Расчёт переходных процессов при движении тележки без груза

3.2 Расчёт переходных процессов при движении тележки без груза

I=Iдв+(I1/100%)Iдв+m(V/wдв)2

где I-момент инерции электропривода, кг*м2

m-масса тележки с грузом, кг

I=0,425+(25/100)*0,425+6000(0,32/800)2=0,53

Рассмотрим переходный процесс при движении тележки без груза по участкам

участок 1`-2`

wнач=0; wуст=w7=-84

Mнач=-M1=14; Mуст=-Mc2=-22,7

Tм1=Iw2/(-M1+M2)

Tм1=0.53*(-47)/(-320+158,7)=0.15

w=(wнач-w7)e-t/Tм1+w7

w=84e-t/0.15-84

M=(-M1+Mc2)e-t/Tм1-Mc2

M=(-320+22,7)e-t/0.15-22,7

Результаты вычислений сводим в таблицу

1 этап разгона

t	0	0,1	0,2
w	0	-40,8	-47
M	-320	-175,3	-158,7

участок 3`-4`

wнач=w2`=-47; wуст=w8`=-88

Mнач=-M1=-320; Mуст=-Mc2=-22,7

Tм2`=I/(w4`-w2`)/(-M1+M2)

Tм2`=0.53(-47)/(-320+158,7)=0.15

w=(w2-w8)e-t/Tм`+w8

w=(-47+88)e-t/0.15-88

M=(-M1+Mc2)e-t/Tм2`-Mc2

M=(-320+22,7)e-t/0.075-22,7

Результаты вычислений сводим в таблицу

11 этап разгона

t	0	0,1	0,06
w	-47	-77,2	-70
M	-320	-101,1	-158,6

участок 5`-6`

wнач=w4`=-70; wуст=w6`=-90

Mнач=-M1=-320; Mуст=-Mc2=-22,7

Tм3`=I/(w6`-w4`)/(-M1+Mc2)

Tм3`=0.53(-90+70)/(-320+22.7)=0.035

w=(w4`-w6`)e-t/Tм3`+w6`

w=(-70+90)e-t/0.035-90

M=(-M1+Mc2)e-t/0.035-Mc2

M=(-320+22,7)e-t/0.035-22,7

Результаты вычислений сводим в таблицу

Выход на естественную характеристику

t	0	0,1	0,2
w	-70	-89,3	-90
M	-320	-33,3	-22,7

участок 5`-6`

wнач=w9`=-90; wуст=w10`=-17

Mнач=M9`=-2; Mуст=-Mc2=-22,7

Tм4`=I/(w9`-w10`)/(-Mc2+M9`)

Tм4`=0.53(-90+17)/(-22.7+2)=1.8

w=(w9`-w10`)e-t/Tм4`+w10`

w=(-90+17)e-t/1.8-17

M=(M9`+Mc2)e-t/Tм4-Mc2

M=(-2+22,7)e-t/1.8-22,7

Результаты вычислений сводим в таблицу

этап торможения

t	0	1	2	3	4	5	6	7
w	-90	-58,9	-41,03	-30,8	-25	-21,5	-19,8	-17,1
M	-2	-10,8	-15,9	-18,8	-20,5	-21,4	-22	-22,7

4.Строим нагрузочные диаграммы для проверки двигателя по нагреву

Движения тележки с грузом

SOAB=1/2AB*OB

SOAB=1/2*(110/60)*0.7=0.64 рад

Lпуск=SОАВ*D/2*ip

где D-диаметр ходовых колёс, м

ip-передаточное отношение редуктора

Lпуск=0,64*0,4/2*0,87=0,15 м

SCFGD=SCKE+SEFGD

SCKE=1/2CE*EK

SEFGD=ED*DG

SEFGD=(16/60)*3+0.8 рад

SCFGD=0.56+0.8=1.36 рад

Lторм г=SCFGD*D/2*ip

Lторм г=1.36*0.4/2*0.87=0.31 м

Lуст.г=L-(Lпуск.г+Lторм г)

Lуст.г=18-(0.15+0.31)=17.54 м

Определяем установившееся время работы при движении тележки с грузом

tуст.г=Lуст.г/V

tуст.г=17.54/0.32=54.8 с

Движение тележки без груза

SOAB=1/2AB*OB

SOAB=1/2(110/60)0.4=0.37 рад

Lпуск.б/г=SOAB*D2*ip

где Lпуск-расстояние, на которое перемещается тележка

во время пуска, м

Lпуск б/г=0,37*0,4/2*0,87=0,08 м

SCDEF=SKDG+SCKFE

SKDG=1/2KD*CE

SKDG=1/2(73/60)*3.6=2.19 рад

SCKFE=CK*CE

SCKFE=(17/60)*7=1.98 рад

SCDEF=2.19+1.98=4.17 рад

Lторм г=SCDFE*D/2*ip

Lторм г=4.17*0.4/2*0.87=0.96 м

Lуст.г=L-(Lпуск.б/г+Lторм б/г)

Lуст.г=18-(0.08+0.96)=16,96

Определяем установившееся время работы при движении тележки без груза

tуст.г=Lуст.б/г/V

tуст.б/г=16,96/0.32=53 с

Проверка двигателя по нагреву осуществляется методом эквивалентного момента, который определяется по нагрузочной диаграмме при работе тележки с грузом и без груза

Мэкв= М i2*ti/ ti<Mном

Мi= (Mнач2+Мнач*Мкон+Мкон2)/3

участок 1-2

Мi= (M12+M1*M2+M22)/3= (3202+320*158.7+158.72)/3=243.84

участок 3-4

Мi= (M12+M1*M2+M22)/3= (3202+320*158.7+158.72)/3=243.84

участок 5-6

Мi= (M12+M1*Mс1+Mс12)/3= (3202+320*128.7+128.72)/3=231.05

участок 9-10

Мi= (M92+M9*Mс1+Mс12)/3= (142+14*128.7+128.72)/3=78,66

Муст=128,7

участок 1`-2`

Мi= ((-M1)2+M1*M2+M22)/3= (3202+320*158.7+158.72)/3=243.84

участок 3`-4`

Мi= (M12+M1*M2+M22)/3= (3202+320*158.7+158.72)/3=243.84

участок 5`-6`

Мi= (M12+M1*Mс2+Mс22)/3= (3202+320*22,7+22,72)/3=191,64

участок 9`-10`

Мi= (M`92+M9`*Mс2+Mс22)/3= (22+2*22.7+22.72)/3=13.72

Муст=22.7

Мэкв= 243,842*0,3+243,842*0,2+231,052*0,2+78,662*3+128,72*54,8+243,842*0,13+

+243,842*0,6+191,642*0,2+13,722*7+22,72*53/119,43=93,59

Мэкв<Мном=133,46 Н*м

Мном*ПВном>Мэкв ПВэкв/ПВном

Мном*ПВном=Рном*ПВном/wном=9500/83,37=113,47 Н*м

Мэкв ПВэкв/ПВном = 93,59 34/40=86,29< Мном*ПВном

Двигатель проходит по нагреву

5.Проектирование релейно-контакторной схемы управления двигателем постоянного тока.

Двигатель должен иметь возможность реверсирования, а так же пускаться (в две ступени) в обоих направлениях. Проектирование осуществляется следующим образом :

а) Для осуществления реверса предусматриваем в силовой схеме подключение якоря электрической машины к сети через замыкающие контакты контакторов направления (КМ1-контакор «вперёд», КМ2-контактор « назад»), включённые в мостовую схему. В зависимости от того , какие контакты (КМ1 или КМ2) замкнуты, меняется полярность подводимого к якорю напряжения, следовательно, меняется направление вращения двигателя.

б) С целью осуществления двухступенчатого пуска включаем последовательно в цепь якоря два добавочных резистора (Rg1 и Rg2).Для коммутации резисторов (при переходе с одной пусковой характеристики на другую) параллельно им устанавливаем замыкающие контакты контакторов ускорения КМ3 и КМ4.

в) В цепи якоря устанавливаем катушку реле КА2 для максимальной токовой защиты и катушку реле нулевого тока КА1 в цепи обмотки возбуждения двигателя ОВ (для контроля за наличием тока в цепи ОВ (или для контроля за снижением этого тока ниже допустимого уровня).

Далее в силовой схеме для управления этой схемой предусматриваем командоконтроллёр. Автоматизация процесса пуска осуществляется в функции времени. Функцию минимальной защиты осуществляет включаемое в схему реле напряжения KV1. В случае снижения напряжения сети ниже допустимого уровня (0,8-0,85 Uном) исчезает напряжение реле KV1 отпадает к своим замыкающим контактом KV1:1 отключает схему управления, что приводит к отключения силовой схемы от сети и к фиксации механизма с помощью технического тормоза, так как катушка электромагнита тормозного устройства КМ5 в этом случае теряет питание.

Повторное включение электропривода в работу после срабатывания любого вида защит возможно только после установки командоконтроллёра в нулевое положение.

Это нулевая блокировка (защита от самозапуска):она исключает опасность самопроизвольного включения привода в работу после устранения неисправностей или восстановления питающего напряжения, если командоконтроллёр остался не в нулевом положении.

В цепи катушек контакторов направления КМ1 и КМ2 введены размыкающие контакты конечных выключателей SQ1 и SQ2, чтобы в случае, когда перемещаемый механизм выходит за допустимые границы перемещения, механизм специальным упором нажимает на рычаг конечного выключателя SQ1 или SQ2.Последний своим размыкающим контактом снимает питание с катушки соответствующего контактора направления, в результате двигатель отключается от сети. Одновременно снимается питание с катушки электромагнитного тормоза КМ5. При этом механизм фиксируется в неподвижном состоянии механическим тормозом.

Для осуществления электрического торможения типа В в схеме предусматриваем последовательное включение двух тормозных резисторов Rт1 и Rт2(для осуществления торможения устанавливаем параллельно резисторам размыкающий контакт КМ6:2, контактора КМ6). Тормозные резисторы устанавливаются в цепи якоря.

Список литературы

1.Чиликин М.Г., Ключев В.И. «Теория автоматизированного электропривода».М.:Энергия.1979

2.Чиликин М.Г., «Общий курс электропривода».М: Энергоиздат 1981

3.Методические указания по курсовому проектированию дисциплины «Автоматизированный электропривод». Бабокин Г.И., г.Новомосковск

4.Яуре А.С., Певзнер Е.М. «Крановой электропривод»