Электроснабжение и электрооборудование электромеханического цеха металлургического завода (стр. 5 из 7)

Номинальный момент:

М_н=

= =541,73 Нм

Определим коэффициент перегрузочной способности:

λ =

= = 3

Определим критическое скольжение:

s_кр= s_н( λ+√(λ ²-1))

s_кр=0,03(3+√(3²-1))=0,17

Определим номинальное активное сопротивление ротора:

r_2н=

= =2,28 Ом

где U₂ - напряжение ротора, В;

I₂ - ток ротора, А.

Активное сопротивление обмотки ротора:

R_2вт=R_2н∙S_н=2,28∙0,03=0,068 Ом

Найдём суммарное активное сопротивление роторной цепи для каждой ступени:

R₂ =R_2вт+R_2ВШ

где R_2вш - сопротивление реостата в цепи ротора =3,9 R₂ =3,968

Для построения механических характеристик зададимся значениями скольжения от 0 до 1 и подставим в выражение:

М = 2 ∙ М_мах. ∙

,

где а =

= = 0,88

Рассчитаем механическую характеристику механизма подъёма мостового крана.

Механические характеристики производственных механизмов рассчитываются по формуле Бланка, Нм:

М_ст. = М₀ + (М_ст.н - М₀) ∙

,

где М_ст0 - момент сопротивления трения в движущихся частях, Нм;

М_ст.н - момент сопротивления при номинальной скорости, Нм;

- номинальная угловая скорость вращения ротора электродвигателя, рад/с;

-изменяемая угловая скорость вращения ротора электродвигателя, рад/с;

х - показатель степени, который характеризует статический момент при изменении скорости вращения. Для механизмов перемещения и подъёма кранов х = 0. Следовательно:

М_ст. = М_ст.н. =

,

где Р_ст = 65,98 кВт - статическая эквивалентная мощность, пересчитанная на стандартную продолжительность включения, кВт;

- номинальная угловая скорость вращения ротора электродвигателя, рад/с;

М_ст. = М_ст.н. =

= 649,8 Нм.

Построение графика механической характеристики механизма подъёма мостового крана производим на том же графике, где и механическая характеристика выбранного электродвигателя (Рисунок 7.1).

По графику видно, что механическая характеристика механизма подъёма имеет форму прямой линии, из этого следует, что статический момент М_ст не зависит от скорости вращения.

Таблица 8.

Se	We	Мдв
0	104,6	0
0,01	103,5	215,9
0,02	102,5	420,3
0,03	101,4	610,14
0,1	94,14	1448,4
0,17	86,8	1630
0,2	83,68	1611,4
0,3	73,22	1424,6
0,4	62,76	1217,9
0,5	52,3	1046,7
0,6	41,84	911,41
0,7	31,38	804,27
0,8	20,92	718,28
0,9	10,46	648,14
1	0	590

Рисунок 8. Естественные механические характеристики электродвигателя и механизма подъема мостового крана.

IX Расчет и построение графиков переходного процесса при пуске электродвигателя

Целью расчета является построение характеристик зависимости момента и угловой скорости вращения электродвигателя от времени при пуске, а также определение времени переходного процесса.

По реостатным характеристикам (рисунок 8), видно, что электродвигатель можно запустить только по характеристикам 4, 5, 6, поэтому переходной процесс рассчитаем при введенных в цепь ротора сопротивлений r_д4, r_д5 и r_д6.

На рисунке 8 находим установившиеся и начальные значения скоростей на каждой пусковой характеристике.

Таблица 9.1

Характеристика	Установившиеся скорости рад/с	Начальные скорости рад/с
4	= 68	=0
5	=88	=54
6	=97	=82

Определяем электромеханическую постоянную времени для каждой ступени, сек.:

Т_м = J_прив ∙

где J_прив = 1,37 кг/м² - момент инерции электропривода;

w₀ = 104,6 рад/с - угловая скорость идеального холостого хода;

w - начальная скорость;

М₁ = 1385,5 Нм момент пуска.

Т_м = J_прив ∙

= 1,37 ∙ = 0,126 сек;

Т_м = J_прив ∙

= 1,37 ∙ = 0,061 сек;

Т_м = J_прив ∙

= 1,37 ∙ = 0,028сек.

Для каждого интервала скорости рассчитаем соот - ветствующий интервал времени, сек.:

t = Т_м ∙ ln ∙

где М₂ = 779,4 Н м - момент переключения;

М_ст = 649,5 Н м- момент статической нагрузки.

t₁ = 0,126 ∙ In ∙

= 0,217 сек;

t₂ = 0,061 ∙ In ∙

= 0,105 сек;

t₃ = 0,028 ∙ In ∙

= 0,048 сек.

Определим время переходного процесса:

t = t₁ + t₂ + t₃ = 0,217 + 0,105 + 0,048 = 0,37 сек.

Зависимость w=¦(t) для каждой ступени можно рассчитать по уравнению изменения угловой скорости во времени:

w = w_уст. ∙ (1 - е^-t/Tм)+w_нач∙e^-t/Tм,

где w_уст. - установившаяся угловая скорость, рад/с.

Зависимость М=¦(t) для каждой ступени можно рассчитать по уравнению изменения момента во времени:

М = М_уст. ∙ (1 - е^-t/Tм) + М₁ ∙ е^-t/Tм

Результаты расчета занесем в таблицу 9.2 (для rд4), таблицу 9.3 (для rд5) и таблицу 9.4 (для rд6).

Таблица 9.2 - Расчетные данные необходимые для построения графиков зависимостей w=¦(t) и М=¦(t).

Величины	Характеристики при введённых добавочных сопротивлениях
rд4
t, сек.	0	0,07	0,14	0,217
w, рад/с	0	29	45	56
М, Нм	1385,5	1073	893	782

Таблица 9.3 - Расчетные данные необходимые для построения графиков зависимостей w=¦(t) и М=¦(t).

Величины	Характеристики при введённых добавочных сопротивлениях
rд5
t, сек.	0	0,035	0,07	0,105
tнач, сек.	0,217	0,252	0,287	0,322
w, рад/с	55	69	77	82
М, Нм	1385,5	1065	885	782

Таблица 9.4 - Расчетные данные необходимые для построения графиков зависимостей w=¦(t) и М=¦(t).

Величины	Характеристики при введённых добавочных сопротивлениях
rд6
t, сек.	0	0,016	0,032	0,048
tнач, сек.	0,322	0,338	0,354	0,37
w, рад/с	82	88	92	94
М, Нм	1385,5	1067	886	782

По данным таблицы 9.2 строим графики переходного процесса w=¦(t) и М=¦(t), изображенных на рисунке 9.2.

М,Нм w, рад/с

t, сек

Рисунок 9 – График переходного процесса

Х Разработка электрической принципиальной схемы управления и выбор аппаратуры управления, защиты электропривода механизма подъема мостового крана

Целью расчета является выбор магнитного контроллера, контакторов, магнитных пускателей, реле защиты от токов перегрузки, конечных выключателей электропривода, и защитной панели.