Разработка электропривода для лебедки-подъёмника (стр. 3 из 5)

Электрическая мощность, забираемая из сети в номинальном режиме:

(11)

Номинальный ток одной фазы:

(12)

Полное сопротивление одной фазы:

(13)

Умножим на Zн все параметры схемы замещения:

Для расчета статических механических характеристик воспользуемся уточненной формулой Клосса:

Закон управления будет заключаться в том, чтобы критический момент оставался постоянным М_к=599Н*м

Параметры рабочих режимов сведены в таблицу 6

Таблица 6

i	1	2	3	4	5	6
ω, рад/с	78,125	7,8125	0	-156,25	-15,625	0
Мпр, Н·м	-410,25	-328,2	-	-451,2	-369,23	-

Будем считать, что для формирования необходимых нам статических характеристик система управления электроприводом реализует закон управления

,

При этом можно записать:

В двигательном режиме двигатель работает при скоростях

и .

Рассчитаем механические характеристики на участках:

1) при w₁=78,125 с^-1

Напряжение на выходе преобразователя:

Частота тока на выходе преобразователя:

;

;

2) при w₂=7,8125 с^-1

Напряжение на выходе преобразователя:

Частота тока на выходе преобразователя:

В тормозном режиме двигатель работает при скоростях

и .

3) при w₄=-156,25 с^-1

Напряжение на выходе преобразователя:

Частота тока на выходе преобразователя:

4) при w₅=-15,625 с^-1

Напряжение на выходе преобразователя:

Частота тока на выходе преобразователя:

6. Расчёт переходных процессов в электроприводе

Произведем линеаризацию характеристик на рабочем участке.

Так как при малом ускорении динамический момент мал, можно рассматривать переходный процесс как для двигателя постоянного тока с независимым возбуждением (с линейной характеристикой).

Ускорение подъёмника общего применения, согласно [2] ограничивают 0,3 м/с². Приведём его к валу двигателя:

Ускорение обеспечивается при помощи задатчика интенсивности.

Рассчитаем данные для построения переходных процессов:

– процесс колебательный

1) Пуск двигателя:

Для простоты построения колебательный процесс заменяем апериодическим, с постоянной времени

2) Снижение скорости движения до

:

3) Торможение двигателя:

4) Пуск двигателя в обратную сторону:

5) Снижение скорости двигателя до

:

6) Остановка двигателя:

7. Проверка выбранного двигателя по нагреву

Тепловые процессы в двигателях в нормальных условиях, благодаря, большой тепловой инерции протекают замедленно, поэтому быстрые изменения нагрузки и, соответственно, тепловыделения фильтруются и зависимость превышения температуры τ(t) сглаживается тем в большей степени, чем меньше время цикла, в сравнении с постоянной времени нагрева Тн двигателя.

Для нашего электропривода условие tц =2,91 мин<<Tн=45 мин и, как выше было отмечено, через некоторое время после начала работы наступает установившийся тепловой режим, при котором превышение температуры колеблется относительно среднего значения τср в узких пределах.

Произведём проверку выбранного двигателя по нагреву, с использованием метода средних потерь, суть которого заключается в вычислении средних потерь двигателя за рабочий цикл и сравнения их с потерями двигателя при работе в номинальном режиме:

(23)

Суммарные потери в асинхронном двигателе:

; (24)

Постоянные потери в номинальном режиме:

(25)

Номинальные потери двигателя определяются как:

(26)

Переменные потери в номинальном режиме, с учетом намагничивающих потерь:

(27)

где

При частотном способе регулирования скорости асинхронного двигателя постоянные потери определяются следующим выражением:

(28)

Считая, что:

, определим постоянные потери в двигателе для каждого интервала рабочего цикла:

Переменные потери:

Ток статора определяется по формуле:

(29)