Электропривод литейного крана по схеме "Преобразователь частоты – асинхронный короткозамкнутый двигатель" (стр. 6 из 7)
Рассчитаем теперь переходный процесс спуска груза.
Для осуществления спуска груза предварительно меняют чередование напряжения, подаваемого в статор двигателя. Это приведёт к тому, что двигатель начнёт разгон в 3 квадранте.
Рисунок 8.2 – График изменения момента и скорости при рекуперативном торможении
Пусковой момент:
.Таким образом, допустимое угловое ускорение:
.Условие
выполняется.Так как действует условие
, то синхронная скорость в этом случае будет равна: 
Время первого этапа равно:
Разгон двигателя можно разделить на 2 периода:
1. Первый период – момент экспоненциально увеличивается до
, скорость увеличивается линейно.Время первого этапа равно:
Момент двигателя:
.Скорость:
.Начальные и конечные значения скорости и момента:
, 
, 
, 
.2. Второй период – разгон по искусственной характеристики до установившихся значений скорости выше синхронной и момента. Длительность периода -
.Момент двигателя:
.Скорость двигателя:
.Начальные и конечные значения скорости и момента:
, 
, 
, 
.Полное время разгона:
По полученным значениям построим график изменения момента и скорости при разгоне.
Рисунок 8.3 – График изменения момента и скорости при пуске (режим спуска груза)
Б) Рекуперативное торможение.
При переводе двигателя в режим рекуперативного торможения изменится допустимое угловое ускорение:
.Выполняется условие
.Торможение делится на 2 периода:
1. Момент экспоненциально увеличивается до
, скорость уменьшается линейно.Длительность периода:
.Момент двигателя:
.Скорость двигателя:
Начальные и конечные значения скорости и момента:
, 
, 
, 
.2. Момент и скорость уменьшаются до 0 на характеристики динамического торможения.
Длительность периода -
.Момент двигателя:
.Скорость двигателя:
.Начальные и конечные значения скорости и момента:
, 
, 
, 
.Полное время торможения:
.На основании расчётов построим график изменения скорости и момента при торможении.
Рисунок 8.4 – График изменения момента и скорости при рекуперативном торможении (режим спуска груза)
После расчёта переходного процесса можно построить тахограмму и нагрузочную диаграмму двигателя.Рисунок 8.5 – Тахограмма двигателя
Рисунок 8.6 – Нагрузочная диаграмма двигателя
9. ПРОВЕРКА ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ВЫБРАННОГО ДВИГАТЕЛЯ ПО НАГРЕВУ И ПЕРЕГРУЗКЕ
Для проверки двигателя по нагреву воспользуемся методом эквивалентного нагрева:
Эквивалентный приведённый момент двигателя:
Номинальный момент двигателя:
Соотношение
соблюдается, следовательно, перегрева двигателя выше допустимого значения не происходит.Для проверки двигателя на перегрузочную способность воспользуемся следующим соотношением:
.Максимальный статический момент:
.Критический момент:
.Критический момент при снижении на 10% напряжения:
.Таким образом, видно, что соотношение выполняется. Это значит, что при максимальном статическом моменте на валу перегрузочная способность сохранится даже при снижении напряжения на 10%.
10. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КПД ЭЛЕКТРОПРИВОДА ЗА ЦИКЛ РАБОТЫ
КПД электропривода можно рассчитать по формуле:
,где
- кпд двигателя за период работы, 
- кпд редуктора за период работы, 
- кпд преобразователя.Для определения кпд двигателя за период работы необходимо рассчитать следующие величины:
Номинальные полные потери в двигателе:
.Номинальные переменные потери в двигателе:
.Номинальные постоянные потери в двигателе:
.Переменные потери в двигателе при различных моментах на валу двигателя:
, 
, 
, 
.Кпд двигателя за цикл работы:
.Тогда кпд привода за цикл работы:
.11. РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА, ОПИСАНИЕ ЕЁ РАБОТЫ
Принципиальная электрическая схема электропривода приведена в графической части
Описание схемы
Схема представляет собой систему управления привода по схеме «Тиристорный преобразователь частоты – Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором». Преобразователь частоты питается от сети напряжением 380 В. Схема управления питается от напряжения в 220 В через понижающий трансформатор и выпрямительный диодный мост.