Перечень принятых сокращений и обозначений

ПЕРЕЧЕНЬ ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ

ЭППТ – электропривод постоянного тока;

ДПТНВ - двигатель постоянного тока независимого возбуждения;

ДПТПВ - двигатель постоянного тока последовательного возбуждения;

ИОРМ - исполнительный орган рабочей машины;

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru - электромеханическая характеристика привода;

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru - механическая характеристика привода;

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru - коэффициент ЭДС (момента) двигателя постоянного тока неза-

висимого возбуждения;

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru - номинальный магнитный поток двигателя, Вб;

ОВД - обмотка возбуждения двигателя;

S - скольжение асинхронного двигателя;

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru , перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru - действительный приведенный токи ротора и токи статора двигателя, А;

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru - электромеханическая и механическая характеристики асинхронного привода

АДФР АДКЗР – асинхронные двигатели с фазным и короткозамкнутым ротором;

Г-Д - электропривод постоянного тока системы генератор-двигатель;

ГПТНВ - генератор постоянного тока независимого возбуждения;

И.Х.Х. – режим идеального холостого хода;

ТП-Д - электропривода постоянного тока системы тиристорный преобразователь-

двигатель;

ЗПТ - зона прерывистых токов;

ТПЧ-Д - электропривода переменного тока системы тиристорный преобразователь

частоты-асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.

ОЖМС - одномассовая жесткая механическая система;

ДУМС - двухмассовая упругая механическая система;

МУЭП - механическая часть электропривода;

ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Ключев В.И. Теория электропривода. – М.: Энергоатомиздат, 1985.-560 с.

2. Справочник по электрическим машинам. -– М.: Энергоатомиздат, 1988,том 1.-455 с. Под общей ред. Копылова И.П. и др.

3. Справочник по электрическим машинам. -– М.: Энергоатомиздат, 1988,том 2.-688 с. Под общей ред. Копылова И.П. и др.

4. Вешеневский С.Н. Характеристики двигателей в электроприводе. –М.: Энергия, 1977.-431 с.

5. Электротехнический справочник . –М.: Энергоатомиздат, 1988, том 3, кн.2.-615 с.

6. Сыромятников И.А. Режимы работы асинхронных и синхронных двигателей. – М.: Энергоатомиздат, 1984.-240 с.

7. Справочник по автоматизированному электроприводу. - М.: Энергоатомиздат, 1983.-616 с.

8. Ильинский Н.Ф. и др. Энергосбережение в электроприводе. - М. :Высшая школа, 1989, -126 с.

9. Яуре А.Г., Певзнер Е.М. Крановый электропривод. Справочник.- М.: Энергоатомиздат, 1988.-344 с.

10. Комплектные тиристорные электроприводы. Справочник. – М.: Энергоатомиздат, 1988. –318 с. Под ред. Перельмутера В.М.

11. Справочник по проектированию автоматизированного электропривода и систем управления технологическими процессами. – М.: Энергоатомиздат, 1982.-416 с. Под ред. Круповича В.И. и др.

12. Ключев В. И. Выбор электродвигателей для производственных механизмов.- М.: Энергия, 1974. –95 с.

13. Чиликин М.Г., Ключев В.И., Сандлер А.С. Теория автоматизированного электропривода.- М.: Энергия, 1979. –615 с.

14. Чиликин М.Г., Соколов М.М., Терехов В. М., Шимянский А.В. Основы автоматизированного электропривода. -М.: Энергия, 1974. –567 с.

15. Столбов Б.М., Мазунин Н.Т. Теория электропривода. Задания на курсовой проект и методические указания по его выполнению. –Пермь, 1993.-98 с.

16. Преобразователи частоты серии ТТП(Е)1. Журнал. "Промышленная энергетика", №6, 1992г.

17. Справочник "Асинхронные двагатели серии 4А" -М.: Энергоиздат, 1982.-504 с. Под ред. Кравчик А.Э., Шлаф М.М., Афонин В.И., Соболенская Е.А.

18. Арменский Е.В. и др. Автоматизированный электропривод, 1987.-130 с.

19. Чернов Е.А., Кузмин В.П., Синичкин С.Г. Электроприводы подач станков с ЧПУ. Справочное пособие, 1986.

20. Чернов Е.А., Кузмин В.П. Комплектные электроприводы станков с ЧПУ, 1989. Справочник (621.9 Ч-493).

21. Комплектные тиристорные электроприводы серии ЭКТ2-А. Журнал "Промышленная энергетика", №5, 1991 г.

Тема 1.МЕТОДИКА СИНТЕЗА РАСЧЕТНЫХ СХЕМ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА.

Под механической частью электропривода (МЧЭП)понимается совокупность вращающихся и поступательно движущихся частей механической части двигателя (МУД), механического передаточного устройства (МПУ) и исполнительного органа рабочей машины (ИОРМ). Функциональная схема МЧЭП приведена на рис.1.1.

 
  перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

Рис. 1.1. Функциональная схема МЧЭП.

На рис. 1.1. приняты обозначения:

М,ММ - электромагнитный момент двигателя и момент сопротивления на валу ИОРМ, Н*м;

FМ – сила сопротивления механизма при поступательном движении ИОРМ, Н;

JД, JМ – моменты инерции двигателя и ИОРМ, кг*м2 ;

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru - угловые частоты вращения валов двигателя и механизма, 1/с;

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru - передаточное число и КПД передаточного устройства.

К параметрам механической части электропривода относятся моменты и силы статического сопротивления, момента инерции, линейные и угловые перемещения, жесткости упругих элементов, поступательно движущихся массы. Поскольку во многих практических случаях рабочие органы механизмов связаны с приводным двигателем не непосредственно, а через промежуточные передачи, при расчетах механической части электропривода с использованием уравнений движения момента статического сопротивления, моменты инерции и другие параметры необходимо приводить к одной расчетной скорости, как правило, к угловой скорости приводного двигателя. Известными должны быть кинематическая схема механической части электропривода и ее фактические параметры.

Хотя приведенные к расчетной скорости каждого из параметров механической части электропривода и не представляет сложности, тем не менее могут возникнуть затруднения в случае, когда известны не передаточные отношения между отдельными элементами кинематической схемы, а число зубцов или известны только геометрические размеры элементов. Поэтому методика расчета приведенных параметров рассмотрим на примере кинематической схемы (рис.2.1), содержащие как вращающиеся, так и поступательно движущиеся элементы.

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

Рис. 2.1. Кинематическая схема МЧЭП подъемного устройства.

Известными являются следующие параметры кинематической схемы:

a) момент инерции двигателя JД, кг*м2;

b) момент инерции барабана JБ кг*м2;

c) момент статического сопротивления механизма ММ, Н*м;

d) масса т (кг) и линейная скорость V(м/c) поступательно движущегося элемента;

e) жесткости валов перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru Нм;

f) жесткость 1 м каната СК, Н;

g) длина каната lK, м в нижнем положении груза;

h) диаметр барабана ДБ, м;

i) число зубцов шестерен редуктора перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru ;

j) КПД редуктора hП.

Требуется определить приведенные к расчетной скорости:

1) Момент статического сопротивления механизма М 'С;

2) Суммарный момент инерции электропривода J;

3) Эквивалентную жесткость системы СЭ.

Порядок синтеза расчетной схемы

1) Поскольку передаточное отношение непосредственно не известно, его можно определить по соотношению числа зубцов шестерен редуктора

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru i перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

Передаточное отношение между валом двигателя и валом барабана механизма будет равно произведению перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

2) Момент статического сопротивления механизма, приведенные к расчетной скорости (валу двигателя), найдется в случае подъема груза как (двигательный режим работы ЭП)

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru (1.1)

В случае силового спуска груза выражение перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru будет таким же.

Если спуск груза тормозной, приведенный момент сопротивления определяется по выражению (тормозной режим работы ЭП)

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

Если момент ММ не задан, его можно найти как перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru , где перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru (Н)

3) Суммарный момент инерции системы, приведенный к валу двигателя, с учетом инерционных масс редуктора и наличии поступательно движущихся массы определяется формуле:

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru (кг*м2), (2.1)

где перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru - коэффициент, учитывающий инерционность вращающихся частей редуктора;

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru - радиус приведения, который определяется по соотношению линейной скорости поступательного движущегося элемента и угловой скорости двигателя: перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

Значение КПД механической передачи зависит от коэффициента её загрузки по мощности (моменту) и определяется по формуле (12):

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru ,

где перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru - номинальный КПД передачи;

КЗ – коэффициент загрузки механической передачи со стороны тихоходного вала;

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru ,

где РМЕХ.П., ММЕХ.П. – фактические значения мощности и момента, передаваемые через механическую передачу.

Если линейная скорость поступательно движущегося элемента, например каната, неизвестна, r можно найти, выразив его через радиус элемента, на который наматывается канат. В этом случае:

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru (М/с); перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru (1/с); перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru ;

Следовательно, перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

Отсюда перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru ;

4) Для определения эквивалентной жесткости системы необходимо сначала найти приведенные жесткости всех упругих элементов. Для вращающихся элементов, подвергающихся скручиванию, они находятся по формуле

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru (Н*м)

Сi – действительная жесткость при скручивании вала.

В данном примере

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru (Н*м)

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

В случае необходимости действительную жесткость (например перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru ) вала можно рассчитать по формуле:

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru (Н*м),

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru где G – модуль упругости при сдвиге, Па (например, для стали перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru ); Па=Н/м2

JР – полярный момент инерции, м4;

l – длина вала, м.

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

где R,d – радиус и диаметр вала, м.

Ориентировочные значения жесткостей валов в промышленных электроприводах (1):

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru . перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

Для элементов, подвергающихся деформации сжатия или растяжения, приведенная жесткость определяется по формуле:

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru ,

где r - радиус приведения; Сi – действительная жесткость.

Для канатов приведенная жесткость определяется на единицу длины.

Ориентировочная зависимость жесткостей тросов, канатов разных подъемных установок (1):

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru ,Н. перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

Приведенная жесткость каната определиться как

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru (Н/м)

Жесткость каната (стержня) при растяжении и сжатие:

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru (Н/м)

S – площадь сечения, м2

Е – модуль упругости, Па (Е= перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru Па)

l – длина, м.

Проводить жесткость вала двигателя к расчетной скорости, за которую принята скорость этого вала, не требуется. Она равна действительной жесткости этого вала.

Для определения приведенной жесткости всей системы элементов, подвергающихся деформации скручивания и растяжения, необходимо просуммировать найденные приведенные жесткости элементов с учетом способа их соединения – последовательное или параллельное. При параллельном соединении элементов результирующая жесткость равна сумме.

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

При последовательном соединении результирующая приведенная жесткость определяется из соотношения:

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

В данном примере жесткости перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru соединены последовательно, а жесткости перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru - параллельно. Поэтому

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru ; перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

Эквивалентная жесткость всей системы, в которой приведенные жесткости теперь соединены последовательно, как изображено на рис. 3.1.

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru или перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

 
  перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

Рис. 3.1. Эквивалентная схема соединения приведенных жестокостей.

Таким образом формула для определения СЭ будет выглядеть:

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

!

Если требуется получить расчетную схему механической части электропривода с учетом жестокостей упругих элементов и свести её к двухмассовой схеме необходимо, проанализировать какие упругие элементы можно считать абсолютно жесткими, а жесткостью каких элементов пренебрегать нельзя. Инерционные массы элементов, которые будут сочтены абсолютно жесткими, следует просуммировать и получить 2 инерционные массы, между которыми жесткостью пренебрегать нельзя. В результате будет полученная 2-х массовая расчетная схема.

Если, например, в рассмотренной выше кинематической схеме в результате расчетов жесткость перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru окажется значительно меньше (по меньше мере на порядок) эквивалентной жесткости последовательно соединенных жесткостей перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru , то этой эквивалентной (большей) жесткостью можно пренебречь и расчетная схема механической части электропривода будет представлена в виде рис. 4.1., где 1-я инерционная масса J1, включает в себя момент инерции двигателя, редуктора и барабана, а 2-й инерционной массой J2 является момент инерции груза перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru .

 
  перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

Рис. 4.1. Расчетная схема двухмассовой упругой механической системы (ДУМС)

В этой схеме:

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru ; перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

Математическое описание (уравнение движения)

ДУМС:

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

где j1,j2 – углы поворота валов первой и второй масс.

МУ – момент упругого сопротивления.

Ниже в табличном виде приведены формулы, используемые при синтезе расчетных схем МУЭП(7)

№ п/п Приведение от вращательного к вращательному движению Приведение от поступательного к вращательному движению Приведение от вращательного к поступательному движению
перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru
перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru
перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru
перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru
перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru
перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

Примечание:

1. В таблице применены общепринятые обозначения величин при вращательном и поступательном движении.

2. Индекс «К» соответствует вращательному, индекс «g» - поступательному движению.

3. Принято, что КПД передач перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

Пример синтеза упругих механических систем

На рис. 5.1. приведена кинематическая схема МЧЭП подъемного устройства.

 
  перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

Рис. 5.1. Кинематическая схема МЧЭП подъемного устройства.

Дано:

- скорость вращения 1-го вала перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru 1/с

- момент инерции 1-го вала перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru кг*м2

- момент инерции 2-го вала перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru кг*м2

- передаточное число МПУ i=10

- линейная скорость груза V=2.6 м/c

- диаметр каната ДК=19 мм

- сечение каната SК=1,5 см2 (1,5 * 10-4 м2)

- длина каната lК=100м

- диаметр 1-го вала Д1=75 мм, длина l1=300 мм

- диаметр 2-го вала Д2=100 мм, длина l2=400 мм

- радиус барабана RБ=0,25 м

- масса груза m=3000 кг

- масса каната принята сосредоточенной в центре тяжести поднимаемого груза

- результирующий КПД передач hП=0,95

РЕШЕНИЕ:

Коэффициент жесткости 1-го вала:

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru Нм/рад

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru где G=8,3*1010 Па Па = Н/м2

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru - полярный момент инерции вала, м4.

d1 – диаметр вала, м

Коэффициент жесткости 2-го вала:

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru Н*м/рад

Коэффициент жесткости каната

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru Н/м

где перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru (Н/м2) – модуль упругости каната

SK – сечение каната, м2

Приведенные к валу двигателя жесткости:

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru Н*м/рад ( Н.м)

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru Н*м/рад

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru Нм/рад

Жесткости С1.ПР и С2.ПР включены последовательно, поэтому их эквивалентная жесткость:

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

Приведенный момент инерции барабана (второго вала):

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru кг*м2

Приведенный момент инерции груза:

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru кг*м2

Момент статического сопротивления МС на валу двигателя:

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru Н*м

Тогда расчетная схема МЧЭП (трехмассовая упругая система)

 
  перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

Уравнения движения 3-х массовой системы:

(матем. описание)

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

Математическое описание в операторной форме и структурная схема приведены в (1, с 47)

2) Синтез двухмассовой системы.

Пусть перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru , перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru ;

Тогда расчетная схема выглядит:

 
  перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

Математическое описание в дифференциальной форме:

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru кг*м2

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru Математическое описание в операторной форме и структурная схема (1,с. 49)

3)Одномассовая расчетная схема МЧЭП

Пусть перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru , т.е. Сi= перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru (нет деформации).

 
  перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru
перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru кг*м2

- уравнение движения в дифференциальной форме.

 
 
перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

- уравнение движения в операторной форме.

 
  перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

       
   
w(Р)
 
 
МС(Р)

Расчетная схема одномассовой системы.

Пример синтеза даухмассовой упругой механической системы изложен в (1, с.36)

Тема 2. МЕТОДИКА РАСЧЕТА СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК И ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПОСТОЯННОГО ТОКА С ДВИГАТЕЛЕМ НЕЗАВИСИМОГО (ПАРАЛЛЕЛЬНОГО) ВОЗБУЖДЕНИЯ.

На основании известных номинальных паспортных данных ДПТНВ и заданных режимов его работы рассчитать характеристики и параметры ЭППТ:

1. естественные характеристики w(I) и перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru ;

2. искусственные характеристики w(I) и перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru ;

3. сопротивления пусковых резисторов;

4. сопротивление тормозных резисторов;

5. параметры структурной схемы двигателя;

6. момент холостого хода двигателя;

7. энергетические показатели привода в установившемся режиме работы;

8. Пример расчета .

Некоторые серии двигателей постоянного тока и их краткая характеристика.

1. Серия П (а настоящее время снята с производства, но имеется в эксплуатации).

Основная часть двигателей в этой серии охватывает 11 габаритов и имеет основные технические данные:

Номинальные мощности: РН=0,3-200 кВт

Номинальные скорости вращения: nН=600,750,1000,1500,3000 об/мин.

Номинальные напряжения: UН=110,220 В.

Серия имеет также модификацию двигателей с широкими диапазонами регулирования скорости вращения путем ослабления поля:

Д=1:2,25; 1:3; 1:4; 1:6; 1:8.

Серия П включает в себя и более мощные машины габаритов 12-17. При этом:

UН=220,330440,660 В.

PH=55-1400 кВт

nН=300-1000об/мин

П-81, П-82

Расшифровка обозначения типа: машина серии П, 8-го габарита по диаметру якоря, 1-го

и 2-го размера по длине якоря.

2. Серия 2П. РН=0,13-200 кВт; UН=110-220 В

Серия предназначена для рекуперативных ЭППТ при питании от ТППТ.

Высота оси вращения 63-1000 мм.

Примеры обозначений типов двигателей серии 2П:

2П-160L, 2П-400S.

Расшифровка обозначения типов: двигатели серии 2П; 160-400 – высота осей вращения, мм;

L,S – длина якорей. (L-длинная, S-короткая, М -средняя)

Серия 2П имеет встроенный тахогенератор.

3. Серия 4П. UН=110,220 В, nН=750-3000 об/мин

Номинальный вращающийся момент МН=2,3-1500 Н*м

4. Серия Д (краново-металлургическая серия).

Эти двигатели предназначены для повторно-кратковременного режима работы, номинальный ПВ%Н=40%.

Допускают от 300 до 2000 включений в час.

РН=2,4-83 кВт; UН=220,440 В;

Тихоходные двигатели имеют nН=460-1200 об/мин

Быстроходные двигатели имеют nН=1050-1460 об/мин

Двигатели серии Д имеют меньший момент инерции JД по сравнению с двигателями общепромышленного исполнения.

Двигатели имеют следующие перегрузки по току якоря в течении времени:

1) Д12-Д32, IДОП=3.IН, t=30 c.

2) Д41, Д806-Д818, IДОП=3.IН, t=60 c.

5. Серия двигателей для электроприводов металлообрабатывающих станков: БПВ, 2П, ПБ2П, ПО2П, 2ПФЩ, 4П, ПБСТ,ПГТ,ДК1,ДК2.

Двигатели имеют встроенные тахогенераторы серии ТС, ТСТ, ТС3Р, ТС3П и др.

Технические данные других серий двигателей приведены в (2,3).

Методика рачета

1) Расчет естественных характеристик w(I) и перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

Для расчета естественной электромеханической w(I) и механической перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru характеристик следует использовать известные уравнения /1;13;14/:

 
  перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru 1.2

где U=UH; перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru ;

Конструктивный коэффициент - перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

Задаваясь током якоря I или электромагнитным моментом М в определенных пределах, рассчитать и построить характеристики w(I), перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru .

Известно, что характеристики рассматриваемого электропривода при принятых допущениях (1) являются линейными. Линейные характеристики целесообразно построить по двум характерным точкам, которые имеют следующие координаты в осях w(I) , перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru :

1 точка: перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

2 точка: перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

Координаты первой точки (режим идеального холостого хода привода)

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru или перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

Коэффициент ЭДС двигателя при номинальном потоке ФН:

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru.с) (2.2)

Сопротивление якорной цепи ДПТНВ:

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru , (3.2)

где RЯХ – сопротивление якорной цепи в холодном состоянии;

a =0,004 – температурный коэффициент сопротивления меди (a=0,0042 – для алюминия);

tНАГР, tХ – температуры двигателя в нагретом (рабочем) и холодном состояниях.

rЯ – сопротивление якоря в относительных единицах.

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru - номинальное сопротивление машины

Согласно ГОСТ 183-74 в электрических машинах при классах нагревостойкости изоляции обмоток А Е В tНАГР=750С, а при классах изоляции F и H tНАГР=1150С /2/.

Сопротивление RЯХ согласно /2,3,4/:

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

Если не представляется возможным найти составляющие последнего выражения можно использовать формулу (1):

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru ;

Формула дает сопротивление RЯ в нагретом состоянии.

Величину сопротивления RЯ можно рассчитать иначе:

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

(Для алюминия принят коэффициент - 245)

Отсюда зная величину сопротивления RЯ в нагретом состоянии, можно определить температуру нагрева обмотки якоря двигателя:

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

Номинальная угловая скорость вращения:

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru (1/с)

Для нахождения координат второй точки естественной характеристики определяется номинальный электромагнитный момент:

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru (Н*м) (4.2)

По найденным координатам расчетных точек строятся естественные характеристики w(I) и перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru . (см. рис.1.2).

 
  перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

Рис. 1.2. Семейство характеристик ЭППТ с ДНВ.

Помимо рассмотренной выше методики расчета характеристик в абсолютных (именованных) единицах известен метод расчета характеристик в относительных единицах.

Уравнения характеристик перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru и n(m) в относительных единицах:

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

где перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru - относительная угловая скорость вращения;

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru - относительный ток якоря двигателя;

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru - относительный электромагнитный момент;

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru - относительное сопротивление якоря цепи двигателя, перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru - номинальное сопротивление ДПТНВ.

Важно, что при i=m=1 перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru , т.е. при номинальной нагрузке двигателя относительное падение скорости равно относительному сопротивлению перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru .

Характеристики привода n(i), n(m) показаны на рис. 2.2.

 
  перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

Рис.2.2. Характеристики привода в относительных единицах

II Расчет искусственных характеристик

Известны три вида искусственных характеристик.

А. Искусственные (реостатные) характеристики при перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

RД – дополнительное сопротивление, включенное в якорную цепь двигателя, считаем его известным.

При заданном RД расчет характеристик перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru выполняется аналогично расчету естественной характеристики по двум точкам, с использованием уравнений:

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

Коэффициент К (см. ранее) остался неизменным, т.к. его значение не зависит от RД. Реостатные характеристики см. на рис. 1.2.

Если требуется определить значение RД, которое необходимо включить в цепь якоря ДПВ, чтобы реостатная характеристика проходила через точку 1 (рис.1.2.) с заданными координатами [w1, М1], то

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

Значение добавочного сопротивления можно получить также, используя формулу /13/:

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru ,

где перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru - статические падения скорости на искусственной и естественной характеристиках в заданной точке 1 (рис. 1.2.).

Реостатные характеристики можно рассчитать в относительных единицах.

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru Б. Искусственные характеристики при U=var ДПТНВ.

Расчет характеристик w(I), w(М) при U=U1< UH выполняют также по двум точкам, используя уравнения (U1 известно):

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

Коэффициент перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru остается неизменной величиной. Характеристика, соответствующая условию U1< UН, показана на рис. 1.2.

Если требуется определить напряжение U1, которое необходимо подать на якорную цепь ДПТНВ, чтобы он работал на заданной точке 1 (рис. 1.2.) искусственной характеристики, его вычисляют по формуле:

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru (5.2.)

В Искусственные характеристики при Ф=var.

Расчет характеристик при ослабленном магнитном потоке Ф=Ф2< ФН выполняется по условиям (Ф2 задано):

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

Здесь перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru - коэффициент ЭДС двигателя, соответствующий ослабленному значению магнитного потока. Конструктивный коэффициент:

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

где РП, N, WЯ , а - соответственно число пар полюсов ОВД, активных проводников, витков и пар параллельных ветвей обмотки якоря (см. обмоточные данные ДПТ НВ/2,3,4/).

Характеристика при Ф2Н показана на рис.1.2.

Если требуется определить значение потока Ф2, обеспечивающего работу двигателя в точке 2 (рис. 1.2.) с заданными координатами [w2, М2], предварительно вычисляется коэффициент К2, соответствующий этому потоку:

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru (6.2.) или перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

тогда

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru (Вб)

Зная найденное значение Ф2 и имея кривую намагничивания машины Ф=f(IВ), находится ток возбуждения IВ2, который должен протекать по ОВД для создания этого потока (рис. 3.2.).

Добавочное сопротивление, которое следует включить в цепь ОВД для обеспечения этого тока

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru ; перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

где UВН, RОВ – номинальное напряжение возбуждения двигателя и активное сопротивление ОВ в нагретом состоянии.

Кривую намагничивания машины необходимо предварительно рассчитать и построить в системе координат Ф(IВ)

Ниже в табличном виде приведена универсальная кривая намагничивания ДПТНВ (7,с.34)

Таблица 1.2.

IВ 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3
j 0,20 0,37 0,53 0,65 0,74 0,82 0,88 0,93 0,96 1,0 1,03 1,05 1,07

перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru Здесь перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru , перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru , ФН Вб

Используя данные табл.1.2., необходимо построить кривую намагничивания Ф=f(IВ) в абсолютных единицах. (рис.3.2.).

 
  перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

Рис. 3.2. Характеристика намагничивания ДПТ.

ПРИМЕЧАНИЕ:

Если ОВД питается от тиристорного возбудителя, то на нее необходимо подать напряжение: перечень принятых сокращений и обозначений - student2.ru

III. Расчет сопротивлений пусковых резисторов

Возможны графический и аналитический метод расчета /4/.

Рассмотрим графический метод. На рис 4.2. изображена схема реостатного пуска ДПТ и соответствующая ей пусковая диаграмма. На схеме рис.4.2а Л, 1У, 2У, 3У - контакты контакторов соответственно линейного и ускорения; ч1, ч2, ч3, R1, R2, R3 – сопротивления секций и ступеней пусковых резисторов.

На пусковой диаграмме (рис. 4.2б) обозначены соответственно:

М1, I1 – пусковые моменты и ток ДПТ; М2, I2 – момент и ток переключения; МС, IС – статические момент и ток якоря.

При построении пусковой диаграммы принято:

Наши рекомендации