Безконтактні схеми керування

Пускорегулювальні безконтактні пристрої (ПРБП) використовуються для пуску, реверсування, гальмування і безступеневого регулювання швидкості асинхронних двигунів і двигунів постійного струму.

Внаслідок керування електродвигунами за допомогою керованих вентильних перетворювачів напруга на їхніх затискачах і струм у навантаженні мають пульсуючий характер, а на змінному струмі не синусоїдну форму. В результаті цього, а також в процесі комутації з’являються вищі гармонічні складові напруг і струмів, які призводять до додаткового нагрівання двигунів і виникненню радіозавад в цеховій електромережі.

Додаткове нагрівання двигунів залежить від коефіцієнту пульсацій Кі

Нагрівання двигунів постійного струму зростає на 5 – 7 % при Кі = 25 %, на 15 – 22 % при Кі = 35 %.

У випадку регулювання швидкості асинхронних двигунів зростають втрати ковзання. Щоб двигуни не перегрівалися, їх встановлена потужність повинна бути вище розрахункової.

Вибір ПРБП розглянемо на прикладі механізму переміщення візка.

Розраховуємо статичні моменти опору під час переміщення візка з номінальним вантажем (М1) і без нього (М2), приймаючи

В період розгону максимальний момент двигуна:

Номінальний момент двигуна:

(2,3 – кратність максимального моменту для режиму S3).

Кратність пускового моменту в період розгону:

Знаходимо номінальне ковзання S_ном і ковзання для максимального моменту двигуна :

 

Визначаємо відношення максимального моменту до моменту перемикання і середній момент М_сер під час розгону електродвигуна:

ПРБП вибирається і перевіряється за умовою:

, де

I_max – допустимий максимальний струм пристрою, А;

- номінальний струм в колі ротора двигуна, А;

Мн – номінальний момент двигуна, ;

М_сер – середній пусковий момент, ;

В зв’язку з тим, що в вибраному ПРБП регулювання швидкості здійсню -ється за допомогою асинхронно – вентильного каскаду введенням у коло ротора зустрічної ЕРС, то швидкість обертання буде змінюватися зі зміною цієї ЕРС згідно з виразом:

, де

синхронна швидкість обертання,

Е_р – випрямлена напруга ротора, пропорційна ковзанню,

Е_і – зустрічна ЕРС інвертора,

падіння напруги на активних опорах,

падіння напруги на вентилях випростувача,

падіння напруги на індуктивних опорах обмоток ротора і згладжувальних дроселях.

Регулювання зустрічної ЕРС (Еі) здійснюється блоком керування пристроєм зміною кута відкривання тиристорів інвертора.

Значення струму динамічного гальмування рекомендується вибирати для кожного двигуна окремо, виходячи з рівності потужностей втрат у гальмівному режимі і в режимі двигуна:

звідки , де

еквівалентний струм динамічного гальмування;

кількість фаз статорної обмотки, які беруть участь у динамічному гальмуванні;

R_ф – активний опір однієї фази;

номінальний фазний струм двигуна.

Враховуючи ці положення вибір безконтактних пристроїв необхідно вико -нувати таким чином, щоб його потужність була як можна ближчою до потужності вибраного двигуна.

 

 

І. Механічні характеристики електроприводу з двигуном змінного

Струму (приклади і задачі).

 

1. Асинхронний двигун з фазним ротором типу МТ31-6 (Р_н = 11,0кВт, U_н = 380 В, І_н =28,4 А, n_н =953 об/хв, r ₁= 0,415 Oм, x₁ =0,465 Ом, U_2k = 200 В; І_2н = 35,4А; г₂ = 0,132 Ом, х₂ =27 Ом, k_е = 1.84, λ= М_к/М_н = 3,1) працює з реактивним моментом на валі М = 95 Н∙м.

Визначити величину пускового моменту цього двигуна та його кутову швидкість при статичному навантаженні, якщо в коло ротора ввести додатковий резистор з опором R = 1,1 Ом.

Розв'язок

Приведені опори ротора до обмоток статора:

r'₂ = r₂∙ k_е²; r'₂ = 0,132∙1,84² = 0,447 Ом;

R_д'= R_д ∙ k_е²; R_д' = 1,1 ∙ 1,84² = 3,724 Ом;

х'₂ = х₂∙ k_е²; x₂ = 0,27 ∙ 1,84² = 0,914 Ом.

Індуктивний опір при короткому замиканні:

х_к = х₁ + х₂; х_к = 0,465 + 0,914 = 1,379 Ом.

Номінальна кутова швидкість:

ω_н = π ∙ n_н /30; ω_н = π ∙ 953 /30 = 99,8 рад/с.

Синхронна кутова швидкість:

ω₀ = π ∙ n₀ / 30; ω₀ = π ∙ 1000 / 30 = 104,7 рад/с.

Номінальний момент на валі двигуна:

М_н = Р_н/ ω_н; Мн = 11 ∙ 10³ / 99,8 = 110,2 Н ∙ м.

Критичний момент двигуна:

Мк = 3,1 ∙ М_н: Мк = 3,1 ∙ 110,2 = 341,6 Н ∙ м.

Механічна характеристика асинхронного двигуна:

Критичне ковзання на штучній характеристиці:

Відносна величина активного опору статора:

 

Пусковий момент на штучній характеристиці (s = 1.0)

Співвідношення критичного й статичного моментів

λ_С = М_Н / М_С: λ_С = 341,6 / 95 = 3,6.

Ковзання на штучній характеристиці при М= М_С:

S_Cl = 24,9: S_C2 = 0,336.

Приймаємо S_C2 = 0,336, яке відповідає режимові двигуна (Sc₁ відповідає режимові противмикання).

Швидкість обертання на штучній характеристиці при М = Мс:

n_с = (1 – S_С): n_с = 1000 ∙ (1 ∙ 0,336) = 664 об/хв.

Кутова швидкість на штучній характеристиці при М = Мс:

ω_с =ω₀ (1– S_C): ω_с = 104,7 ∙ (1 – 0,336) = 69,5 рад/с.

 

2. Асинхронний двигун потужністю Р_н = 400 кВт (U_н = 380 В, n_н =970 об/хв, U_2k = 535 В; І_2н = 475 А; λ= М_к / М_н = 2,5) приводить в рух підіймальний механізм. При опусканні вантажу зі швидкістю n_с = 0,3 n_н двигун працює в режимі противмикання з навантаженням Мс = 0,8 М_н. Визначити, що треба зробити з резистором у колі ротора, щоб при падінні напруги живлення на 20% забезпечити задану швидкість опускання вантажу.

 

Розв'язок.

Синхронна кутова швидкість:

ω₀ = π ∙ n₀/30; ω₀ = π ∙ 1000/30 = 104,7 рад/с.

Номінальне ковзання:

S_н = (n₀ – n_н)/ n₀; S_н = (1000 – 970)/1000 = 0,03.

Критичне ковзання:

Активний опір обмотки однієї фази ротора:

 

;

Ковзання при статичному навантаженні:

S_c = S_н ∙ М_с / М_н; S_c = 0,03 ∙ 0,8 = 0,024.

Ковзання при опусканні вантажу, коли U_м = U_н:

Опір додаткового резистора в колі ротора:

R_д = (S_{c пр}. / S_с – 1) ∙ r₂; R_д = (1,29 / 0,024 – 1) ∙ 0,0195 = 1,03 0м.

Критичне ковзання на штучній характеристиці:

S_кш = S_нш ∙ (r₂ + R_д) / r₂; S_кш = S_к ∙ (0,0195 + 1.03) / 0,0195 = 53,8 S_к. Співвідношення моментів при пониженій напрузі:

λ_С = λ ∙k_u² ∙ М_н / М_с ; λ_С = 2,5 ∙ 0,64/0.8 = 2,0.

Ковзання на штучній характеристиці:

Кутова швидкість двигуна при пониженій напрузі живлення:

ω_с = ω₀ (1- S_Cш); ω_с = 104,7 ∙ (і – 2,08) = –113 рад/с.

Величина опору додаткового резистора в колі ротора, з яким двигун при пониженій напрузі буде працювати з заданою швидкістю:

Отже, треба зменшити опір додаткового резистора на ΔR = R_д – R_{д 1};

ΔR = 1,03 – 0,631 = 0,399 Ом.

 

3. У краново-металургійного асинхронного двигуна з фазним ротором типу MTF312-6 (Р_н = 17,5 кВт, U_н = 380 В, І_н = 42,5 А, n_н = 950 об/хв, r ₁= 0,23 Oм, x₁ =0,334 Ом, U_2k = 233 В; І_2н = 54 А; г₂ = 0,107 Ом, х₂ =244 Ом, k_е = 2,66, λ = М_к / М_н = 2,4) з реактивним статичним навантаженням Мс = 108 Н. м потрібно змінити напрям обертання зміною двох фаз живлення статора. Визначити:

- величину опору резистора, який треба при цьому ввести додатково в коло ротора для обмеження початкового гальмівного моменту до М_пр =0.81М_к;

- величину моменту двигуна при зупинці (пускового в протилежному напрямку обертання);

- кутову швидкість двигуна в протилежному напрямку, якщо величина статичного моменту при реверсуванні не зміниться.

Розв'язок

Приведені опори ротора до обмоток статора:

r'₂ = r₂∙ k_е²; r'₂ = 0,107 ∙ 2,66² = 0,757 Ом;

х'₂ = х₂∙ k_е²; x₂ = 0,244 ∙ 2,66² = 1,726 Ом.

х _н = х₁ + х'₂; х_н = 0,344 + 1,726 = 2,06 Ом.

Номінальна кутова швидкість:

ω_н = π ∙ n_н /30; ω_н = π ∙ 950 /30 = 99,5 рад/с.

Синхронна кутова швидкість:

ω₀ = π ∙ n₀ /30; ω₀ = π ∙ 1000/30 = 104,7 рад/с.

Номінальний момент двигуна:

М_н = Р_н / ω_н; Мн = 17,5 ∙ 10³ / 99,5 = 175,9 Н∙м.

Критичний момент двигуна:

М_к = 2,4 ∙ Мн; Мк = 2,4 ∙ 175.9 = 422,2 Н∙м.

Початковий момент при противмиканні:

М_пр = 0,8 ∙ М_к; Мпр = 0,8 ∙ 422,2 = 337,7 Н∙м.

Номінальне ковзання:

S_н = (n₀ – n_н) / n₀; S_н = (1000 – 950)/1000 = 0,05.

Ковзання на природній характеристиці при М = М_с:

S_c = S_н • М_с / М_н; S_c = 0,05 ∙ 108 / 175,9 = 0,0306.

Ковзання на штучній характеристиці при противмиканні

S_ш = 1 + (1 – S_c); S_ш = 1 + (1 – 0,0306) = 1,97.

Відносна величина активного опору статора:

Співвідношення моментів критичного та противмнкання:

λ_пр= М_к / М_пр. λ_пр = 422,2 / 337,7 = 1,25.

Критичне ковзання на штучній характеристиці:

S_кш1 = 4,08; S_кш2 = 0,95.

Приймаємо S_кш = 4,08, тому що це ковзання відповідає меншому гальмівному струмові.

Величина приведеного додаткового опору в колі ротора:

Абсолютне значення опору додаткового резистора в колі ротора:

R_д = R'_д / k_е²; R_д = 7,7 / 2,662 = 1,4 Ом.

Величина пускового моменту на штучній характеристиці:

Співвідношення критичного й статичного моментів

λ_с = М_к / М_с; λ_с = 422,2 / 108 = 3,91.

Ковзання на штучній характеристиці при М = М_с:

S_ш1.1= 34,04; S_ш1.2 = 0,45.

Приймаємо S_ш1 = 0,45, тому що це ковзання відповідає режиму двигуна в протилежному напрямку обертання.

 

Кутова швидкість у протилежному напрямку обертання:

ω_ш = ω₀ (1 – S_ш1.2); ω_ш = 104,7 - (1 – 0,45) = 57,7 рад/с.

4. Асинхронний двигун з фазним ротором типу

MTF411-8 (Р_н = 18 кВт, U_н = 380 В, І_н = 46,7 А,

n_н = 700 об/хв, r ₁= 0,327 Oм, x₁ =0,53 Ом, U_2k = 221 В;

І_2н = 59 А; г₂ = 0,117 Ом, х₂ =0,26 Ом, k_е = 2,04,

λ = М_к / М_н = 2,5) повинен працювати в режимі

динамічного гальмування зі швидкістю ω_ш = – 32 рад/с.

Статорна обмотка вмикаєтся до джерела постійного

струму за схемою на рис.1. Активний статичний момент

на валу двигуна М = 175 Н∙м.

Рис.1. Схема динамічного гальмування двигуна.

Визначити величину опору додаткових резисторів, які потрібно ввімкнути симетрично в коло ротора, щоб критичний момент у режимі динамічного гальмування дорівнював критичному моментові в рушійному режимі при номінальній напрузі живлення статора.

Розв'язок

Номінальна кутова швидкість:

ω_н = π ∙ n_н /30; ω_н = π ∙ 700 /30 = 73,3 рад/с.

Синхронна кутова швидкість:

ω₀ = π ∙ n₀ /30; ω₀ = π ∙ 750/30 = 78,5 рад/с.

Номінальний момент двигуна:

М_н = Р_н / ω_н; Мн = 18 ∙ 10³ / 73,3 = 245,6 Н∙м.

Номінальне ковзання:

S_н = (n₀ – n_н) / n₀; S_н = (750 - 700)/750 = 0.067.

Приймаємо, що відносна швидкість при номінальному моменті динамічного гальмування дорівнює номінальному ковзанню:

 

V_с = S_н; V_н = 0,067.

Відносна швидкість при М_с = 175 Н∙м на характеристиці динамічного гальмування без додаткового резистора в колі ротора:

V_c = V_н ∙ М_с / М_н; V_с = 0,067 ∙ 175/245,6 = 0,0475.

Відносна швидкість на характеристиці з додатковим резистором Rx в колі ротора: V_с1= ω_с / ω₀; V_cl = 32 / 78,5 = 0,408.

Величина опору додаткового резистора в колі ротора:

R_д = r₂ ∙ (V_cl / V_c –1); R_д = 0,117 ∙ (0,408 / 0,0475 –1) = 0,888 Ом.

5. Для асинхронного двигуна типу МТВ211-6 (Р_н = 7,5 кВт, U_н = 380 В, І_н = 20,8 А, n_н = 935 об/хв, r ₁= 0,68 Oм, x₁ =1,07 Ом, U_2k = 255 В; І_2н = 19,8 А; г₂ = 0,44 Ом, х₂ =0,88 Ом, k_е = 1,38, λ = М_к / М_н = 2,5) розрахувати графоаналітичним методом опори резисторів для його пуску в три ступені. Момент статичного навантаження на валі двигуна М_с = 0,55 М_н; максималь- ний момент перемикання М₁ = 150 Н∙м.

Розв'язок

Приведені опори ротора до обмоток статора:

r'₂ = r₂∙ k_е²; r'₂ = 0,44 ∙ 1,38² = 0,838 Ом;

х'₂ = х₂∙ k_е²; x₂ = 0,88 ∙ 1,38² = 1,68 Ом.

х _к = х₁ + х'₂; х_к = 1,07 + 1,68 = 2,75 Ом.

Номінальна кутова швидкість:

ω_н = π ∙ n_н /30; ω_н = π ∙ 935 /30 = 97,9 рад/с.

Синхронна кутова швидкість:

ω₀ = π ∙ n₀ /30; ω₀ = π ∙ 1000/30 = 104,7 рад/с.

Номінальне ковзання:

S_н = (n₀ – n_н) / n₀; S_н = (1000 – 935)/1000 = 0,065.

Номінальний момент двигуна:

М_н = Р_н / ω_н; М_н = 7,5 ∙ 10³ / 97,9 = 76,6 Н∙м.

Критичний момент двигуна:

М_к =2,5 ∙М_н; М_к =2,5 ∙76,6 = 191,5 Н∙м.

Відносна величина активного опору статора:

Критичне ковзання на природній характеристиці:

S_к1= 0,36; S_к1 = 0,0114.

Механічна характеристика асинхронного двигуна:

Задаючись значеннями ковзання від S = 0 до S = S_к, розраховуємо й зводимо в табл.1 та будуємо на рис.2. робочу частину природної механічної характеристики.

Статичний момент навантаження:

Мс = 0,55∙Мн; Мс = 0,55∙76.6 = 42,1 Н∙м.

Мінімальний момент перемикання:

М_н ≥ 1,2∙М_н; М_н ≥ 1,2∙42,1 ≥ 50,6 Н∙м.

Таблиця 1.

S	--	0,02	0,04	0,065	0,08	0,1	0,15	0,2	0,25	0,3	0,36
М	Н∙м	25,6	49,3	76,6	91,3

 

Для визначення величини опорів пускових резисторів будуємо пускову діаграму в такій послідовності. Проводимо вертикальну лінію через точку з координатами: М = М₁, S = 1. Ця вертикаль перетне природну характеритику в точці b й горизонтальну лінію, яка проходить через точку з координатами: М = 0, 5 = 0, в точці а. З'єднавши точки з координатами: М = 0, S = 0 та М = M₁, S = 1, одержимо спрямлену штучну механічну характеристику двигуна з повністю введеними в коло ротора додатковими резисторами. Підбираючи М₂ ≥ 50,6 Н∙м, поступовим наближенням будуємо пускову діаграму в три ступені (рис. 2.).

Рис.2. Пускова діаграма двигуна.

З пускової діаграми визначаємо величину опорів додаткових резисторів, взявши до уваги, що відрізок ab = r₂.

de = R_д1; R_д1 = r₂∙de/ab:

cd = R_д2: R_д2 = r₂∙cd/ab:

bс = R_д3; R_д3 = r₂ ∙bc/ab;

be = R_п; R_п = r₂ ∙be/ab:

R_д1 = 0,44 ∙2,875 = 1,265 Ом; R_д2 = 0,44∙1331 = 0674 Ом;

R_д3 = 0,44 ∙0,844 = 0,371 Ом; R_п = R_д1 + R_д2 + R_д3;

R_п = 1.265 + 0.674 + 0.371 = 2.31 Ом.

 

 

6. Для асинхронного двигуна типу МТВ612-10 (Р_н = 60 кВт, U_н = 380 В, І_н = 145 А, n_н = 578 об/хв, U_2k = 245 В; І_2н = 153 А; λ = М_к / М_н = 3,0) розрахувати аналітичним методом опори резисторів, які потрібно ввімкнути додатково в коло ротора для запуску двигуна в чотири ступені (m = 4). Момент статичного навантаження при пуску М_с = 0,42 М_н; максимальний момент перемикання М₁ = 2,1 М_н.

Механічні характеристики двигуна на робочих ділянках вважати прямо - лінійними.

Розв'язок

Номінальна кутова швидкість:

ω_н = π ∙ n_н /30; ω_н = π ∙ 578 /30 = 60,5 рад/с.

Синхронна кутова швидкість:

ω₀ = π ∙ n₀ /30; ω₀ = π ∙ 600/30 = 62,8 рад/с.

Номінальне ковзання:

S_н = (n₀ – n_н) / n₀; S_н = (600 – 578)/600 = 0,0367.

Номінальний момент двигуна:

М_н = Р_н / ω_н; М_н = 60 ∙ 10³ / 60,5 = 991,3 Н∙м.

Критичний момент двигуна:

М_к = 3,0∙М_н; М_к = 3,0∙991,3 = 2973,9 Н∙м.

Максимальний момент перемикання:

М₁ = 2,1∙Мн; М₁= 2,1∙991,3 = 2081,7 Н∙м.

Момент статичного навантаження:

М_с = 0,42∙М_н; Мс = 0,42∙991,3 = 416,3 Н∙м.

Мінімальний момент перемикання:

М₂ ≥ 1,2∙Мс: М₂ ≥ 1,2∙416,3 ≥ 499,6 Н∙м.

Активний опір обмотки однієї фази ротора:

Співвідношення максимального й мінімального моментів:

Опори додаткових резисторів:

R_д4 = r₂ ∙(λ –1); R_д4 = 0,034 ∙ (1,9 – 1) = 0,031 Ом.

R_д3 = R_д4 ∙ λ; R_д3 = 0,031 ∙ 1,9 = 0,058 Ом.

R_д2 = R_д3 ∙ λ; R_д2 = 0,058 ∙ 1,9 = 0,11 Ом.

R_д1 = R_д2 ∙ λ; R_д1 = 0,11 ∙ 1,9 = 0,21 Ом.

Мінімальний момент перемикання:

М₂ = M₁ / λ: М₂ = 2081,7 / 1.9 = 1095,6 Н∙м.

Мінімальний момент перемикання М₂ > 1.2 М_с, отже запуск двигуна здійсниться за заданим законом.

 

ІІ. Механічні характеристики електроприводу з двигуном постійного

Струму (приклади і задачі).

7. Для двигуна постійного струму з незалежним збудженням потужністю Р_н = 11 кВт (U_н = 220 В, І_н = 59 А, (ω_н = 314 1/с) визначити ККД при номінальному навантаженні та величину внутрішнього опору якоря, враховуючи, що при номінальному навантаженні його постійні й змінні втрати рівні між собою. Розрахувати та побудувати:

- природну електромеханічну характеристику;

- штучну з введеним послідовно в коло якоря додатковим резистором з опором R_д = 1,63 Ом;

- штучну при динамічному гальмуванні, в якої при номінальній швидкості струм у колі якоря дорівнює 118 А; визначити також опір додаткового резистора, який треба ввести послідовно в коло якоря для одержання цієї характеристики.

Розв'язок

Коефіцієнт корисної дії двигуна:

Внутрішній опір якоря двигуна:

R_яд = 0,5∙(U_н∙І_н –Р_н∙10³)/І_н²;

R_яд = 0,5 ∙ (220 ∙ 59 – 11 ∙ 10³)/59² = 0,284 Ом.

Конструктивний коефіцієнт:

Кутова швидкість неробочого ходу:

ω₀ =U_н /сФ_н; ω₀ = 220 / 0,647 = 340 рад/с.

Природна електромеханічна характеристика будується через дві точки з координатами: І_я = 0, ω = ω₀, та І_я = Ін., ω = ω_н. Ця характерисика повинна обовязково проходити через точку з координатами: ω = 0, І_я = І_кз. Це дає можливість проконтролювати правильність розрахунку.

Струм короткого замикання кола якоря:

І_кз = U_н / R_яд; І_кз = 220 / 0,284 = 774,5 А.

Треба відмітити, що струм короткого замикання у 13,1 разів більший від номінального. Кутова швидкість на штучній характеристиці при номінальному навантаженні:

Штучна електромеханічна характеристика будується через точки з координатами: І_я = 0, ω = ω₀, та І_я = І_н, ω = ω_ш.

Електромеханічна характеристика динамічного гальмування будується через точки з такими координатами: І_я = 0, ω = 0, та І_я = –118А, ω =ω_н.

Величина опору додаткового резистора, який потрібно ввести послідовно в коло якоря при динамічному гальмуванні:

Розраховані характеристики зображені на рис. 7.1.

Рис. 7.1. Розрахункові характеристики двигуна.

 

 

8. Для двигуна постійного струму з незалежним збудженням потужністю Рн = 3,2 кВт (U_н = 220 В, І_н = 19 А, n_н = 750 об/хв., R_яд = 0,735 Ом) розрахувати аналітичним і графоаналітичним методами опори пускових резисторів у чотири ступені. Максимальний струм перемикання І₁ = 41,8 А. Струм статичного навантаження І_с = 17 А. Мінімальний струм перемикання І₂ потрібно визначити.

Розв'язок

Аналітичний метод

Співвідношення І₁ / І₂ = λ,

Опори пускових резисторів:

r₁ = λ³ ∙(λ –1) ∙ R_яд; r₁ = 1,64³ ∙ (1,64 – 1) ∙ 0,735 = 2,05 Ом.

r₂ = λ² ∙(λ –1) ∙ R_яд; r₂ = 1,64² ∙ (1,64 – 1) ∙ 0,735 = 1,26 Ом.

r₃ = λ ∙(λ –1) ∙ R_яд; r₃ = 1,64 ∙ (1,64 – 1) ∙ 0,735 = 0,76 Ом.

r₄ = (λ –1) ∙ R_яд; r₄ = (1,64 – 1) ∙ 0,735 = 0,46 Ом.

Сумарний опір пускових резисторів:

R_п = r₁ + r₂ + r₃ + r₄; R_п = 2,05 + 1,26 + 0,76 + 0,46 = 4,53 Ом.

Сумарний опір кола якоря:

R_кя = R_п + R_яд; R_кя = 4,53 + 0,735 = 5,265.

Схема вмикання резисторів показана на рис. 7.2 а.

Графоаналітичний метод

Номінальна кутова швидкість:

ω_н = π ∙ n_н /30; ω_н = 3,14 ∙ 750/30 = 78,5 рад/с.

Конструктивний коефіцієнт двигуна:

Кутова швидкість неробочого ходу:

ω₀ = U_н / сФ_н; ω₀ = 220 / 2,62 = 84 рад/с.

Будується природна характеристика ω = f(І_я), яка проходить через точки з координатами: І_я = 0, ω = ω₀, та І_я = І_н, ω = ω_н.

Мінімальний струм перемикання:

І₂ = І₁/ λ; І₂ = 41,8 / 1,64 = 25,5 А.

Провівши вертикальні лінії через І₁ та І₂ до перетину з природною характеристикою будується відтак пускова діаграма в чотири ступені, починаючи від точки з координатами: І_я = І₁, ω = 0. Остання горизонтальна лінія повинна прийти в точку b. На діаграмі відрізок аb ~ R_яд, fе ~ r₁, ed ~r₂, dc ~ r₃, cb ~ г₄.

 

Отже, опори пускових резисторів:

r₁ = fe/ab ∙ R_яд; r₁ = 2,82 ∙ 0,735 = 2,07 Ом.

r₂ = ed/ab ∙ R_яд; r₂ = 1,73 ∙ 0,735 = 1,27 Ом

r₃ = dc/ab ∙ R_яд; r₃ = 0,95 ∙ 0,735 = 0,77 Ом

r₄ = cb/ab ∙ R_яд; r₄ = 0,63 ∙ 0,735 = 0,46 Ом

Повний опір пускових резисторів:

R_п = fb/ab ∙ R_яд; R_п = 6,2 ∙ 0,735 = 4,57 Ом

Аналітичний і графоаналітичний методи розрахунку дали достатньо близькі значення опорів пускових резисторів.

 

 

Рис. 8.1. Схема включення додат –

кових резисторів а) і характеристики

Двигуна.

 

 

9. Визначити приведені до валу двигуна статичний момент і момент інерції механізму підіймача (рис. 9.1) при підійманні вантажу масою 1300 кг з швидкістю V = 1,7 м/с. Двигун обертається з кутовою швидкістю ω = 97 рад/с. Діаметр барабана D_б = 0,65 м, момент інерції J_б = 8,1 кг ∙м². Коефіцієнт корисної дії (ККД) передач η = 0,82. Момент інерції редуктора, приведений до валу двигуна, J_р = 0,12 кг∙м². Масою троса можна знехтувати.

 

Розв'язок

Статичний момент, приведений до валу двигуна, при підійманні вантажу:

Кутова швидкість барабана:

Передавальне число передач:

Момент інерції, приведений до валу двигуна:

Довідниковий матеріал.

Таблиця №1 Класифікація кранів по режимам роботи

 

Номінальний режим	Середньодопустиме використання	Найменування кранових механізмів і призначення кранів (типові випадки)
по вантажу	в порі	ТВ, %	темпе­- ратура навкол. серед., °С
року	діб
Л	1,0 0,75	Нерегулярна непостійна робота		Механізми підйому і переміщення ремонтних кранів, кранів машинних залів; механізми переміщення мостів перевантажувачів;механізми переміщення башт кабель-кранів; електроталі, призначені для обслуговування ре­монту верстатів та іншого цехового обладнання; рідко працюючі лебідки, лебідки протиугінних захватів
0,5	0,25	0.33
0,25	0,5	0,67
0,1	1,0	1,0
С	1,0	1,0	0,67			Механізми підйому і пересування кранів механічних і складальних цехів заводу з середньосерійною продукцією і кранів механічних майстерень; механізми повороту будівельних кранів; електроталі машинобудівних заводів; механізми повороту і пересування нормальних портових кранів; механізми монтажних кранів на будівництвах. Механізми пересування візка і повороту добудовних (суднобудівельних) кранів
0,75	0,5	0,33
0,5	0,5	0,67
0,25	1,0	1,0
0,1	1,0	1,0
В	1,0	1,0	0,67			Механізми технологічних кранів механічних цехів, ливарних цехів і складів на заводах з великосерійною продукцією; механізми підйому і пересування вантажного візка кабель-кранів; механізми підйому будівельних кранів; електроталі металургійних заводів; механізми підйому і пересування мостів добудовних кранів; механізми магнітних кранів і шихтових дворів
1,0	1,0	0,33
0,75	0,75	0,67
0,5	1,0	1,0
0,25 0,1	1,0	1,0
ДВ	1,0	1,0	1,0			Механізми технологічних кранів металургійної промисловості; рудні і вугільні перевантажувачі; механізми грейферних і магнітних спеціальних кранів і складських кранів металургійних заводів
0,75	1,0	1,0
0,5	1,0	1,0
0,25	1,0	1,0
0,1	1,0	1,0

 

Таблиця №2. Дані фактичного режиму роботи різних кранів