Построение пусковой диаграммы

 

М₁ = λ*М_ном = 2,2*224,9=494,78 Н*м - пусковой момент.

М₂ = 1,1 · Мс₁ = 1,1 · 201,3 = 221,43 Н·м - момент переключения.

М₃ = 1,1 · Мс₂ =1,1*129,8 =142,78 Н*м

Мс₁=201,3 Н*м; Мс₂ =129,8 Н*м; Мс₃ =-109,3 Н*м; - моменты статической нагрузки на валу двигателя для 1, 2 и 3-го режимов.

 

 2.4 РАСЧЕТ СТУПЕНЕЙ ПУСКОВОГО РЕОСТАТА И СОПРОТИВЛЕНИЯ ПРОТИВОВКЛЮЧЕНИЯ

1 Номинальное сопротивление АД

R_ном= =0,294 Ом                                                    (28)[3]

 

Е_2Н= 235 В – ЭДС ротора;                                

J_2H =60 А –номинальный ток якоря;

S_ном = 0,065 - номинальное скольжение

Отрезки на графике пропорциональны сопротивлениям - графический способ

ОД = R_ном=100мм; тогда сопротивление ротора R_p= R_{ном =0.02 ом;}

 

2 Нормальные режимы АД

св≈r₂; св =20 мм; r₂ = Ом;                                                 (29)[4]

aв≈r₁; ав = 7 мм; r₁ = Ом;

 

Аварийные режимы

О^′А^′≈R_p; О^′А^′ =2 мм; R_p = 0,29* = 0,006 Ом;

А^′В′≈R_пр; А^′В^′ =100мм; R_пр^′ = =0,3

3  Полное сопротивление противовключения

 

R= R - = 1.17- (0,058+0,020) =0.222

4  Построение реостатных характеристик проводят по точкам:

- первая точка - точка идеального холостого хода и точка (М₁;0).

- вторая точка - общая точка и точка (М₁;ω_р), где ω_р – ординаты точки пересечения вертикальной прямой(М₂; С) и предыдущей реостатной характеристики.

- следующие точки строят аналогично до выхода на естественную характеристику.

- характеристику противовключения строят по общей точке и точке с координатами(М_С3;ω_С3).

 

5  Для заданного числа ступеней реостата m=2 и максимально допустимых пиков моментов М₁/М_н=2,5 определим возможность пуска АД при заданных условию. Для этого должно выполнятся соотношение: М_пуск≤ 0,85М_кр. 494<542,3 – это значение удовлетворяет соотношению, поэтому пуск возможен.

 

R_HOM= 6,9 Ом;                                                                         (30)[3]

Определение фактических скоростей движения двигателя механизма в рабочих режимах.

В рабочих режимах АД работает на естественной характеристике. Его устанановившуюся скорость можно найти непосредственно из графика, сняв значения угловой скорости при соответствующих моментах сопротивления.

 1 При подъеме груженной тележки:    

М_С1= 131,4 Нм; ω_С1= 102,4 рад/с;

 2 При спуске пустой тележки:  

М_С2 =201,3 Нм; ω_С2= 98,6 рад/с.

Пересчитаем угловую скорость двигателя в линейную скорость механизма:

ω_с =  

откуда  V = ;                                                                                                   (31)[4]

= 102,4

при подъеме груженной тележки:  

V_уст1                                                                           (32)[4]

= 98,6

при спуске пустой тележки: 

V_уст2 =

Полученные результаты близки к заданной скорости движения V=0.8 м/с

Аварийный режим:

ω_А =0,3ω_н=0,3*0,97=29,1 рад/с;

Линейная скорость механизма:

V_AB =0,21 м/с

РАСЧЕТ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ

 

Определение момента инерции системы

Для расчета динамических режимов необходимо определить приведенный к валу двигателя момент инерции системы. Он определяется для груженой и порожней тележек и состоит из суммы моментов инерции и масс элементов.                                                                                                        

Для груженой тележки:

J_г = J_дв + J_ш + J_р + J_б · 1/i_р² + (m_н + m₀ + m_п) ·                                        (33)[3]

Воспользовавшись вышеприведенной формулой пересчета и соотношениями, приведенными в исходных данных, получим для груженой тележки:

J_г = J_дв + 0,2 · J_дв + 0,25 · J_дв + J_б · 1/i_р² + (m_н + m₀ + m_п) · или

J_г = 1,45 · J_дв + J_б · 1/i_р² + (m_н + m₀ + m_п) ·

J_г = 0.57+0.57*0.2+0.57*0.25+100/ +(4000+1500+2700)* = 1,35 кг·м²

Для порожней тележки:

J_п = 0.57+0.57*0.2+0.57*0.25+100/ +(1500+2700) · = 1,12 кг·м²

Расчет продолжительности разгона по ступеням реостата

Продолжительность пуска рассчитывается для обоих рабочих режимов. При линейной части механической характеристики в рабочей зоне и М_с = const время работы на ступени равно:

t_x = T_x · ln

где T_x - механическая постоянная для соответствующей реостатной характеристики.

Поскольку величина нагрузки неизменна (М_с=const), то значение логарифма в формуле времени одинаково для всех ступеней работы.

Груженая тележка                                                                 

K₁ = ln =ln = ln14,8=2,01;                                           (34)[2]

 

Порожняя тележка

 k₂ = ln= =ln = ln 3,9=1.36

 

Механическая постоянная времени - это время, необходимое для ускорения привода с моментом инерции J от начальной скорости на данной ступени до скорости идеального холостого хода ω₀.

T_x =                                                                                              (35)[1]

Механическая постоянная времени:

 

Продолжительность пуска для обоих режимов:

1) Подъем груженной тележки.

 

         1 реостатная характеристика

 

T_M1=J =1,01с

 

t₁ = к₁Т_М1 = 2,01*1,01 = 2,01 с.

 

         2 реостатная характеристика

 

T_M2=J =1,38с

 

t₂ = к₁Т_М2 = 1,36*1,38 = 1,8 с.

Естественная характеристика

T_е=J =1,35* *0,065=0,041с

t_е = к₁Т_е = 2,69*0,041 = 0,11с

 

2) Спуск пустой тележки

        

1 реостатная характеристика

         T_M1=J =1,35 с  

 

t₁ = к₁Т_М1 = 1,36*1,35 = 1,8 с.

            

 2 реостатная характеристика

         T_M2=J =0,98с

 

t₂ = к₁Т_М2 = 1,36*0,98 = 1,003с

 

Естественная характеристика

t_е=к₁Т_е=0,04с

Расчет пути, проходимого тележкой во время пуска двигателя

Для упрощения разгон принимается равноускоренным со средним ускорением:

a_ср = V_уст / t_п

где t_n - продолжительность пуска; t_n = Σt_i + 3 · T_e

где t_i - продолжительность разгона на каждой реостатной характери­стике;

Т_е - механическая постоянная привода на естественной характеристике двигателя.

V_уст- скорость механизма в рабочих режимах;

Путь, пройденный за время разгона, приближенно определяется:

L_п =                                                                                                        (36)[1]

 

         а) При подъеме груженой тележки

         t_п = t₁ + t₂ + t₃ +t₄+ 3·T_e = 4,39+3,2+3*0,041= 7,7с

         a_ср = V_уст / t_п = 0,77 / 7,7 = 0,1 м/с²

L_п = = 2,9 м

         б) При спуске порожней тележки

t_с = t₁ + t₂ + t₃ +t₄+ 3·T_e = 1,8+1,3+3*0,04= 3,2 с

a_ср = 0, 74 / 3,2 = 0,2 м/с²

L_п = = 1,02 м

Определение продолжительности и пути торможения двигателя

При торможении двигателя противовключением замедление осуществляется под действием статического момента и момента электромагнитного тормоза:

-М_с – М_т = J_M

          t_т =                                                                                                     (37)[2]

J_M - момент инерции системы для груженой и пустой тележки;

ω_нач - установившаяся скорость предшествующего режима;

М_ci - статический момент для спуска и подъема;

M_тор = 1,7 · M_cmax = 1,7 · 201,3 = 342.21 М·н

Путь, пройденный во время торможения, определяется аналогично пути при пуске.

           а) Подъем груженой тележки

 t_T1=  ;      t_т1 = = 0,25 с

 L_т1 =  ; L_т1 = = 0,09 м

           б) Спуск порожней тележки

t_T2= ; t_т2 = = 0,23 с

 

 L_т2 =  ; L_т2 = = 0,08 м