Электропривод подъемного механизма крана (стр. 4 из 5)
В.Сопротивление в цепи обратной связи по скорости:
кОм.2.3. Расчет и построение статических характеристик в замкнутой системе.
В замкнутой системе при М<119,37 Нм, уравнение статической характеристики:
При М=Мстоп=119,37 Нм скорость равна:
1/с.2.4. Разработка схемы управления электроприводом.
Схема управления электроприводом выполнена на базе операционных усилителей постоянного тока и включает в себя регулятор тока (АА), регулятор скорости (AR), датчик интенсивности SJ. Тахогенератор BR с делителем напряжения R3 и R1 является датчиком скорости. Сигнал задания формируется в блоке задания. Уровень сигнала задания изменяется потенциометром RP, а его полярность задается с помощью реле KV1 и KV2 (движение вперед и назад). Реле KF – реле обрыва поля.
При включении автоматических выключателей QF, QF1, QF2 подается питание на силовую схему и схему управления. Срабатывает реле KF и замыкает свой главный контакт в схеме управления. При нажатии на кнопку SB1 (Подъем) происходит срабатывание реле KV1, которое замыкает свои контакты в схеме управления и в силовой цепи. Происходит подъем груза. При подъеме груза на максимальную высоту происходит срабатывание SQ2 и двигатель останавливается. Чтобы осуществить спуск груза, необходимо нажать на кнопку SB2 (Спуск). В этом случае срабатывает реле KV2, в силовой цепи и цепи управления срабатывают его контакты. Начинается спуск груза, который продолжается до замыкания конечного выключателя SQ1. Для остановки подъема или опускания груза предусмотрена кнопка SB3 (Тормоз).
Схема управления представлена на рис. 12.
Рис. 12. Статическая характеристика в замкнутой системе.
Выводы по главе 2.
В главе 2 были рассчитаны и построены статические характеристики в разомкнутой системе, а также уточненная нагрузочная диаграмма двигателя за цикл при линейном изменении ЭДС преобразователя. Выбрана структура замкнутой системы – система с подчиненным регулированием координат с настройкой на технический оптимум. Построены статические характеристики электропривода и разработана схема управления.
3. АНАЛИЗ ДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ЗАМКНУТОЙ СИСТЕМЫ.
3.1. Математическое описание электропривода.
Структурная схема электропривода с внешним контуром регулирования скорости и внутренним контуром тока якоря изображена на рис. 13.
Рис. 13. Структурная схема ЭП с подчиненным регулированием параметров.
Пропорциональный регулятор скорости AR и пропорциональный регулятор тока AA формируют управляющие воздействия из сигналов задания Uсз и Uзт и обратных связей Uоси Uот.
Работу электропривода с представленной структурой опишем системой алгебраических и дифференциальных уравнений, принимая во внимание, что коэффициент передачи регулятора скорости и постоянная времени регулятора тока равны соответственно:
; 
. 
где Тзи – постоянная времени задатчика интенсивности;
Uп, Uз – напряжение, коммутируемое с помощью реле в составе задатчика интенсивности, и напряжение задания;
Кос и Кот – коэффициенты усиления цепей обратных связей по контуру и по току;
Rр – сопротивление якорной цепи двигателя.
Данная система уравнений может быть приведена к виду, удобному для моделирования, путем разрешения каждого уравнения относительно первой производной от соответствующей постоянной величины.
3.2. Расчет и построение переходных процессов.
Для построения переходных процессов пуска электропривода в замкнутой системе с подчиненным регулирования координат, используем ЭВМ и программу 20-sim. Для моделирования введем в компьютер схему, представленную на рис. 14.
Параметры для моделирования представлены в приложении 2.
 |
Рис. 14. Схема для расчета переходных процессов пуска в замкнутой системе.
Нагрузочная диаграмма процесса представлена на рис. 15:
Рис.15. Нагрузочная диаграмма двигателя при переходном процессе.
Выводы по главе 3.
В главе 3 проводились исследования динамики замкнутой системы. Было дано математическое описание электропривода и структурная схема. На ее основе с помощью программы 20-sim получены графики переходных процессов пуска в замкнутой системе. Их анализ показал соответствие результатов, полученных на ЭВМ, теоретическим. Учитывалось то, что пуск происходил при скачке задания, а контур настроен на технический оптимум.
4. РАСЧЕТ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОПРИВОДА.
4.1. Построение уточненной нагрузочной диаграммы двигателя за цикл.
Уточненная нагрузочная диаграмма двигателя за цикл при линейном изменении ЭДС рассчитана и построена в главе 2. Диаграмма представлена на рис. 7.
4.2. Проверка двигателя по нагреву и перегрузке по уточненной нагрузочной диаграмме.
Уточненное значение М
может быть определено путем нахождения площади ограниченной графиком М 
(t), построенного на основе уточненной нагрузочной диаграммы.Данный расчет произведен с применением программы MathCad-2000 Pro.
Программу расчета см. приложение 3.
Площадь ограниченная графиком М
(t) при подъеме: 
H 
.Площадь ограниченная графиком М
(t) приспуске: 
.Общая площадь:
.Эквивалентный момент:
Hм.Проверим двигатель по условиям нагрева и допустимой перегрузки:
Мэкв=33,748<Мном=47,747 Нм;
Мmax £2.5*Мном=2.5*47,747=119,368 Нм.
Итак, выбранный двигатель удовлетворяет данным условиям.
4.3. Расчет интегральных энергетических показателей электропривода за цикл работы.
Полезная работа совершенная ЭП за производственный цикл:
,которую можно определить путем нахождения площади, ограниченной графиком зависимости
.Данный расчет произведен с помощью программы Mathcad 2000-Pro.
Программу расчета см. приложение 3.
Дж; 
Дж.Полезная работаза цикл:
= 2.597+1.968=4.565 
Дж.Постоянные потери в двигателе:
,где
- полные номинальные потери, 
-переменные номинальные потери. 
Вт; 
Вт.Постоянные потери:
1536-688.29= 847.85 Вт.Постоянные потери энергии за цикл:
Дж.Переменные потери энергии за цикл:
Дж,где
А.Потери энергии за цикл:
Дж.