Завдання на проектування і методичні вказівки до його виконання 4 страница

де - абсолютні значення початкового і кінцевого(в точці переходу двигуна на іншу характеристику) моменту двигуна.

Знак "-" у формулі відповідає дії моменту М двигуна і моменту опорузустрічно один одному, знак "+" – згідно один одному.

При цьому слід мати на увазі , що тривалість перехідного процесу з нульового значення кутової швидкості w до практично усталеного її значення дорівнює (3...4) .

Залежності представляютьсяза весь цикл роботи электропривода на одному графіку ( рис. 5.7,а).

5.1.4.5. Перевірка двигуна за умов нагріву і перевантажувальної здатності Оскільки на робочих ділянках механічних характеристик струм ротора практично пропорційний моменту, перевірку за нагрівом попередньо обраного двигуна можна проводити методом еквівалентного моменту.

Рекомендується наступний порядок перевірки двигуна за нагрівом:

а) з допомогою уточненої, з урахуванням перехідних процесів, навантажувальної діаграми двигуна (див. рис. 5.7,а) визначається фактична тривалість включення:

%,

де - тривалість перехідного процесу на окремій механічній характери- стиці(унаслідок увігнутості кривих величина декілька перевищує тривалість перехідного процесу при заданому значенні прискорення або сповільнення) ;

-позначення, прийняті при попередньому виборі потужності двигуна;

б) для фактичної тривалості включення обчислюєтьсязначення допусти- мого за нагрівом моменту двигуна за формулою /6/

де а - коефіціент розділення втрат в двигуні, (К-постійні втрати, - номінальні змінні втрати),

- номінальний моментпри каталожній тривалості включення

Величина К визначається за виразом

де - загальні номінальні втрати в двигуні, ( - номінальна напруга двигуна, -номінальний струм статора, - номінальний двигуна);

( - номінальний струм ротора; - активні опори фази статора і ротора);

в) з допомогою уточненої навантажувальної діаграми розраховується значення еквівалентного за сумарний час включення двигуна моменту за виразом /4,5/

де - еквівалентний за нагрівом момент в перехідному режимі,

- момент, що розвиває двигун на ділянці статичного навантаження тривалістю ;

г) оцінка теплового стану двигуна проводиться шляхом порівняння величин та : при двигун проходить за нагрівом (не перегрівається); нерівність свідчить про неприпустиме теплове перевантаження двигуна (тобто двигун обранийзниженоїпотужності).

Перевірка двигуна за умовою допустимого механічного перевантаження (на перевантажувальну спроможність) проводиться шляхом порівняння найбільшого фактичного і максимального (критичного) моментів: при двигун за перевантажувальною здатністю проходить; нерівність свідчить про неприпустиме механічне перевантаження.

5.1.4.6 Вибір резисторів за нагрівом і складання схеми їх з'єднань Тепловий розрахунок резисторів /7/ починається з визначення для кожної секції незмінного тривало діючого (тривалого) еквівалентного струму , що викликає таке ж саме виділення тепла, як і реально мінливий струм. Потім за довідниковими даними, приведеними в /7/, вибирається відповідний стандартний ящик резисторів з тривалим допустимим струмом , рівним (або декілька більшим) струму . Значення опорів обраних ящиків в нагрітому стані (при номінальній температурі = 305°С) не повинні відрізнятися від розрахованих опорів секцій більш ніж на 5%. Для кранових електродвигунів звичайно використовуються ящики резисторів з чавунними і фехралевими елементами, температурний коефіцієнт яких дорівнює відповідно 0,001 1/°С та 0,00008 1/°С.

Значення опору в нагрітому стані резистора вираховується за формулою

(5.8)

де -опір "холодного" резистора, тобто при температурі , яка дорівнює температурі навколишнього середовища; значення , що приводяться в довіднику, відповідає табличній температурі середовища = 20 °С.

Резистори працюють в повторно-короткочасному режимі, тому їх вибір виконується в наступному порядку:

а) розраховується еквівалентний за теплотою струм за час знаходження резистора під струмом (за час роботи) за формулою

, (5.9)

де - еквівалентний за нагрівом струм резистора в перехідному режимі, (значення і струму ротора відповідають значенням і моменту двигуна);

- струм резистора в статичному режимі.

Для обчислень за формулою (5.9) необхідно попередньо побудувати для кожної секції роторного резистора струмову діаграму за цикл роботи електропривода (див. рис. 5.7,б,в), яка повторює струмову діаграму двигуна (див. рис. 5.7,а*) на тих ділянках циклу, де струм ротора протікає одночасно і через секцію резистора. Наприклад, перша пускова секція роторного резистора бере участь при виборі і напуску провису каната (див. рис. 5.4), при розгоні і гальмуванні в процесі підіймання-опускання крюка (там же), при розгоні (графік 5: тут і далі див. рис. 5.5) і сповільненні (графік 12) у процесі підіймання вантажу, при розгоні (13 чи 13' ) і гальмуванні (15) у процесі опускання вантажу. Струмова діаграма другої пускової секції відрізняється від струмової діаграми першої пускової секції наявністю додаткової ділянки розгону при підійманні вантажу (графік 6). Аналогічно будуються струмові діаграми усіх інших пускових секцій. У струмових діаграмах додаткових секцій, які підключаються до пускових секцій для здійснення гальмових і інших режимів, відсутні ділянки ступінчастого пуску, що мають місце лише при підійманні вантажу (графіки 5…11);

б) для кожноїсекції установлюється відносна тривалість включення за формулою

, %

де -сумарний час перебування резистора під струмом у межах тривалостіциклу;

в) для кожної секції визначається еквівалентний за теплотою тривало діючий струм за виразом

і з каталогу-довіднику /7/ попередньо вибирається стандартний ящик резисторів з тривало допустимим струмом . Там же указується значення сталої часу нагріву Т ящика;

г) для знайдених значень сталої Т обчислюються відносини ;

д) за встановленими значеннями величин ТВ і / з допомогою кривих рис. 5-6 /7/ визначаються відносини

Попередньо вибраний ящик проходить за перевищеннями температури, якщо

.

При складанні схеми з'єднань резисторів бажано обходитися мінімальним числом елементів ящика при їхньому послідовному з'єднанні. При можливості слід застосовувати елементи одного типу. Оскільки практично не можна обійтися без паралельного і змішаного з'єднань елементів для одержання необхідних опорів секцій, при компонуванні ящиків опорів допускається частково застосовувати зазначені види з'єднань, виходячи з умови забезпечення необхідних опорів при найменших витратах матеріалу.

Результати вибору резисторів рекомендується представити в вигляді таблиці (табл. 5.4).

Таблиця 5.4- Результати вибору резисторів

Номер секції	Номер ящика	Опір,Ом	Струм тривалий, А
потрібно	підібрано	потрібно	підібрано

5.1.4.7 Розрахунок споживаної електроенергії за цикл роботи електропривода Споживана електроенергія за цикл роботи визначається за виразом

кВт·год,

де - синхронна швидкість обертання двигуна, ;

- середній момент двигуна на ділянці навантаження Н·м;

- тривалість і -ї ділянки, с.

Величина визначається за допомогою навантажувальної діаграми М(t) двигуна (див. рис. 5.7,а). На ділянках роботи з усталеною швидкістю приймається , на ділянках роботи в генераторному режимі величина береться зі знаком "мінус".

Питома споживана електроенергія (на одну тону корисного вантажу) зацикл

'

де G - вантажопідйомність лебідки, кН.