Расчет и построение скоростных характеристик ЭП

Рассчитаем скоростную характеристику, исходя из выражения для тока I2 (2.4.22), для различной частоты питающего напряжения и занесем результаты в табл. 2.2.

             

где S (f) – это скольжение при заданной частоте, которое можно найти по формуле

                         

Где f^*= f_i / f; ω_0н – номинальная скорость вращения; f – заданная частота питающего напряжения; f_i – изменяющаяся частота.  

В результате подстановки выражения (2.4.22) в (2.4.21) получим окончательное выражение для скоростной характеристики:

                                       (рад/с).

Подставив различные значения частоты питающего напряжения  и скорости от 0 до ω₀(f) в формулу (2.4.23), получим значения момента для скоростных характеристик при различных частотах.

Таблица 2.2.

Результаты расчета скоростной характеристики

50 Гц	ω	0	15	30	45	60	75	85	95	104
	I 2 ’	51,03	50,79	50,42	49,82	48,69	46,11	41,88	30,64	4,08
40 Гц	ω	0	10	20	30	40	50	60	70	80
	I2’	56,19	55,86	55,41	54,76	53,73	51,98	48,53	40,31	16,90
30 Гц	ω	0	10	20	30	40	45	50	55	60
	I2’	62,86	62,01	60,70	58,47	54,12	50,20	43,85	33,06	14,90
20 Гц	ω	0	5	10	15	20	25	30	35	40
	I2’	71,03	69,74	68,03	65,68	62,32	57,26	49,15	35,45	12,34
10 Гц	ω	0	4	8	10	12	14	16	18	20
	I 2 ’	74,79	69,80	62,72	58,00	52,16	44,84	35,57	23,76	8,80

Рис. 2.14. Скоростные характеристики электропривода

Расчет механических характеристик электропривода

Запишем выражения для момента АД, подставляя в него значения параметров с учетом частоты питающего напряжения:

В результате элементарных преобразований выражения (2.4.24), подставив в него (2.4.22), получим окончательное выражение для построения механической характеристики:

Подставив различные значения частоты питающего напряжения  и скорости от 0 до ω₀(f) в данную формулу, получим значения момента для построения механических характеристик (рис. 2.15) при различных частотах.

Таблица 2.3

50 Гц	ω	0	15	30	45	60	75	85	95	104
	M	37,73	43,59	51,56	62,92	80,14	107,81	133,38	142,80	25,33
40 Гц	ω	0	10	20	30	40	50	60	70	80
	M	57,17	64,14	72,97	84,45	99,80	120,86	149,25	176,52	108,54
30 Гц	ω	0	10	20	30	40	45	50	55	60
	M	95,41	110,36	130,32	157,55	193,71	212,91	224,93	207,82	112,62
20 Гц	ω	0	5	10	15	20	25	30	35	40
	M	182,71	199,92	219,96	243,02	268,54	293,33	306,19	273,08	115,73
10 Гц	ω	0	4	8	10	12	14	16	18	20
	M	405,16	435,96	460,29	465,14	459,74	436,83	384,78	286,11	117,68

 

Рис. 2.15. Механические характеристики и статический момент

M_c(f) = 0,45M_кр(f)

Задание 5. Расчет моментов нагрузки и моментов инерции производственного механизма

 

Расчет моментов нагрузки и моментов инерции производственного механизма выполняется на основе конструктивных и технологических данных машины, указываемых в задании. Моменты нагрузки и моменты инерции движущихся масс механизма приводятся к валу двигателя с учетом передаточного отношения и КПД редуктора.

По рассчитанным приведенным статическим нагрузкам на валу двигателя и заданном времени рабочего цикла строится нагрузочная диаграмма.

В ряде случаев диаграммы скорости и момента производственного механизма могут быть рассчитаны заранее и представлены, например, в виде таблиц в задании на курсовую работу. В этом случае тахограмма и нагрузочная диаграмма строятся по данным технического задания рис. 2.16.

Рис. 2.16. Тахограмма и нагрузочная диаграмма производственного механизма: 1 – реактивная нагрузка; 2 – активная нагрузка

 

Если в техническом задании приводится частота вращения n_j про­изводственного механизма, то она пересчитывается на угловую ско­рость в соответствии с выражением:

где n_j  частота вращения производственного механизма на i -м интервале времени, об/мин.

Определение приведенного к валу двигателя в момент инерции рабочей машины. Приведенный к валу электродвигателя момент инерции системы J, кг∙м², определяется по формуле

                     

где k – коэффициент, учитывающий момент инерции механической передачи, k = 1,05–1,2; J _Д – момент инерции ротора электродвигателя, кг   м²; J _М – момент инерции вращающихся частей рабочей машины, кг м²; m_м – масса частей рабочей машины, движущихся поступательно, кг; u_м – скорость поступательного движения частей рабочей машины, м/с, u – не указано.

Момент инерции электродвигателя определяется по каталогу. Момент инерции рабочей машины определяется по паспортным данным или подсчитывается аналитически.

Предельно допустимый динамический момент инерции на валу электродвигателя при статической нагрузке определяется по формуле

                                                        (2.5.3)

где P _н – номинальная мощность электродвигателя, кВт; р – число пар полюсов; k – коэффициент, зависящий от типа двигателя; k _mc – коэффициент, зависящий от характера изменения статического момента сопротивления (М_С) при разгоне электродвигателя.

Для электродвигателя, находящегося в практически холодном состоянии, допускается два последовательных пуска с предельным динамическим моментом на валу; для электродвигателя, нагретого до рабочей температуры – один.

 

Пример 2.9. Определить приведенный к валу электродвигателя момент инерции системы, используя данные приведенные выше. Масса погонного метра цепи со скребками m = 5 кг.

 

Решение. Масса цепи со скребками скребкового транспортера m_т, кг, равна

m_T = m∙2∙L_T =5∙2∙15=150 кг.

Масса груза:

 По формуле  2.5.2:

Пример 2.10. Определение приведенного к валу двигателя