i 5.3]

Выбор алекгродвйгатвля по мощности

Гд < 10 мив; отяосительная продолжительность включения

ПВг100%;

приведенные к ближайшему стандартному значению ПВст = 15, 25, 40, 60 % эквивалентные значения:

Г ПВ 2о/

(5.30)

При выборе двигателя должны соблюдаться условия:

Л*эПВ А1 ПВ ;

воиПВ.

(5.31)

юиПВ яОмПВ.

яомввальные зна-

гдеМ,

чевня момента в мощности даигателя, соответствующие ПВ .

Выбранный дангатель должен также проверяться по условиям (5.27) и (5.28).

МзПвет

Ряс. S.13. к опредедевяю МэПВ РВ работе электропривода в рехаме S3.

В ряде случаев прв большях значеввях ПВ > 70-4-80 % возможен выбор 1вягателя, празначевво1 для режима S1, для которого следует принять ПВ =100%. При эФом выражшня (6.30) преобразуются соответственно в (5.20а) и (5.22а).

S.3.8. Выбор двигателя при pafore в р1акииах S4-S8

Для электроприводов, работающих в ре-жвмах S4 в SS, выбираются давгатеав пред-назиачеввые для реасяма S3. Выбор в этом случае затрудняется тем, что предааритёяьно ючнзя нагрузочная диаграмма для этих режиме не может быть рассчитана, так как заметную долю потерь составляют потери в переходных процессах Последние же hoiyr быть рассчитаны только после выбора двигателя.

На практике поступают следующим образом; во дааграмме статических нагрузок определякпсяЭквивалевтные приведенные мо-мшт. ялн мощность, как и для режима S3. При выборе двкгпедя во каталогу вводится

коэффициент запаса, учитывающий допол-нвтельные потери в переходных процессах. Для выбранного двигателя строится уточнен-ная нагрузочная диаграмма, по которой осуществляется поверочный расчет. Сравнение производится с каталожными данными дли даигателя режима S3.

Весьма специфичным для указанных режимов является вопрос определения допустимой частоты включений АД с коротко-замкнутым ротором; В этом случас выполняется поверочный расчет с целью опреде-левяя допустимой частоты включения (точнее, числа рабочих Щ!хлов) в час

гдв 3600/Ги. (5.32)

Последняя для дангателей режима SI определяется по формуле

ПВ(ДР,.но -АРт)+ 2 off -f РвДРт.но,(100--ПВ)

X(/ + -fAW -burt

Здесь ПВ - относительная продоажв-тепьность вкяюч№ня, бпределяехая для режимов S4 н S5 (по 5.11) н (5.12); АЯ, - мощность тепловых потерь в даигателе, соозг-ветстаующая его номинальному режиму; ДР, - мощность тепловых потерь при ра--боте даигателя с усгашЛившейся скоростью, определяемая статической нагрузкой; - коэффициент ухудшения теплоотдачи неподвижного даВгагели (ш == 0); <, - время пуска в торможении электропривода; AWn. Д - анергия тепловых потерь в двигателе за периода! пуска в торможеиин.

В случае режима S4 в (5.33) следует принять /, == О и Дт = 0.

Jifl дангателей режима S3 номинальная частота включеввй гнои = 6 {Тмм = = 10 мвн). В этом случае

збДРт.

в м ПВ,

APTfp,yf ABa+AWx где ДЯ..оиПВ ~ юпшость тепловых потерь, соответствующая яомяиальноиу ре-Жиму при стандартном значении ПВ , ближайшем и расчетному звзчешоо пвз4 илн nBgj; - время работы аяеетро-привода с установившейся скоростью.

Для некоторых дангателей, даясшо-ших большую частоту вхлючеввй, в Каталогах приводятся зваченяя гвов- В этом случае для режима S4 можно принять;

доп

/дв вей ой -т- ~с-1

2 *7

(6,8

где 3, 2 - соответетвенно момент няер-ции даигателя н суммарный момент ияерпав элеклктрнвода.

для электро!(риводс , работакнцих з режимах S6 и 87, обычно выбираются дангателн режюш S1, Расчет эквивалентных вели-

чин в этом случае выгазлвяется по формулам (5.20а) и (5.22а). Для режима S6 по этим формулам может бьггь осущеетев выбор даигателя, тогда как для режима S7 они используются для проверки выбран11ого даигателя, так как для этого режима расчет я построение достаточно точной нагрузочной диаграммы до выбора даигателя невозможны. Для обоих указанных режимов обязательна провмжа по условиям (S.27) и (5.28).

Дня режима 56 возможен особый случай, когда нагрузка иа валу даигателя носит ударный характер (Мшгр > -~ см. ряс. 5.9). Этот случай рассматривается ниже - см. § S.3.9.

Прн работе влектропривода в режиме S8, как правило, выбиракутся дангателн режима S1. В этом случае предварительно расчет мощности даигателя может быть выполнен по формуле (5.20а) или (5.22а). При выборе же его по мощности следует ввести коэффициент запаса, учитывающий спедвфику регуляровавия скорости электропривода, ухудшеяне условий охлаждения при снижении скорости, данамическве яа-трузки при переходе от одаой ступени скорости к другой. После выбора даигателя строится уточненная нагрузочная диаграмма, для которой по формуле (5.186) яли (5.206) находятся эквивалентные за цикл значения тока или момента.

5.3.0. Выбор аяектродангатедя ври ударной нагрузке

Большое число производственных механизмов характеривуетея ударной нагрузкой на валу, когда момент статнчес)Н)й иагруаки резко увеличивается, а затем снижается до момента холостого хода. К механизмам указанного типа могут быть отнесены ковочные машины, прессы, некоторые прокатные - станы, поршневые насосы, компрессоры и т. п. Эпектропривод в этом случае работает в режиме 56.

Простейший график статического момента прн ударном характере нагрузки приведан

Рас. 6.14. Диаграммы статического момента (О, угло-воа скорости (0 (О и момента М (f) црвга-тедя при ударном нз-мевеини нагрузки.

иа рис. 8.14. Если бы электропривод соответствующего механизма не обладал инер-двоииостью, то момент и сжфость двигатели изменялись бы в полном соответствии с его механиздской характеристикой.

Одаако любой электропривок обладает щциокностью. Полагая характеристики двигателя линейными и пренебрегая электро-

магнитными переходными проаескамя, можно записать законы изменения момента скорости даигателя:

в период холостого хода механизма

t/T

®х = ®х, уст + иач- Ох. уст) в } Мх = Л4со+(Л4х, ма,-Д: ) е-в пнод приложения нагрузки

Ор = 0 р. уст + (< р. мач- р. уст) е ;

МрМс. H-f (Мр. нач-Мс.)

При периодическом изневшии нагрузки для периода, отдаленного от начала рабо

Мтах = Мх. иач = Щ (tp); Mmia = Afр, иач == Mi (e);

l-rVm

Анализ STOFo выражении покашшает, что значение М уменьшается с pocTtm Т,

Обычно в электроприводах, работающих с ударной нагрузкой, на валу даигателя устанавливается дополнительный маховик, который берет на себя часть нагрузки при резком ее возрастании. Происходит это вследствие снижения скороста электропривода во время пика нагрузки, благодаря чему часть кинетической энергии, запасав-ной махсжиком, передается на вал электропривода.

В период снижения нагрузки, когда скорость электропривода возрастет, запас кинетической энергии маховика вновь возрастет; двигатель прн этом несет нагрузку большую, чем Alee-

Ударная вгрувка, шзывая колебания момента и тока даигателя, приводит также к увеличению переменных потерь в дангателе и сетн, поскольку эти потерн пропорюо-нальны квадрату тока. Выравнивание графика нагрузки ведет к снижению этих потерь.

Нагрузочная диаграмма при ударной нагрузке двигателя представляется ошршо несколько более сложной, чем привеага[иая на рис. S.14. Так, для нескольких пропусков металла через рабочие валки прокатного стана нагрузочная диаграмма его даигателя представляется графиком, изображек-аым иа рис. S.1S.

Во всех случаях общий принцип совместного выбора даигателя и махоанка для механизмов с ударным характером нагрувж заключается в тйм, что кинетическая эи-гия маховика к началу нового цикла должна оставаться неизменной, а скорость даигателя постоянной и раввой сосо- В процессе прохождения пиков нагрузки во вршя цикла маховик отдает энергию на вал (ва рис 5.15 соответствует плсяцади заштрих(№анных участков со знаком %- ), а в период холостого

§ 6.1]

Принципы управления ревисторными власгроприводаш

хода, т. е. с увеличением скорости, запасает ее (площадь заштрихованных участков со знаком + ). Энергия, отданная маховиком за цикл, должна быть равна энергии, вновь накоплеиной маховиком. Если это условие не соблюдается, то в последующие периоды начальная скорость цикла ие будет оставаться постоянной, двигатель прн этом будет перегружен либо выбран завышенной мощности.

.М,Ш cq(t)

момент инерции электропривода

Рнс. 5.15. Диаграммы М, <а я М при ударном измеиенни нагрузки.

Один ИЗ наиболее простых методов совместного предварительного выбора двигателя и маховика заключается в том, что нз всего рабочего цикла рассматривается лишь наиболее тяжелый период загрузки двигателя. На рис. 5.15 Он определяется временем t. Указанный период характеризуется максимальным статическим моментом Мстах> моментом который развивает двигатель в конце периода Щ, и начальным моментом двигателя Мсо- Дяя упрощения предварительных расчетов обычно полагают Л1 Af..

Для приведенного графика, считая, что при двигатель должен работать с максимальной перегрузкой, можно записать:

где Мной - номинальный момент даигателя; к - коэффициент перегрузки.

Учитывая, что постоянная времени 3/=3 Z%aoJ o находим

< oShoh Ш дТ ГЛлГ стаж-ЛЛа,

. (5.36)

стаж-лицон

Момент инерции маховикв находится нз выражения

м=2-пр,н дв.

где /дв - момент инерции электродангателя; .пр. мех - приведенный к валу двигателя момент ниерцин механизма. После соответствующего механического расчета маховика необходимо провести проверку правильности выбора двигателя и маховика, для чего строятся графики момента и скорости за цикл, аналогичные приведенным на рнс. 5.15. Критерием правильности выбора служат условия:

нач, ц = Лкои, п} ®иач, ц - ной, ц-

Для предаарнтельно выбранного двигателя строится нагрузочная диаграмма и производатсн его проверка по формуле (5.20а) или (5.22а).

Из (5.36) следует, что момент инерции маховика может быть снижен прн увеличении скольжения двигателя Здон- Этим положением часто пользуются, выбирая соответственно двигатели с повышенным скольжением. Возможно и еще одао техническое решение вопроса о повышении скольжения даигателя: при прохождении участков с резким возрастанием нагрузки в роторную цепь даигателя вводится дополнительное сопротивление, что увелнчниает скольжение. На участках с малой нагрузкой сопротивление выводатси и дангатель работает с малым скольжением и высокой скоростью. Процесс регулнргаания сопропгаления роторной цепи выполняется регуляторами скольжения.

Список литературы

- 6.1. См. [1.11.

6.2. П1мшяла устройства электроуставовок (ПУЭ-7в). Разд. V. Электросиловые уставовки. - М.: Атомвздат, 1977. - 49 с.

5.3. Праввла устройства электроустановок (ПУЭ-76). Разд. VII. Электрооборудование специальных установок. - М.: Атомнат, 1980. -

5.4. Правила ваготовлевня варыво8аоц1Щен-ного и рудничного электрооборудоваяня. - М.~ Энергия, 1969. - 223 с.

1 = Шк

Раздел шествй ПРИНЦИПЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛEKTPOПPИBOДAjVHI

6.1. ПРИНЦИПЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ СКОРОСТЬЮ И МОМЕНТОМ РБЗИСТОРНЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ

Широкое распространение во всех отраслях промышленности получили резнсториые электроприводы с питанием электрических двигателей от сети с неизменным напряжением. Структура таких электроприводов приведена на рис. 6.1. Подключение обмоток

7 Заказ 434

двигателей А! к питакяцей сети производит силовое устройство Q, получающее команды от управляющего устройства А. Командаое устройство S в таких электроприводах обеспечивает команду на начало процессов пуска, реверса и остановки двигателя и определяет значение установившейся скорости двигателя. Устройства обратной связи обеспечивают контроль работы рабочей машины по положению ее исподянтельаоко орсаиа {&!)