электропривод подъема. Электропривод поворота ЭКГ 4у. 3 расчет электропривода механизма поворота одноковшового экскаватора экг4у

• Название: 3 расчет электропривода механизма поворота одноковшового экскаватора экг4у
• Анкор: электропривод подъема
• Дата: 20.09.2021
• Размер: 1.44 Mb.
• Имя файла: Электропривод поворота ЭКГ 4у.doc
• Тип: Документы; #234726
• страница: 2 из 3

Принимая за расчетный угол поворота платформы на разгрузку , найдем угол на который платформа повернется с установившейся скоростью, и время поворота на этот угол.



Время разгона двигателя до установившейся скорости с порожним ковшом.



Угол, на который платформа повернется при разгоне двигателя с порожним ковшом.



где: .

Время торможения двигателя с порожним ковшом определим по формуле.



Угол, на который платформа повернется при торможении с порожним ковшом.



где:

Угол поворота платформы с установившейся скоростью равен.



По полученным данным строим нагрузочные и скоростные диаграммы поворотного механизма экскаватора ЭКГ-4у, рисунок 3.3.


Рисунок 3.3 - Нагрузочные и скоростные диаграммы поворотного механизма экскаватора ЭКГ-4у

Эквивалентный момент двигателя определяем по формуле.




Коэффициент продолжительности включения двигателя.



где: tраб =

Согласно условию:

Определяем эффективную мощность двигателя по формуле.



Согласно условию:
Расчеты показали, что выбранный двигатель ДЭВ–812 удовлетворяет требованиям поворотного механизма.

Однако двигатель постоянного тока обладает существенными недостатками:

трудоемкость обслуживания, ненадежный щеточный аппарат, необходимость электромеханического преобразования электроэнергии.

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором благодаря своей простоте, дешевизне, малым габаритным размерам широко используется в нерегулируемом приводе различных машин, применяемых в промышленности. Но общеизвестные недостатки этого типа двигателя (отсутствие возможности регулирования частоты вращения, значительные пусковые токи, малая кратность пускового момента, потеря энергии скольжения и низкий коэффициент мощности при пусках и параметрических способах регулирования, отсутствие плавности нарастания пускового момента двигателя и ряд других) не позволяют эффективно их использовать и резко ограничивают область их применения.

Устранение вышеперечисленных недостатков асинхронного двигателя может быть достигнуто за счет применения частотного управления. Для регулирования частоты напряжения, подводимого к электродвигателю, необходимо наличие преобразователя частоты.

Большое применение получили полупроводниковые преобразователи частоты, используемые в электроприводах переменного тока.

Полупроводниковые преобразователи частоты делятся на две основные группы:

- с непосредственной связью (НПЧ);

- преобразователи с промежуточным звеном постоянного тока (ПЧИ).

НПЧ имеют меньшие габаритные размеры и массу, более надёжны в работе, ввиду отсутствия коммутирующих емкостей. ПЧИ обеспечивают полный диапазон регулирования частоты напряжения и плавное повышение частоты до 80-90 Гц. А так же способны оптимально использовать двигатель с точки зрения его тепловых характеристик. ПЧИ применяются в электроприводах, к которым предъявляют высокие требования в отношении производительности, качества регулирования и других параметров.

Основываясь данными проведенных расчетов по выбору мощности двигателя ДЭВ-812 с Рном = 100кВт, принимаем для привода поворота механизма экскаватора асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором серии 4А,[7] тип 4А315M8УЗ, ближайший по величине Рном и имеющий следующие технические данные:

- номинальное напряжение питающей сети………………..Uн = 380В;

- частота питающей сети…………………………………….f_c = 50 Гц;

- номинальная мощность двигателя………………………...Р_ном =110 кВт;

- синхронная частота вращения…………………………….n_о= 750 об/мин;

- номинальная частота вращения…………………………... n_н= 738 об/мин;

- номинальное скольжение…………………………………..S_ном = 0,015;

- коэффициент мощности…………………………………… = 0,85;

- коэффициент полезного действия…………………………. = 93 %.



3.2 Расчет механических характеристик асинхронного двигателя с

короткозамкнутым ротором при управлении от преобразователя

частоты с инвертором тока.

При частотном управлении в соответствии с общепринятыми допущениями, которые обуславливают постоянство сопротивлений схемы замещения при данной частоте, принята Т – образная схема замещения, приведенная на рисунке 3.4.



Рисунок 3.4 - Т-образная схема замещения асинхронного двигателя, где

r₁ - активное сопротивление обмотки фазы статора, r^′₂ - приведенное активное

сопротивление фазы ротора, x₁ – индуктивное сопротивление обмотки фазы статора,

U_н - номинальное фазное напряжение, I₁ - фазный ток статора, I^′₂-приведенный

фазный ток ротора, E₁ - ЭДС статора, E^′₂ - приведенная ЭДС ротора, I₀ – ток

холостого хода, x₀ - индуктивное сопротивление намагничивающей цепи, x₂ -

индуктивное сопротивление фазы ротора, α - относительная частота тока статора,

β - параметр абсолютного скольжения или относительная частота тока ротора,

γ - относительное напряжение.

Параметры схемы замещения по данным [7].

- приведенное активное сопротивление цепи статора…………….R₁ = 0,023;

- приведенное активное сопротивление цепи ротора……………..R^’₂ = 0,019;

- приведенное индуктивное сопротивление цепи статора………..X₁ = 0,10;

- приведенное индуктивное сопротивление цепи ротора…………X^’₂ = 0,12;

Значения параметров схемы замещения приведены в относительных единицах. Для перевода их в именованные применяются формулы (ст63 [7]).

, ,

где: X, R – сопротивления в относительных единицах;

Х, R, - сопротивления в Ом;

I_1НОМ.Ф – номинальный фазный ток статора;

I_1НОМ.Ф = P_2НОМ/3×U_1Ф×η×cosφ = 110/3×220×0,93×0,85 = 211 А,

U_1Ф – номинальное фазное напряжение.

Ом,

Ом,

Ом,

Ом,

Ом.

Номинальная угловая скорость двигателя.

ω_О = 2Пf/4 = 2×3,14×50/64 = 78,5 рад/с.

ω_НОМ = 2Пn/60 = 2×3,14×738/60 = 77,2 рад/с.

Номинальный момент двигателя.

Мном = Рном/ ω_НОМ = 110×10³/77,2 = 1424,87 Н×м

Номинальный приведенный ток ротора.



Рассчитываем намагничивающий ток.



где:

Индуктивное сопротивление намагничивающей цепи.

x₀ = x_μ+x₁ = 2,5023 + 0,1043 = 2,6073.

Номинальное значение параметра абсолютного скольжения.



Так как параметр абсолютного скольжения при номинальном режиме работы, не может быть больше единицы, то принимаем β_н=0,015, что соответствует номинальному скольжению двигателя (S_н = 0,015).

Расчет статических характеристик асинхронного двигателя в системе частотного управления при Ф=const производим используя следующие формулы:






Расчет механических характеристик проводится в относительных единицах при α=1 и сводится в таблицу 3.1 где угловая частота вращения вала двигателя определяется для различных частот тока по формуле ω* = α – β.


Таблица 3.1 - Расчет механических характеристик асинхронного двигателя при

частотном управлении.

β	B(β)	ω,с-1	ω*	M*(β)	ω*α=1	ω*α=0,8	ω*α=0,6	ω*α=0,4	ω*α=0,2
0	0,000392	78,5	1,016	0	1	0,8	0,6	0,4	0,2
0,001	0.0004076	78,421	1,015	0,156	0,999	0,799	0,599	0,399	0,199
0,005	0.0004702	78,108	1,011	0,522	0,995	0,795	0,595	0,395	0,195
0,015	0.0006267	77,2	1	1	0,985	0,785	0,585	0,385	0,185
0,03	0.0008615	76,145	0,986	1,864	0,97	0,77	0,57	0,37	0,17
0,05	0.0011745	74,575	0,966	2,882	0,95	0,75	0,55	0,35	0,15
0,07	0.0014875	73,005	0,946	3,151	0,93	0,73	0,53	0,33	0,13
0,1	0.0019570	70,65	0,915	3,035	0,9	0,7	0,5	0,3	0,1
0,2	0.0035220	62,8	0,813	2,671	0,8	0,6	0,4	0,2	0
0,3	0.0050870	54,95	0,711	2,404	0,7	0,5	0,3	0,1
0,4	0.0066520	47,1	0,610	2,251	0,6	0,4	0,2	0
0,5	0.0082170	39,25	0,508	2,111	0,5	0,3	0,1
0,6	0.0097820	31,4	0,406	1,985	0,4	0,2	0
0,7	0.0113470	23,55	0,305	1,823	0,3	0,1
0,8	0.0129120	15,7	0,203	1,751	0,2	0
0,9	0.0144770	7,85	0,101	1,609	0,1
1	0.0160420	0	0	1,549	0