Методические указания

1. Введение

Во введении следует кратко описать область применения, особенности работы и требования к реостатному электроприводу с заданным типом электродвигателя; регулировочные свойства, преимущества и недостатки, возможные способы автоматизации электропривода и требования к системе управления.

2. Выбор мощности электродвигателя

Нагрузка двигателя – основной фактор, оценивающий потери энергии, выделяющиеся в двигателе, и его нагрев при работе. Согласно основным уравнениям движения она зависит от статической нагрузки и от динамических моментов, обусловленных изменениями скорости электропривода.

Процесс выбора электродвигателя выполняется в три этапа:

• по нагрузочной диаграмме рабочего механизма с грубой оценкой влияния динамических перегрузок осуществляют предварительный выбор двигателя;

• для выбранного двигателя рассчитывают нагрузочную диаграмму двигателя и проверяют двигатель по нагреву;

• если двигатель перегружен или недоиспользуется, по уточненной оценке влияния динамических нагрузок повторяют выбор и проверку вновь выбранного двигателя.

2.1. Ориентировочный выбор электродвигателя.

2.1.1. По заданным кинематической схеме рабочего механизма и электропривода и моментам сопротивлений рабочих механизмов определяют приведенный к частоте вращения вала двигателя статический момент нагрузки в начале и конце рабочего цикла и строят нагрузочную диаграмму рабочего механизма M_c=f(t) (рис.3a). На основании энергетического баланса системы приведенный момент статического сопротивления

для кинематической схемы (а)

(1a)

для кинематической схемы (б)

(2б)

где , - заданные момент и усилие статического сопротивления соответственно в начале и конце рабочего цикла; m, n - число одновременно работающих механизмов и электродвигателей, соответственно; - установившаяся угловая скорость движения рабочего механизма; - установившаяся скорость подъема груза; i и  - соответственно, передаточное отношение и КПД механической передачи; _уст - установившаяся угловая скорость двигателя, определяемая как (для схемы а), (для схемы б).

2.1.2. По среднему значению приведенного к валу двигателя статического момента определяют требуемую среднюю мощность электродвигателя:

(2)

где - коэффициент запаса, учитывающий влияние динамических моментов и ухудшение вентиляции двигателя (если выбирается двигатель с самовентиляцией) в периоды пауз, разбега и торможения.

При заданной частоте вращения и средней мощности по каталогу выбирают двигатель, у которого ; .

2.1.3. Из каталога выписывают все необходимые данные принятого двигателя, включая момент инерции или маховый момент двигателя. На основании этих данных рассчитывают параметры, необходимые для дальнейших расчетов, и результаты заносят в таблицу.

Технические данные двигателя постоянного тока

Тип двигателя	Мощность Pном, кВт	Напряжение якоря Uном, В	Номинал. частота вращения nном, об/мин	КПД ном, %	Ток якоря Iном, А	Момент Mном, Нм	Суммарное сопротивление якоря Rя, Ом	Сопротивление обмотки возбуждения Rв, Ом	Допустмая перегрузка по току Iдоп /Iном	Момент инерции Jдв, кгм2

Технические данные асинхронного двигателя

Тип двигателя	Мощность Pном, кВт	Напряжние Uном, В	Синхронная частота вращения n0, об/мин	КПД ном, %	сos 	Скольжение s, %	Перегрузоч-ная способ-ность 	Ток ротора Ip, А	Напряжение ротора Up, В	Момент Мном, Нм	Момент инерции Jдв, кгм2

При наличии каталожных данных о сопротивлении обмотки якоря R_о.я и сопротивлении добавочных полюсов R_д.п. сопротивление якорной цепи определяется как R_я=R_о.я+R_д.п. В случае если в каталоге сопротивление якоря не указано, то его ориентировочно определяют, принимая, что половина всех потерь в двигателе при номинальной нагрузке связана с потерями в меди якоря

. (3)

Следует учесть, что сопротивление обмоток возбуждения и якорных цепей в каталогах приводится при температуре 15 или 20 ⁰С. Необходимо привести каталожное значение сопротивления к рабочей температуре 80-90 ⁰С, для чего каталожное сопротивление умножается на коэффициент . Для обмоток, выполненных из меди, Ом/⁰С. Например, если разность температур действительной ( ) и каталожной ( ) составляет 70⁰С, то , тогда .

Если в каталоге не приводится номинальный ток якоря I_ном его можно определить, зная сопротивление цепи якоря, из уравнения (3).

Синхронная частота вращения асинхронных двигателей , где f₁ =50 Гц – частота питания, р – число пар полюсов, определяемое из типоразмера двигателя. Обычно число полюсов указывается в конце перед обозначением климатического исполнения и категории размещения. Так двигатель типа АК-82-6У3 имеет шесть полюсов, соответственно р=3.

Н оминальный момент .

Если в каталоге для двигателей указывается значение махового момента GD² (кгсм² или Нм²), определение момента инерции ротора двигателя выполняется согласно таблице пересчета единиц измерения.

Таблица 6. Пересчет единиц измерения