- •Содержание
- •Введение
- •1 Техническое задание
- •2 Определение мощности и выбор ад, проверка его на нагрев
- •2.1 Расчет мощности и выбор типоразмера двигателя
- •2.1.1 Проверка двигателя по перегреву
- •2.1.2 Проверка двигателя по условию пуска и перегрузочной способности
- •3 Выбор преобразователя частоты
- •4 Расчет параметров схемы замещения ад по паспортным данным
- •5 Расчет механической характеристики двигателя
- •6 Расчет рабочих характеристик двигателя
- •7 Расчет частоты и напряжения двигателя в системе пч-ад при работе в заданной точке
- •8 Расчет механической характеристики пч-ад
- •9 Экспериментальные расчет характеристик двигателя
- •9.1 Экспериментальный расчет характеристик ад на работу в заданной точке
2.1.1 Проверка двигателя по перегреву
Проверка по нагреву выбранного электродвигателя может осуществляться прямыми или косвенными методами. Прямые методы используют математические модели нагревания двигателя, сложны и многообразны. Косвенные методы проверки – это метод средних потерь и производные из него.
В данном случае используем метод средних потерь, которые определяются за время цикла нагружения по следующей формуле:
,
где: и – потери энергии в двигателе при пуске и торможении, ,
– потери мощности в установившемся режиме, ,
– время пуска, работы в установившемся режиме, торможения и остановки (паузы), ,
– коэффициенты, характеризующие условия охлаждения АД при пуске, работе в установившемся режиме, торможении и остановки (паузы).
Потери энергии в двигателе при пуске и торможении определяются зависимостью:
,
где: – коэффициент, равный единице при пуске и динамическом торможении,
– приведенный момент инерции привода, ,
– номинальная угловая скорость вращения ротора двигателя, ,
– приведенный момент сопротивления механизма в переходных режимах, ,
,
где: – минимальный момент сопротивления механизма, ,
– передаточное отношение привода,
,
В формуле знак плюс соответствует пуску, а минус – торможению.
Номинальная угловая скорость вращения ротора электродвигателя определяется выражением:
,
где: – синхронная скорость вращения,
,
,
,
– номинальное скольжение, ,
,
,
Определим передаточное отношение привода.
,
Тогда будет равен:
,
Приведенный момент инерции привода зависит от момента инерции механизма и динамического момента инерции ротора и определяется по формуле:
,
кг м2,
Время пуска и торможения можно определить следующей зависимостью:
,
где: – момент электродвигателя за время пуска и торможения
В формуле минус соответствует пуску, а плюс – торможению.
Момент электродвигателя вычисляется по следующей формуле:
,
,
где: – относительный пусковой момент,
– относительный критический момент,
– номинальный момент вращения ротора электродвигателя,
,
=218,42 Нм,
Тогда момент пуска (торможения) определится как:
Нм,
Нм.
Подставив найденные значения, получим:
,
,
Время остановки определяется зависимостью:
,
где: – относительная продолжительность включения, . Примем =50% ,
,
Время работы в установившемся режиме :
,
,
Определив все данные значения, можем вычислить потери энергии в электродвигателе. При пуске получим следующее:
При динамическом торможении:
.
Найдем значения коэффициентов ухудшения охлаждения β. β0 определяется по справочным данным и для выбранного двигателя составляет 0,3.
,
,
,
,
где: f – частота сети (50 Гц),
Р – число пар полюсов выбранного АД.
,
рад/с,
.
Потери мощности выбранного двигателя на рабочем участке графика нагрузки определяются зависимостью:
,
Вт.
Потери мощности в установившемся режиме определяются зависимостью:
где: – КПД АД при максимальной загрузке ,
Вт.
Таким образом, после всех перечисленных вычислений можно определить средние потери энергии при работе электродвигателя:
.
Согласно методу средних потерь, для того, чтобы двигатель не перегревался, должно выполняться следующее условие:
,
Подставив числовые значения, получим:
или .
Следовательно, можно сделать вывод, что выбранный электродвигатель удовлетворяет условию работы по перегреву и может использоваться при режиме работы с динамическим торможением.