3. Выбор типа электропривода

Основными факторами, определяющими род тока, тип и конструктивное исполнение двигателя, являются:

· показатели регулирования скорости (диапазон, плавность, стабильность скорости и т. д.);

· режим работы производственного механизма;

· производительность и надежность установки;

· основные затраты и эксплуатационные расходы на электрооборудование.

В данной работе расчет электропривода производится с асинхронным двигателем с фазным ротором, без учета технико-экономических

показателей, на основании технического задания.

Для данного механизма по техническому заданию предложено в качестве приводного двигателя выбрать двигатель типа МТН 412-6 У1. Механизм изменения вылета снабжен автоматическим, нормально замкнутым, колодочным тормозом типа ТКГ-200. Растормаживание выполняет электрогидравлический толкатель ТГМ2. Тормозной путь механизма не более 0,32 м.

Номинальные параметры электродвигателя изменения вылета стрелы:

Номинальная мощность Р₂=30 кВт.

Частота вращения ротораn2=965 об/мин Максимальный момент на валу М макс = 932 Н*м Номинальное напряжение статорной обмотки U1 = 380B Номинальный ток статорной обмотки I1=76 A Номинальный коэффициент мощности cosφH =0.71 Коэффициент полезного действия ηн=84.5 % Ток статорной обмотки на холостом ходу I0=41,8A Коэффициент мощности на холостом ходу cosφ0 =0.071 Активное сопротивление статора r1=0,133Ом Индуктивное сопротивление статора x1=0,197 Ом Активное сопротивление ротора r2=0,059 Ом Индуктивное сопротивление ротора х2=0,173 Ом Момент инерции ротора Jр = 2,7, кг·м2 Коэффициент приведения ротора к статору k =1.96 Коэффициент магнитного рассеивания σ = 1,049 Режим работы двигателя ПВ-25% 4. Расчет механических и электромеханических характеристик. Для расчета электромеханических и механических характеристика асинхронного двигателя необходимо воспользоваться его математической моделью, которая в общем случае представляется различными схемами замещения. Наиболее простой и удобной для инженерных расчетов асинхронного двигателя является Т-образная схема замещения, рис. 4.6.

Основные уравнения асинхронного двигателя, соответствующие

принятой схеме замещения:

Векторная диаграмма токов, ЭДС и напряжений асинхронногодвига-

теля, удовлетворяющая системе уравнений (4.42), изображена на рис. 4.7.

рис 4.7

Активное сопротивление ротора, приведенное к обмотке статора:

Ом

Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки ротора, приведен-

ное к обмотке статора:

Ом

Индуктивное сопротивление короткого замыкания:

Ом

Синхронная частота вращения n₀для промышленной частоты сети

50 Гц равнаn₀=1000 об/мин.

Добавочные сопротивления, вводимые в роторную цепь, возьмем в следующих соотношениях: 1с - r₂, 2с - 2r₂, 3с - 4r₂, 4с - 10r₂. Приведенные активные сопротивления ротора рассчитываются по формуле

- номинальное скольжениедля е.м.х;

Н*м – номинальный момент для е.м.х;

Расчет естественной механической характеристики двигателя произведем в соответствии с выражением:

Для всех ступеней сопротивлений получились следующие формулы зависимости момента от скольжения.

Зададимся параметрами скольжения S от 0 до 1 с шагом 0,001

Механические характеристики, рассчитанные в математической

системе MathCAD

Построим графики моментов от скорости.скорость вращения ротора определяется по формуле : n₂=1000*(1-s).

Из графика видно, что максимальный момент на валу двигателя (паспортные данные) меньше,чем электромагнитный критический момент двигательного режима M_кр, за счет потерь в самом двигателе.

Расчет электромеханических характеристик произведем по следующим формулам.

Найдем эквивалентное активное сопротивление схемы замещения в зависимости от скольжения для каждой ступени сопротивления по формуле

Затем полное эквивалентное сопротивление от скольжения

, где x_кз – вышеуказанный параметр, не зависящий от скольжения.

Вычислим cosφ для приведенной схемы

Вычислим приведенные активные и реактивные токи ротора

²

где

Вычислим активную и реактивную составляющую тока холостого хода

=41.8*0.071=2.9678 A

=41.8*0.9975=41.6545 A

Эти токи не зависят от величины скольжения и одинаковы на всех ступенях сопротивления.

Вычислим активную и реактивную составляющую тока статора.

Тогда ток статора рассчитаем по формуле

Зададимся параметрами скольжения S от 0 до 1 с шагом 0,001

Механические характеристики, рассчитанные в математической

системе MathCAD

Построим графики моментов от скорости.скорость вращения ротора определяется по формуле : n₂=1000*(1-s).

На основании паспортных данных и математической модели двигателя были построены механические и электромеханические характеристики для каждой ступени добавочных сопротивлений. Значения номинального тока статора, номинального и критического моментов асинхронного двигателя, определенные по его естественным характеристикам, практически совпадают со значениями, приведенными в каталожных данных, поэтому номинальные параметры асинхронного двигателя и параметры его схемы замещения не противоречат друг другу.