97 сроки хранения конфет и мармеладных изделий следующие: Конфеты: Глазированные шоколадной глазурью: - с корпусами из масс пралине, из сбивных масс завернутые 3 мес; - с ...