Электропривод постоянного тока

,  ,

R _я.пр.2  = 2,39 Ом.

 

Добавочное  второе промежуточное сопротивление:

 Ом.

 

 

• Рассчитаем сопротивление для второй рабочей ступени(R_я.ст2=R₆₇)

,  ,

R _{я .ст2}  = 1,49 Ом.

 

Добавочное  сопротивление для второй рабочей  ступени:

 Ом.

4.3.2  Для полученных значений добавочных сопротивлений построим рабочие механические характеристики по ступеням.Расчетные данные сведем в таблицу 3.

Таблица 3

Пусковая характеристика и первая рабочая ступень
М, Н·м	0	Мпер=-96,26	М1=-68,93
ω, рад/с	-101,5	0
Первая  промежуточная ступень
М, Н·м	0	Мпер=100	Мпуск=160,44
ω, рад/с	101,5	19,99
Вторая  промежуточная ступень
М, Н·м	0	Мпер=100	М пуск =160,44
ω, рад/с	101,5	50,63	19,99
Вторая рабочая ступень
М, Н·м	0	М с =68,93	М пуск =160,44
ω , рад/с	101,5		50,63

По данным таблицы 3 строим пусковые регулировочные  и промежуточные механические характеристики (см. рисунок 4).

 

 

Рисунок 4 - Механические характеристики двигателя:

01 –пусковая характеристика и первая рабочая ступень; 23 – первая промежуточная  характеристика; 45 – вторая промежуточная характеристика;  67 – вторая рабочая ступень.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.4 Определяем токи по ступеням:

• для первой ступени

                        I_c1=M_c1/c=68,93/2,17=31,79 A;

• для второй ступени

                        I_c2=M_c2/c=68,93/2,17=31,79 A.

 

4.5  Продолжительность включения:

 

_{4.6 Расчётные токи, средние за время работы:}

А.

А.

 

_{4.7 Каталожный ток для каждой ступени:}

А.

А.

 

4.8  Выбираем ящики сопротивлений по наибольшему току, удовлетворяющему условию I_доп>I_{кат.расч}

R_д.ст1=4,37 Ом,         R _д.ст2=0,94 Ом

Ом,

 – работает только на  первой ступени;

 – работает всё время .

 

Выбираем  ящик сопротивлений №105, технические  характеристики которого представлены в таблице 4.

 

Таблица 4 –  технические характеристики ящика  сопротивлений №105.

Продолжительный ток, А	Сопротивление ящика, Ом	Сопротивление элемента, Ом	Число элементов
33	4.2	0.105	40

 

• Схема соединений резисторов для первой ступени представлена на рисунке 5.

Рисунок 5 – схема соединений резисторов для первой ступени.

^*Вначале соединены последовательно 32 резистора.

Ом

• Для второй ступени соединяем последовательно 9 резисторов:

 

 Ом.

 

5. РАСЧЁТ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ   ХАРАКТЕРИСТИК  ДЛЯ ДВИГАТЕЛЬНОГО И ТОРМОЗНОГО РЕЖИМОВ.

5.1  Делаем пересчет механических характеристик двигателя для полученных значений сопротивлений. Полученные значения заносим в таблицу 5.

R_д.ст1’=3,43 Ом,         R_д.ст2=0,945 Ом

R _д.ст1= R_д.ст1’+ R_д.ст2=3,43+0,945=4,375 Ом

R_я.ст1= R_д.ст1 +R_дв.гор=4,375+0,55=4,925 Ом (было 4,92 Ом)

R_я.ст2= R_д.ст2 +R_дв.гор =0,945+0,55=1,495 Ом (было 1,49 Ом)

5.2  Пересчет механических характеристик с учетом новых сопротивлений.

5.2.1 Пересчет скорости для первой рабочей ступени:

сравниваем  на сколько отличается скорость от первоначальной

Так как 0,1%<5 %, то выбранное каталожное сопротивление нас удовлетворяет.

5.2.2  Пересчет скорости для второй рабочей ступени:

сравниваем  на сколько отличается скорость от первоначальной

Так как 0,123%<5 %, то выбранное каталожное сопротивление нас удовлетворяет.

Таблица 5.

Пусковая характеристика и первая рабочая ступень
М, Н·м	0	Мпер=-96,26	М1=-68,93
ω, рад/с	-101,5	0
Первая  промежуточная ступень
М, Н·м	0	Мпер=100	Мпуск=160,44
ω, рад/с	101,5	19,99
Вторая  промежуточная ступень
М, Н·м	0	Мпер=100	М пуск =160,44
ω, рад/с	101,5	50,63	19,99
Вторая рабочая ступень
М, Н·м	0	М с =68,93	М пуск =160,44
ω , рад/с	101,5		50,445

 

5.3  После работы на двух заданных скоростях (ω_и1 и ω_и2) двигатель необходимо затормозить до нулевой скорости.

При реактивном характере нагрузки производственного механизма примем вид торможения – динамическое. Расчет механической характеристики при динамическом торможении проводится на основании выражения:

.

 R_ДТ=R₈₉(рисунок 6)

Определяем  необходимое сопротивление якорной  цепи для режима динамического торможения. Для этого режима работы при начальном  моменте торможения М, равному М=М_пуск=160,44 Н·м, необходимо обеспечить скорость  ω=ω_и2= 79,498 рад/с. Добавочное сопротивление ступени определяется из выражения

,  ,

R_дв.гор+ R_ДТ= 2,33Ом;

R_ДТ=2,33–0,55=1,78 Ом.

 

 

Данные для  построения характеристики динамического торможения заносим в таблицу 6.

Таблица 6.

М, Н·м	0	-160,44
ω, рад/с	0	49,768

Строим  механические характеристики полного  цикла работы двигателя при реактивном характере нагрузки производственного механизма (Рисунок 6).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 6: Механические характеристики полного цикла работы двигателя:

01 –пусковая характеристика и первая рабочая ступень; 23 – первая промежуточная  характеристика; 45 – вторая промежуточная характеристика;  67 – вторая рабочая ступень, 89 – характеристика динамического торможения.

 

 

 

 

6. РАСЧЁТ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ  ω=f(t), М=f(t) ЗА ЦИКЛ РАБОТЫ И ПОСТРОЕНИЕ НАГРУЗОЧНОЙ ДИАГРАММЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА.

 

6.1  Расчет переходных процессов проводим по выражениям:

,

,

,

где М_нач, I_нач, ω_нач – начальные значения соответственно момента, тока и скорости;

М_кон, I_кон, ω_кон – конечные значения соответственно момента, тока и скорости;

t – текущее время, с;

 – электромеханическая постоянная времени, с;

J_Σ – суммарный момент инерции, кг·м²;

;

k=(1.5÷1.3) – коэффициент, учитывающий момент инерции редуктора,

принимаем k=1,4;

J_дв – момент инерции двигателя, кг·м²;

J_мех – момент инерции механизма, кг·м²;

 – передаточное число редуктора;

R_i – суммарное сопротивление якорной цепи на соответствующей характеристике, Ом;

с – коэффициент  ЭДС двигателя, .

 кг·м².

 

6.2  Переходные процессы первой рабочей ступени(пусковая характеристика – участок 01 – рисунок 6).

R_я.ст.1= R_я.пуск1=4.925 Ом;

  с;

Н·м; М_кон. = М_с2 = -68.93 Н·м.

  ω_нач=0 рад/с;

рад/с.

Полученные  значения начальных, конечных значений момента и скорости подставляем  в выражения для расчёта переходных процессов:

 

Полученные  расчетные значения заносим в  таблицу  7.

Таблица 7.

t, с	0	0,9	1,8	2,7	3,6	4,5	5,8
М, Н∙м	-96,934	-82,6	-75,6	-72,19	-70,52	-69,7	-69,93
ω, рад/с	0	-14,99	-22,31	-25,88	-27,62	-28,48	-29,289
n, об/мин	0	-143,23	-213,15	-247,28	-263,94	-272,08	-277,08

 

По данным таблицы 7 строим графики переходных процессов М=f(t) и n= f(t) для режима работы на первой рабочей ступени(пусковой характеристики):

Рисунок 7 – Переходные процессы М=f(t) и n= f(t) для пуска двигателя, с выходом на рабочую скорость первой рабочей ступени.(t_пп=5,8с –время переходного процесса.)

 

6.3 Переходные процессы двух промежуточных ступеней, с выходом на вторую рабочую скорость(участки 23,45,67 рисунок 6).

• Первая промежуточная ступень:

R_я.пр1=3,83 Ом;

  с;

Н·м;  М_{кон.фикт} = М_с1 = 68,93 Н·м.

При расчёте переходного процесса М=f(t) для первой промежуточной ступени в качестве конечного значения момента берётся величина М_{кон.фикт} , а расчёт ведётся до значения момента равному М_{пер.принят}=100 Н·м.

       ω_нач= ω_И1=-29,289 рад/с; рад/с.

При расчёте переходного процесса ω=f(t) для первой промежуточной ступени в качестве конечного значения скорости берётся величина , а расчет ведётся до значения скорости, равной:

 рад/с.

 

Полученные  значения начальных, конечных значений момента и скорости подставляем  в выражения для расчёта переходных процессов:

 

 

Полученные  расчетные значения, для первой промежуточной ступени, заносим в таблицу 8.