2020-08-05
103
3.1. Выбор двигателя
Производственный механизм задается руководителем технологической практики (в качестве рекомендуемых являются механизмы мостовых кранов, вентиляторов, транспортеров и т.д.). По заданному варианту рассчитаем мощность двигателя и выберем по каталогу двигатель с фазным ротором крановой или краново-металлургической серии.
Выбран двигатель крановой серии типа МТ111-6
Таблица 3.1.
Паспортные данные двигателя типа МТ111-6
| Pн=3,5 [кВт] | Статор: | Ротор: |
| nн=915 [об/мин] | Iсн=10,5[А] | Iрн=13,7[А] |
| Uн=380 [В] | Iсх=6,6[А] | Ерн=181[В] |
| Mк/Mн=2,3 | rс=2,16[Ом] | rр=0,525[Ом] |
| xс=2,03[Ом] | xр=0,755[Ом] |
| ke=1,96 |
3.2. Расчет и построение естественных и реостатных характеристик w=f(M) и w=f(I2)
Если механическая характеристика проходит через точку wс=0,5×wн, Mс=Мн. Определим параметры резистора. Построим пусковую диаграмму при пуске в 3 ступени. Определим параметры пусковых резисторов:
Ом;
Ом;
Ом.
Естественная механическая характеристика строится по 4-м точкам:
1) 
c-1;
2) 
c-1;
|
|
|
Н×М.
3) 
Н×М;
;
;
c-1;
4) 
Н×М.
Электромеханическая характеристика построена по формуле
.
Пусковая диаграмма:
M1=0,8Mк=67[Н×М]; M2=40 Н×М
Графически определяем r1=1,312 [Ом]; r2=0,7875 [Ом]; r3=0,6825 [Ом].
[Ом].
Для расчёта реостатной характеристики, проходящей через точку wс=0,5×wн=47,91[c-1]; Mc=Mн определяю добавочное сопротивление:
 |
 |
Рис. 3.1. Естественная схема включения асинхронного двигателя
Рис. 3.2. Схема включения асинхронного двигателя с пусковыми сопротивлениями в четыре ступени
Рис. 3.3. Естественная и реостатная механические характеристики
где 
;
;
;
Н×М;
Уравнение механической характеристики:
.
Уравнение электромеханической характеристики
.
Результаты вычислений по вышеприведенным формулам сведены в табл. 3.2, естественные и реостатные механические и электромеханические характеристики изображены на рис. 3.3, 3.4.
Таблица 3.2
Значения М, I'2, I'2p
| w | S | I'2, А | Mи | I'2p, А |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| -200 | 2,9102197 | 38,623286 | 82,849853 | 26,763 |
| -150 | 2,4326648 | 38,158686 | 83,999706 | 24,637561 |
| -100 | 1,9551098 | 37,459867 | 82,823741 | 21,93164 |
| -50 | 1,4775549 | 36,299884 | 77,512088 | 18,443951 |
| -40 | 1,3820439 | 35,97135 | 75,724597 | 17,630905 |
| -30 | 1,286533 | 35,594586 | 73,633769 | 16,774205 |
| -20 | 1,191022 | 35,158671 | 71,209397 | 15,871548 |
| -15 | 1,1432665 | 34,914221 | 69,862223 | 15,402264 |
| -10 | 1,095511 | 34,649278 | 68,419577 | 14,920628 |
| -5 | 1,0477555 | 34,361297 | 66,877251 | 14,426355 |
Окончание таблицы 3.2
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 0 | 1 | 34,047313 | 65,230966 | 13,919167 |
| 5 | 0,9522445 | 33,703862 | 63,476393 | 13,398792 |
| 10 | 0,904489 | 33,32687 | 61,60917 | 12,864964 |
| 15 | 0,8567335 | 32,911525 | 59,624923 | 12,317427 |
| 20 | 0,808978 | 32,452114 | 57,519288 | 11,755938 |
| 30 | 0,713467 | 31,372449 | 52,926624 | 10,590203 |
| 50 | 0,5224451 | 28,27174 | 42,100949 | 8,0824499 |
| 60 | 0,4269341 | 25,981501 | 35,808991 | 6,7383219 |
| 70 | 0,3314231 | 22,899358 | 28,899343 | 5,3334648 |
| 80 | 0,2359121 | 18,659849 | 21,356684 | 3,8682553 |
| 90 | 0,1404011 | 12,75683 | 13,174739 | 2,3438444 |
| 100 | 0,0448902 | 4,6463251 | 4,3583314 | 0,7622683 |
| 102 | 0,025788 | 2,7320425 | 2,5202397 | 0,4393408 |
| 104,6 | 0,0009551 | 0,1040699 | 0,0941317 | 0,0163405 |
| 106 | -0,012416 | 1,3718971 | -1,229199 | 0,2129029 |
| 108 | -0,031519 | 3,5466634 | -3,140049 | 0,5421557 |
| 110 | -0,050621 | 5,7885036 | -5,074612 | 0,8734503 |
| 120 | -0,146132 | 17,400402 | -15,09124 | 2,5592198 |
| 130 | -0,241643 | 27,809304 | -25,64234 | 4,2898245 |
| 150 | -0,432665 | 39,794036 | -48,06495 | 7,8589994 |
| 170 | -0,623687 | 43,602101 | -71,60943 | 11,517313 |
| 200 | -0,91022 | 44,621873 | -106,8986 | 17,000206 |
| 230 | -1,196753 | 44,419388 | -138,9618 | 22,225976 |
| 260 | -1,483286 | 44,048313 | -164,7825 | 26,946156 |
| 270 | -1,578797 | 43,926609 | -171,6798 | 28,37642 |
| 280 | -1,674308 | 43,809804 | -177,6771 | 29,728587 |
| 290 | -1,769819 | 43,698658 | -182,7774 | 31,000769 |
| 300 | -1,86533 | 43,59345 | -187,001 | 32,192327 |
| 310 | -1,96084 | 43,494169 | -190,3825 | 33,303731 |
|
|
|
 |
Рис. 3.4. Естественная и реостатная электромеханические характеристики
3.7. Рассчитать и построить w=f(M) ЭДТ с независимым возбуждением
, а также рассчитать сопротивление добавочного резистора, если характеристика должна проходить через точку: w=wн, -M=1,2×Мн.
3.4. Расчёт и построение w=f(M) ЭДТ с независимым возбуждением
Для получения максимального момента порядка 1,2×Мн требуется согласно кривым [1] ток возбуждения двух кратный трёхфазный от холостого хода, т. е. ток возбуждения должен быть
Iв = 2×Iсх = 2×7,5 = 15 А. (3.34)
Полное сопротивление цепи возбуждения
R = Uн/Iв = 220/15 = 14,667 Ом. (3.35)
Добавочное сопротивление цепи возбуждения получится
Rв = R – 2×rc = 14,667 – 2×2,09 = 10,487 Ом. (3.36)
где 2×rc – сопротивления последовательно соединённых двух фаз статора.
Из универсальных механических характеристик динамического торможения для асинхронного двигателя с фазным ротором типа МТ [1] видно, что для каждого тока возбуждения в пределах 2 – 3 кратного неудовлетворительными являются характеристики, соответствующие полному активному сопротивлению Rр = 1, так как они дают наименьшие тормозные моменты. Поэтому возьмём Rр = 0,2×Rр.н, тогда получим
Rт = 
Ом. (3.37)
Так как рабочий участок механической характеристики до кр практически линейный, то рабочий участок характеристики электродинамического торможения есть прямая линия, проходящая через начало координат и через точку при условии, что Rр = Rр.н = 1
w = wн = 95,295 с–1;
– M = 1,2×Мн = 1,2×36,728 Н×м.
При Rр = 0,2×Rр.н угловую скорость определим из соотношения
,
откуда найдём w0,2, получим
w0,2 = 0,2×wн = 0,2×95,295 = 19,059 с–1.
Механические характеристики w=f(M) электродинамического торможения изображены на рис. 3.7.
 |
Рис. 3.6. Схема динамического торможения асинхронного двигателя
Рис. 3.7. Механическая характеристика ЭДТ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данной работе был проведён расчёт автоматизированного электропривода с двигателями постоянного тока и с асинхронным с фазным ротором. В главе первой рассчитаны характеристики ДПТ параллельного возбуждения типа П52, во второй ДПТ типа Д – 21 последовательного возбуждения и в третьей асинхронного двигателя краново-металлургической серии типа МТ – 12 – 6.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ
ИСТОЧНИКОВ
1. Вешеневский С.Н. Характеристики двигателей в электроприводе. - М.: Энергия, 1977. - 432с.
2. Ключев В.И. Теория электропривода. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 560с.
3. Чиликин М.Г., Соколов М.М., Терехов В.М., Шинянский А.В. Основы автоматизированного электропривода. - М.: Энергия. 1974. - 568с.
4. Чиликин М.Г., Ключев В.И., Сандлер А.С. Теория автоматизированного электропривода. — М.: Энергия, 1979. — 616 с.
