3.4. Проверка двигателя по нагреву

Для проверки выбранного двигателя по нагреву используем метод эквивалентного момента. Используя нагрузочную диаграмму двигателя, определяем эквивалентный по нагреву момент за время работы в цикле. Затем приводим эквивалентный момент к номинальной продолжительности включения двигателя. Для нормального теплового состояния двигателя необходимо, чтобы приведённый к номинальной ПВ момент был не больше номинального момента двигателя.

Эквивалентный момент за время работы в цикле (по нагрузочной диаграмме):

√(196,11² • 0,07 + 19,42² • 0,63 + 43,90² • 0,04 + 220,70² • 0,07 + 43,90² • 5,26 + (-132,89²) • 0,15 + (-196,21²) • 0,29 + (-19,42²) • 2,54 + 157,37² • 0,29)/(0,07 + 0,63 + 0,04 + 0,07 + 5,26 + 0,15 + 0,29 + 2,54 + 0,29) = 64,53 Нм (57)

где n – число интервалов нагрузочной диаграммы, на которых двигатель находится в работе (интервалы пауз не учитываются);

t_i – время работы транспортера на i участке работы транспортера, с;

М – момент на валу двигателя на i участке работы транспортера. Нм

Для механизмов, работающих в повторно-кратковременном режиме, продолжительность включения в рабочем цикле отличается от номинальной продолжительности включения двигателя. Поэтому для этих приводов необходимо выполнить приведение эквивалентного момента к номинальной ПВ двигателя.

64,53 • √(46/40) = 69,20 Нм. (58)

где М_экв – эквивалентный момент за время работы в цикле, Нм;

ПВ – продолжительность включения, %;

ПВ_N – номинальная продолжительность включения, %

Если условие М_экв(пр) М_N выполняется, то выбранный двигатель проходит по нагреву. Если данное условие не выполняется, то необходим выбор другого двигателя большей мощности.

Запас по нагреву:

((82,62 – 69,20)/82,62) • 100% = 16,24 % (59)

где М_N – номинальный момент электродвигателя, Нм;

М_экв(пр) – приведенный к номинальной ПВ эквивалентный момент двигателя, Нм

Условие М_экв(пр) М_N выполняется, выбранный двигатель проходит по нагреву.

4. Выбор силового преобразовательного устройства для питания двигателя, выбор комплектующего оборудования и разработка принципиальной схемы силовой части электропривода

Для обеспечения необходимого режима работы двигателя постоянного тока независимого возбуждения, рассмотренного выше, используется двухкомплектный тиристорный преобразователь. Каждый комплект ТП собран по трёхфазной мостовой схеме и связь между комплектами осуществлена по встречно – параллельной схеме.

Двухкомплектные преобразователи могут выполняться с совместным и раздельным управлением комплектами. При раздельном управлении работает всегда только один комплект преобразователя, а на тиристоры второго импульсы управления не подаются. Механические характеристики двигателя, питаемого от такого преобразователя, имеют нелинейные участки, что объясняется работой преобразователя в режиме прерывистых токов. Режим прерывистых токов имеет место при относительно малых значениях тока нагрузки, поэтому при работе ЭД с большим диапазоном изменения момента нагрузки и при частых реверсах использовать двухкомплектный преобразователь с раздельным управлением нецелесообразно. Однако, величину зоны прерывистых токов можно значительно уменьшить включением сглаживающего дросселя, но это увеличит инерционность электропривода, и в замкнутой системе ЭП для обеспечения заданного быстродействия необходимо будет выбрать некомпенсированную постоянную времени меньшей, чем в случае отсутствия сглаживающего фильтра. Величина может получиться нереализуемой. Кроме этого, при раздельном управлении необходима бестоковая пауза 5 – 10 мс. на переключение комплектов при реверсе тока, поэтому преобразователи с раздельным управлением используются для питания тех механизмов, где по условиям технологического процесса эта пауза допустима. В преобразователях, с совместным управлением комплектами, одновременно работают оба комплекта: один – в выпрямительном, другой – в инверторном режиме, и между комплектами, протекает уравнительный ток. Для уменьшения его величины в состав преобразователя необходимо ввести уравнительные дроссели. Принимаем для ЭП раздельное управление комплектами тиристорного преобразователя.

Главным преимуществом мостовой схемы по отношению к нулевой схеме включения тиристоров в преобразователе является то, что в ней в два раза выше пульсность схемы (p=6), следовательно, меньше амплитуда переменной составляющей выходного напряжения. Это, в свою очередь, потребует значительно меньшую индуктивность сглаживающего реактора. Кроме того, в нулевой схеме должен быть использован трансформатор, вторичная обмотка которого, соединённая в «звезду», обеспечит «0» схемы.