Проект автоматизированного электропривода грузового лифта (стр. 6 из 7)
Базовая постоянная задатчика интенсивности:
Механическая постоянная времени:
Из полученных соотношений видно, что при различных моментах инерции J, величина TЗИ = const (см. рисунок 8).
Рисунок 11 - К расчету параметров задатчика интенсивности
11. РАСЧЕТ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ И ПОСТРОЕНИЕ НАГРУЗОЧНЫХ ДИАГРАММ
11.1 Переходные процессы в двигателе
Переходные процессы электропривода возникают при изменении управляющих и возмущающих воздействий.
Расчёт переходных режимов необходим для:
– определения времени и характера их протекания;
– оценки их соответствия требованиям технологического процесса рабочего органа;
– оценки механических и электрических перегрузок;
– правильного выбора мощности двигателей, преобразователей и аппаратуры управления.
Нагрузочные диаграммы, построенные для переходных и установившихся режимов работы электропривода, дают возможность проверить выбранный двигатель по условиям заданной производительности, по нагреву, кратковременной перегрузке и условиям пуска. Они используются также для проверки по нагреву пусковых и тормозных резисторов, для проверки по допускаемым нагрузкам – тиристорных преобразователей.
Переходный процесс в механической части электропривода с идеально жесткими связями.
Расчёт нагрузочных диаграмм при пуске, торможении:
(при постоянном моменте инерции J) и уравнения механической характеристики двигателя
При питании от тиристорных преобразователей, когда переходные процессы формируются задатчиком интенсивности
где ω0нач–скорость холостого хода в начале переходного процесса при t = 0.
Жесткость механической характеристики электропривода
Движение без груза:
Электромеханическая постоянная времени электропривода
Переходный процесс ω(t) представлен на рисунке 12.
Рисунок 12 - Переходный процесс ω(t)
Переходный процесс М(t) представлен на рисунке 13.
Рисунок 13 - Переходный процесс М(t)
Движение с грузом.
Переходный процесс ω(t) представлен на рисунке14.
Рисунок 14 - Переходный процесс ω(t)
Переходный процесс М(t) представлен на рисунке 15.
Рисунок 15 - Переходный процесс М(t)
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
11.3 Электромеханический переходный процесс
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: