double arrow

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ И РАСЧЕТНЫЕ СООТНОШЕНИЯ


В качестве объектов, для которых производится расчет электропривода, обычно выбираются механизмы циклического действия. Это механизмы с интенсивным режимом работы, тахограммы которых содержат участки пуска, электрического торможения и работы с несколькими значениями установившейся скорости. Электроприводы таких механизмов работают в повторно-кратковременном или перемежающемся режиме, что в соответствии с классификацией режимов работы двигателя по нагреванию соответствует режимам S3-S8.

В нагрузочных диаграммах электроприводов указанного типа существенную долю составляют динамические моменты, обусловленные изменением скорости электропривода, следовательно, и на нагрев двигателя эти составляющие момента оказывают значительное влияние.

Упрощенная типовая тахограмма механизма, работающего в повторно-кратковременном режиме, показана на рис. 4.1.

Рис. 4.1

Для определения отрезков пути и времени работы на отдельных участках тахограммы в исходных данных задается (или на основании исходных данных рассчитывается): tЦ – время цикла, с; S – расчетный путь перемещения, м; Vmax – максимальная скорость, м/с (обычно ей соответствует номинальная скорость двигателя wN, рад/с); VПОН – пониженная скорость, м/с; DS – путь, проходимый на пониженной скорости, м. Предполагается, что на участках разгона и торможения (кроме специально оговоренных случаев) имеет место равномерно ускоренное (равномерно замедленное) движение и задается постоянное значение а – ускорения, м / с2 ; b – замедления, м / с2 . (Как правило, а = b.) В ряде случаев может быть задано или рассчитано требуемое время разгона tР , торможения tТ , время работы на отдельных участках с установившейся скоростью.




На основе указанных исходных данных определяются:

время разгона

(4.1)

где VНАЧ и VКОН – скорость в начале и в конце переходного процесса, м/с;

путь, проходимый при разгоне

(4.2)

время торможения

(4.3)

путь, проходимый на отрезке торможения,

(4.4)

время работы на участке с пониженной скоростью

(4.5)

время торможения с пониженной скорости

(4.6)

путь, проходимый на отрезке торможения tТ2,

(4.7)

путь, проходимый при работе с установившейся скоростью

SУ1 = S – SР–SТ1 – SТ2 DS; (4.8)

время работы на участке с установившейся скоростью

(4.9)

время паузы

t0 = tЦ – tР – tТ1 – tТ2 – tУ1 – tУ2. (4.10)

Укажем, что вместо времени цикла может быть задано число включений в час электропривода (Z), тогда

tЦ = 3600/ Z , (4.11)

а вместо значения пониженной скорости требуемая точность позиционирования (DQ, м) для электроприводов, отрабатывающих заданные перемещения, тогда значение VПОН определяется следующим образом:

(4.12)

Если возникает необходимость рассчитывать угол поворота вала двигателя при отработке заданного перемещения S, то можно воспользоваться следующими расчетными соотношениями:



угловое ускорение электродвигателя при разгоне, рад / с2,

(4.13)

где wНАЧ и wКОН – угловая скорость двигателя в начале и в конце переходного процесса, рад/с;

угловое замедление электропривода при торможении, рад/с2,

(4.14)

угол, проходимый при разгоне, рад,

(4.15)

угол, проходимый при торможении на участках tТ1и tТ2, рад,

(4.16)

пониженная угловая скорость двигателя wПОН, соответствующая скорости V ПОН,

(4.17)

угол, проходимый на участке работы с номинальной скоростью, рад,

(4.18)

угол, проходимый на участке работы с пониженной скоростью, рад,

(4.19)

суммарный угол поворота вала двигателя (в радианах) при отработке заданного перемещения S

a = aР + aУ1 + aУ2 + aТ; (4.20)

число оборотов вала двигателя при отработке заданного перемещения S

(4.21)

Конкретная тахограмма может отличаться от приведенной на рис. 1. В частности, цикл работы электропривода может состоять из нескольких тахограмм, показанных на рис. 1 (например, при перемещении механизма в разных направлениях). В каждой тахограмме может быть несколько участков работы с различными значениями пониженной скорости, скорость на некоторых участках может быть выше номинальной скорости, скорость на других участках может быть ниже номинальной и т. д. Однако приведенные расчетные выражения позволяют определить времена и отрезки пути при работе на отдельных участках тахограммы, форма которой отличается от показанной на рис. 4.1.



По изложенным далее методикам определяются статические моменты нагрузки и моменты инерции механизма и строится диаграмма статических моментов.

После предварительного выбора мощности и типа двигателя (общие положения изложены в [1, 2], а справочные данные по некоторым типам двигателей приведены в [3]) производится расчет передаточного числа редуктора, приведение статических моментов и моментов инерции к валу двигателя, расчет (при известной тахограмме механизма и двигателя) динамических моментов электропривода и построение нагрузочных диаграмм электропривода.

Методики проверки выбранного электродвигателя по нагреванию и перегрузке изложены в [1, 2].

При расчетах систем электропривода предполагается, что электрооборудование эксплуатируется на высоте не более 800 м над уровнем моря в условиях умеренного климата в сухом отапливаемом помещении (климатические условия и категория размещения У4 или УХЛ4 по ГОСТ 15150-69), при отсутствии в атмосфере токопроводящей пыли и коррозионно-активных веществ, а также при практическом отсутствии вибрационных нагрузок (группа эксплуатации Ml по ГОСТ 17516–70), степень защищенности электрооборудования и электродвигателей от внешних воздействий должна быть не менее чем 1Р23 по ГОСТ 14294–72, 14494–72. Если условии отличаются от перечисленных, то это указывается в задании.







Сейчас читают про: