Разработка электропривода для лебедки-подъёмника (стр. 2 из 5)
2.
4.
5.
Мощность на каждом участке [1. стр. 9., (1,1)]:
(4)1.
2.
4.
5.
Приведение момента к валу двигателя сведено в таблицу 5.
Таблица 5
| i | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| t, c | 10 | 100 | 5 | 5 | 50 | 5 |
| F, кН | -50 | -40 | - | -55 | -45 | - |
| Мпр, Н·м | -410,25 | -328,2 | - | -451,2 | -369,23 | - |
| Рпр, кВт | 32 | 2,6 | - | 70,5 | 5,8 | - |
3. Предварительный выбор мощности электродвигателя и его параметров
Выбор электродвигателя производится из условий эксплуатации и требований, предъявляемых к системе. В крановых приводах используются асинхронные двигатели переменного тока серии 4А. Электродвигатели серии 4А применяют для привода механизмов подъёма и передвижения электрических талей. В связи с тяжёлыми условиями эксплуатации применяют двигатели со степенью защиты IP44.
Та как в данном электроприводе нагрузка на валу двигателя меняется в достаточно широких пределах, произведём выбор электродвигателя по эквивалентному моменту [3. стр. 189 (5,22а; 5,22б)]:
(5)Исходя из условия, что
Так как выбранный таким образом двигатель P=55кВт подходит по моменту, но не подходит по условиям нагрева.
Выбираем двигатель [4, стр. 29. таб. 2,1] серии 4А200М4У3 со следующими параметрами:
- номинальная мощность
- номинальный момент
- номинальная частота вращения
- номинальный ток двигателя
- число пар полюсов
- номинальная величина скольжения
- номинальное напряжение сети
- коэффициент полезного действия
- коэффициент активной мощности
- перегрузочная способность
- кратность пускового момента
- кратность пускового тока
- момент инерции ротора:
– исполнение двигателя: IP44
– класс изоляции: F
C учётом передачи барабан – редуктор JΣ=0.481
Определим номинальный момент двигателя:
(6)4. Разработка схемы и выбор силовой цепи
В качестве системы ПЧИ-АД выберем [3] систему: неуправляемый выпрямитель – автономный инвертор напряжения – асинхронный двигатель (НВ-АИН-АД).
Рисунок 6 – Схема принципиальная ПЧИ-АД
Выбираем в качестве выпрямителя три диодных модуля RM100CA/C1A-XXFс параметрами:
– средний ток в открытом состоянии 100А;
– импульс обратного напряжения 600 В.
Выбор силового модуля на IGBT транзисторах осуществим исходя из условия:
В качестве IGBT модуля используем CM300HA-12Hс параметрами: I=300А, U= 600В.
Расчет параметров емкостного фильтра выполним на основе рекомендаций, изложенных в справочнике.
Емкость конденсатора С определим по формуле:
(7)где
=2;q-коэффициент пульсаций выпрямленного напряжения (для трехфазного неуправляемого выпрямителя q=0.1);
В качестве
принимаем 
Таким образом:
Рабочее напряжение конденсатора определяется как:
Значение емкости, выберем с некоторым запасом, чтобы пропустить значительные токи, возникающие при гашении инвертора.
Исходя из вышеизложенных соображений, выберем необходимый конденсатор К50–12:
– номинальная ёмкость
– номинальное напряжение
На основании литературных источников известно, что в общем случае рекуперативное торможение эффективно при мощности двигателя больше 30 кВт.
При меньшей мощности используется резистивное торможение, где энергия торможения, превышающая потери энергии в двигателе и инверторе, рассеивается в тормозном сопротивлении, включаемом через коммутируемый транзистор на шины промежуточного звена постоянного тока.
С помощью управления тормозным транзистором VT поддерживается заданный уровень напряжения в звене постоянного тока.
При торможении кинетическая энергия, освобождаемая инерционными массами электропривода при снижении скорости, рассеивается в виде потерь в АД, АИН и тормозном сопротивлении Rт:
(8)где J, ω – момент инерции электропривода и угловая скорость АД,
Iт – ток в тормозном сопротивлении Rт,
, 
– потери мощности в АД и АИН.Выполним расчет величины тормозного сопротивления без учета потерь мощности в АД и АИН, считая, что вся запасенная кинетическая энергия выделяется в виде тепла на сопротивлении Rт.
Величину тормозного тока Iт определим из соотношения:
(9)Интегрируя левую часть уравнения (8), получим:
Интегрируя правую часть уравнения (8) с учетом (9), получим:
(10)Подставим уравнения (8) и (10) в уравнение (8):
Аппараты защиты.
Защита необходима для ликвидации аварийных ситуаций (коротких замыканий, перегрузок) недопустимых с точки зрения нормальной работы вентилей и двигателя.
Выбор автоматического выключателя для цепи переменного тока (перед выпрямителем):
По справочнику [7] выбираем автомат А3110 со следующими параметрами:
– номинальный ток
– ток установки расцепителя
– номинальное напряжение
Для защиты полупроводниковых приборов используют быстродействующие предохранители, выбираем их из следующих условий:
. Так как 
диода больше чем ток 
, то целесообразно записать: 
.По справочнику [7] выбираем предохранители ПР-2–60:
- предельный ток
- номинальный ток
5. Расчет статических характеристик электропривода
Пересчитаем параметры обмоток асинхронного двигателя из относительных единиц в абсолютные: