สวัสดีนักเรียน. การหาปริมาณโมเมนต์และแรงต้าน
1. การวิเคราะห์และคำอธิบายของระบบ “ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า – เครื่องจักรทำงาน”
1.1 การประเมินเชิงปริมาณของเวกเตอร์สถานะหรือกราฟวัดความเร็วของกระบวนการเคลื่อนไหวที่ต้องการ
1.2 การหาปริมาณโมเมนต์และแรงต้าน
1.3 วาดไดอะแกรมการออกแบบชิ้นส่วนกลไกของไดรฟ์ไฟฟ้า
1.4 การสร้างแผนภาพโหลดและคุณลักษณะทางกล เครื่องทำงาน
2. การวิเคราะห์และคำอธิบายของระบบ "ไดรฟ์ไฟฟ้า - เครือข่าย" และ "ไดรฟ์ไฟฟ้า - ผู้ปฏิบัติงาน"
3. การเลือกการตัดสินใจขั้นพื้นฐาน
3.1 การสร้างชิ้นส่วนทางกลของระบบขับเคลื่อนไฟฟ้า
3.2 การเลือกประเภทของไดรฟ์ (มอเตอร์)
3.3 การเลือกวิธีการปรับพิกัด
3.4 การประเมินและเปรียบเทียบตัวเลือกที่เลือก
4. การคำนวณกำลังไฟฟ้า
4.1 การคำนวณพารามิเตอร์และการเลือกมอเตอร์
4.2 การคำนวณพารามิเตอร์และการเลือกตัวแปลงไฟ
5. การคำนวณลักษณะทางกลและระบบเครื่องกลไฟฟ้าแบบคงที่ของมอเตอร์และไดรฟ์
6. การคำนวณกระบวนการชั่วคราวในไดรฟ์ไฟฟ้าระหว่างรอบการทำงาน
7.ตรวจสอบความถูกต้องของการคำนวณกำลังและ ทางเลือกสุดท้ายเครื่องยนต์
1. การวิเคราะห์และคำอธิบายของระบบ “ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า – เครื่องจักรทำงาน”
1.1 การประเมินเชิงปริมาณของเวกเตอร์สถานะหรือกราฟวัดความเร็วของกระบวนการเคลื่อนไหวที่ต้องการ
ความเร็วขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าในระหว่างการยืดผมและเดินเบา ซึ่งเลือกได้จากช่วงความเร็วตั้งแต่ 1.45 ม./วินาที ถึง 2.4 ม./วินาที
ตามคำอธิบาย กระบวนการทางเทคโนโลยี[1] คุณสามารถสร้างกราฟวัดความเร็วของกระบวนการเคลื่อนไหวที่ต้องการได้ ตามที่กำหนดโดยกระบวนการ วงจรการทำงานจะเกิดขึ้นที่ความเร็วคงที่ การสตาร์ทและเปลี่ยนเป็นความเร็วอื่นไม่รวมอยู่ในรอบการทำงาน กราฟวัดความเร็วจะแสดงในรูปที่ 1
รูปที่ 1 - กราฟวัดความเร็วของเวิร์กโฟลว์
ให้เรากำหนดค่าความเร็วเชิงมุมขั้นต่ำของเครื่องยนต์ตามกราฟวัดความเร็วและสภาพงาน:
(1)
ที่ฉัน - อัตราทดเกียร์กระปุกเกียร์;
v 1 - ความเร็วขั้นต่ำของการเคลื่อนที่ของแผ่น;
R - รัศมีการทำงานและลูกกลิ้งรองรับ
ขีดสุด ความเร็วเชิงมุมเครื่องยนต์:
(2)
โดยที่ v 2 คือความเร็วสูงสุดของการเคลื่อนที่ของแผ่นงาน
ลองพิจารณาสองกรณี:
1) วิ่งตามความยาวสูงสุดของแผ่นงานด้วย ความเร็วขั้นต่ำ;
2) ขับความยาวขั้นต่ำของแผ่นด้วยความเร็วสูงสุด
กรณีแรก.
เวลากลิ้ง:
(3)
โดยที่ L max คือความยาวสูงสุดของแผ่นงาน
ตามเงื่อนไขการตั้งค่ากลไก PV - 75% มากำหนดรอบเวลา:
(4)
เวลา ไม่ได้ใช้งาน:
กรณีที่สอง
(6)
เราจะเลือกมอเตอร์ที่มีโหมดการออกแบบ S1 เพราะว่า ไม่มีการหยุดชั่วคราวในระหว่างรอบการทำงานของไดรฟ์
1.2 การหาปริมาณโมเมนต์และแรงต้าน
การรู้ช่วงเวลารวมทั้งหมด ณ โหลดสูงสุดอ้างอิงถึงม้วนงาน เราสามารถกำหนดโมเมนต์คงที่ที่ลดลงไปที่เพลาได้:
(7)
ที่ไหน - ประสิทธิภาพของกลไก(ถือว่าไม่มีการเปลี่ยนแปลง)
แรงบิดเดินเบาที่ลดลงไปที่เพลาเครื่องยนต์จะได้รับและเท่ากับ:
แรงบิดบนเพลามอเตอร์ระหว่างการยืดผมถูกกำหนดโดยสูตร:
1.3 วาดไดอะแกรมการออกแบบชิ้นส่วนกลไกของไดรฟ์ไฟฟ้า
สำหรับการวิจัยทางทฤษฎี เราจะแทนที่ชิ้นส่วนเชิงกลที่แท้จริงของไดรฟ์ไฟฟ้า (รูปที่ 2) ด้วยรูปแบบการออกแบบที่ลดขนาดลงแบบไดนามิก ซึ่งประกอบด้วยองค์ประกอบเฉื่อยเข้มข้นที่เชื่อมต่อกันด้วยการเชื่อมต่อแบบยืดหยุ่น และมีพลังงานสำรองเท่ากับระบบขับเคลื่อนดั้งเดิมของจริง พารามิเตอร์ของรูปแบบการออกแบบที่ลดลงที่เท่ากันคือโมเมนต์ความเฉื่อยที่ลดลงรวมของมวลที่เกิดจากมวลที่ลดลง การเชื่อมต่อระหว่างนั้นถือว่าแข็ง และความแข็งที่ลดลงที่เท่ากันของการเชื่อมต่อเชิงกลแบบยืดหยุ่น
รูปที่ 2 - แผนภาพจลนศาสตร์ของกลไก
ไดรฟ์ไฟฟ้าประกอบด้วยองค์ประกอบจลนศาสตร์ต่อไปนี้:
1 - มอเตอร์ไฟฟ้า;
2 - กระปุกเกียร์;
3 - กรงเกียร์;
4 - แกนหมุนสากล;
5 - กรงทำงาน
โมเมนต์ความเฉื่อยของข้อต่อระหว่างเครื่องยนต์และกระปุกเกียร์คือ 16 กก.*ม.2 โมเมนต์ความเฉื่อยของข้อต่อระหว่างกระปุกเกียร์และโครงเกียร์คือ 40.2 กก.*ม.2 และแกนหมุนหนึ่งอันคือ 0.003 กก.*ม.2 โมเมนต์ความเฉื่อยของกระปุกเกียร์ซึ่งลดลงถึงเพลามอเตอร์จะเท่ากับ 30% ของมอเตอร์ J
จำนวนแกนหมุนคือ 17 จำนวนลูกกลิ้งทำงานคือ 17 และจำนวนลูกกลิ้งรองรับคือ 15
ส่วนเครื่องกลไดรฟ์ไฟฟ้าของโรงรีดแผ่นตรงเป็นระบบสามมวลประกอบด้วยมอเตอร์โรเตอร์ (เกราะ) พร้อมคัปปลิ้งครึ่งหนึ่งบนเพลา - J1, กระปุกเกียร์ที่มีคัปปลิ้งครึ่งหนึ่งบนเพลาอินพุตและเอาต์พุต - J2 และตัวถังการทำงานของเครื่อง นอกจากนี้ยังมีคัปปลิ้งครึ่งหนึ่งบนเพลาอินพุต - J3 ข้อต่อยืดหยุ่นของระบบนี้คือความแข็งของข้อต่อ C 12 และ C 23
ลองคำนวณพารามิเตอร์ของวงจรผลลัพธ์
โมเมนต์ความเฉื่อยของมวลแรก:
โดยที่ J pm1 คือโมเมนต์ความเฉื่อยของครึ่งข้อต่อบนเพลามอเตอร์
โมเมนต์ความเฉื่อยของกระปุกเกียร์ที่มีคัปปลิ้งครึ่งหนึ่งบนเพลาอินพุตและเอาต์พุต (โดยพิจารณาว่าโมเมนต์ความเฉื่อยของกระปุกเกียร์ที่ลดลงเหลือเพลามอเตอร์เท่ากับ 30% ของมอเตอร์ J) เท่ากับ:
โดยที่ J pm2 คือโมเมนต์ความเฉื่อยของคัปปลิ้งครึ่งหนึ่งบนเพลาเอาท์พุตของกระปุกเกียร์
โมเมนต์ความเฉื่อยขององค์ประกอบการทำงานของไดรฟ์ที่มีคัปปลิ้งครึ่งหนึ่งบนเพลาอินพุตลดลงเหลือเพลามอเตอร์คำนวณโดยใช้นิพจน์ต่อไปนี้:
(11)
โดยที่ J roll คือโมเมนต์ความเฉื่อยรวมของลูกกลิ้งทำงานและลูกกลิ้งรองรับ
J sp - โมเมนต์ความเฉื่อยของแกนหมุน
J pm - โมเมนต์ความเฉื่อยของส่วนคลัปปลิ้ง;
ผม – อัตราทดเกียร์ของกระปุกเกียร์
ให้เรากำหนดโมเมนต์ความเฉื่อยของลูกกลิ้ง:
โดยที่ L คือความยาวของลูกกลิ้ง m;
D - เส้นผ่านศูนย์กลางลูกกลิ้ง, m;
ความหนาแน่นของวัสดุ (=7.66*10 3 กก./ลบ.ม.)
เมื่อคำนึงถึงจำนวนลูกกลิ้งทำงานและลูกกลิ้งรองรับ เราได้รับ:
โมเมนต์ความเฉื่อยของสปินเดิล:
จากนั้นโมเมนต์ความเฉื่อยของร่างกายที่ทำงานจะเท่ากับ:
ความแข็งของข้อต่อระหว่างกระปุกเกียร์และโครงเกียร์ลดลงถึงเพลามอเตอร์:
.(15)
โดยพิจารณาว่าเมื่อใด การเชื่อมต่อแบบขนานตัวทำให้แข็งแบบยืดหยุ่นเพิ่มขึ้นมาลองค้นหาความแข็งของการเชื่อมต่อข้อต่อ C 12 และ C 23 ซึ่งเป็นตัวเชื่อมแบบยืดหยุ่นของระบบสามมวล:
โดยที่ C m1 คือความแข็งแกร่งของข้อต่อระหว่างเครื่องยนต์และกระปุกเกียร์
การคำนวณกระบวนการชั่วคราวในระบบสามมวลมีความซับซ้อน ดังนั้นเราจึงเปลี่ยนระบบให้เป็นระบบสองมวล
ลองคำนวณพารามิเตอร์ของวงจรกัน ความแข็งเท่ากันของโครงร่างการออกแบบสองมวล:
การเปลี่ยนแปลงและเหตุผลสำหรับการเปลี่ยนไปใช้แผนการคำนวณมวลเดียวจะได้รับด้านล่าง
1.4 การสร้างแผนผังโหลดและคุณลักษณะทางกลของเครื่องจักรที่ทำงาน
แผนภาพโหลดของกลไกแสดงถึงการพึ่งพาแรงบิดที่ลดลงไปยังเพลามอเตอร์ตามฟังก์ชันของเวลาในระหว่างรอบการทำงาน
วงจรการทำงานคือการสลับการทำงานของไดรฟ์เมื่อแผ่นงานเคลื่อนที่และ ไม่ได้ใช้งานเครื่องจนกว่ารอบการทำงานถัดไปจะเริ่มขึ้น เราสร้างแผนภาพโหลดแบบง่ายของเครื่องจักรที่ทำงาน ซึ่งสร้างขึ้นตามโหลดคงที่ที่คำนวณสำหรับแต่ละส่วนของรอบการทำงาน กล่าวคือ โดยไม่คำนึงถึงโหลดแบบไดนามิก โหลดแบบไดนามิกไม่รวมอยู่ในรอบการทำงาน เนื่องจากเครื่องทำงานที่ความเร็วคงที่
แผนภาพการโหลดแบบง่ายมีลักษณะดังนี้:
ที่ช่วงความเร็วรอบเดินเบา แรงบิดจะเท่ากับแรงบิดรอบเดินเบา
ในช่วงการยืดผมตรง โมเมนต์จะเท่ากับผลรวมของโมเมนต์คงที่บนแกนของลูกกลิ้งทำงาน ลดลงเหลือเพลามอเตอร์และไม่ได้ใช้งาน
แผนภาพโหลดแสดงในรูปที่ 5
รูปที่ 5 – แผนภาพโหลดของกลไก
ลักษณะทางกลของเครื่องทำงานคือการขึ้นอยู่กับแรงบิดคงที่ที่ลดลงกับความเร็วของเพลามอเตอร์ ตามที่ได้รับมอบหมาย การพึ่งพานี้ใกล้เคียงกับพาราโบลา
ลักษณะทางกลของเครื่องจักรทำงานแสดงไว้ในรูปที่ 6
รูปที่ 6 – ลักษณะทางกลของเครื่องจักรที่ทำงาน
2. การวิเคราะห์และคำอธิบายของระบบ "เครือข่ายไดรฟ์ไฟฟ้า" และ "ตัวดำเนินการขับเคลื่อนไฟฟ้า"
ไดรฟ์ไฟฟ้าของโรงยืดแผ่นยืดผมได้รับพลังงานจากเครือข่าย 3 เฟส กระแสสลับความถี่ 50 เฮิรตซ์ แรงดันไฟฟ้า 380V.
มาตรฐานระบุและอนุญาตให้มีการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าเครือข่าย ±10% และความถี่ ±2.5% (GOST 13109-87) ปรากฏการณ์นี้เกิดจากการมีผู้ใช้พลังงานรายใหญ่รายอื่นปรากฏตัวในโรงงานหรือโรงงาน สิ่งนี้ส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อการทำงานของเครื่องยนต์ ข้อกำหนดเพิ่มเติมเพื่อจัดระเบียบการทำงานของพวกเขา
ด้วยความช่วยเหลือ เบรกเกอร์ QF1 เราเชื่อมต่อแรงดันไฟฟ้าเข้ากับตัวแปลงความถี่
โดยการกดปุ่ม START ไดรฟ์จะเปิด จากนั้นไดรฟ์จะทำงาน โหมดอัตโนมัติไม่จำเป็นต้องมีผู้ปฏิบัติงานคอยตรวจสอบการทำงานของไดรฟ์อย่างต่อเนื่อง
3. การเลือกการตัดสินใจขั้นพื้นฐาน
3.1 การสร้างชิ้นส่วนทางกลของระบบขับเคลื่อนไฟฟ้า
แผนภาพจลนศาสตร์ของไดรฟ์ไฟฟ้าหลักของเครื่องยืดแผ่นเรียบแสดงในรูปที่ 2 การดำเนินการหลักคือการยืดผมโดยใช้ม้วนหมุนที่อยู่ในแท่นทำงาน ลูกกลิ้งงานด้านบนจะเคลื่อนที่ในระนาบแนวตั้ง และแกนของลูกกลิ้งด้านล่างจะอยู่ในตำแหน่งเดียวกันเสมอ
กลไกการส่งกำลังในโรงรีดประกอบด้วยกระปุกเกียร์ ขาตั้งเกียร์ สปินเดิลทำงาน และข้อต่อ
กล่องเกียร์ได้รับการออกแบบมาให้ ความเร็วต่ำเมื่อใช้มอเตอร์แบบกลิ้ง คุณสามารถใช้มอเตอร์ที่มีความเร็วพิกัดค่อนข้างสูง จึงช่วยลดขนาดและต้นทุนของมอเตอร์และการติดตั้งโดยรวม
แกนหมุนใช้ในการส่งการหมุนไปยังลูกกลิ้งจากขาตั้งเกียร์ ความจำเป็นในการใช้งานอยู่ที่ว่าเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งของม้วนด้านบนระยะห่างระหว่างม้วนนี้กับขาตั้งเกียร์ตลอดจนมุมระหว่างเพลาขาตั้งเกียร์และแกนหมุนก็เปลี่ยนไปเช่นกัน
ข้อต่อใช้เชื่อมต่อโครงเกียร์และเครื่องยนต์กับกระปุกเกียร์
3.2 การเลือกประเภทของไดรฟ์ (มอเตอร์)
พื้นฐานในการเลือกประเภทของมอเตอร์คือข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับการออกแบบตัวขับเคลื่อนของโรงยืดแผ่น:
การดำเนินงานต่อเนื่อง
ควบคุมความเร็วได้อย่างราบรื่นภายในช่วงที่กำหนด
ไดรฟ์ต่อไปนี้ตรงตามเงื่อนไขข้างต้น:
1 ตัวแปลงความถี่ - มอเตอร์อะซิงโครนัส
2 วงจรเรียงกระแสควบคุม - มอเตอร์ กระแสตรง;
3 วงจรคาสเคด;
4 เครื่องกำเนิดไฟฟ้า - เครื่องยนต์
3.3 การเลือกวิธีการปรับพิกัด
เมื่อเลือกวิธีการควบคุมพิกัด (ความเร็ว) จำเป็นต้องคำนึงถึงด้านพลังงานในการเลือกวิธีการควบคุมด้วย ซึ่งหมายความว่าขนาดเครื่องยนต์ขั้นต่ำและของมัน ใช้งานได้เต็มที่ความร้อนเกิดขึ้นเมื่อวิธีการควบคุมความเร็วตามข้อบ่งชี้ โหลดที่อนุญาตสอดคล้องกับการพึ่งพาโหลดกับความเร็ว
เนื่องจากลักษณะทางกลของกลไกนั้นมีภาระหนืด จึงแนะนำให้ใช้วิธีการควบคุมความเร็วที่กำลังคงที่ เช่น การควบคุมด้วย P = const หากใช้วิธีนี้ เครื่องยนต์จะมีสภาวะความร้อนที่ดีที่สุด
ในระบบ ตัวแปลงความถี่(AIN PWM) - มอเตอร์แบบอะซิงโครนัสความเร็วที่ต้องการนั้นได้มาจากการเปลี่ยนความถี่และสร้างแรงดันไฟฟ้าบนสเตเตอร์ (การควบคุมความถี่โวลต์) หรือโดยการควบคุมความถี่และการสร้างเวกเตอร์ของการเชื่อมโยงฟลักซ์หลักของเครื่อง (การควบคุมเวกเตอร์) .
ในระบบที่ควบคุมโดยวงจรเรียงกระแส - มอเตอร์กระแสตรงและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า - มอเตอร์ ความเร็วที่ต้องการจะได้มาจากการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าของกระดอง
ในวงจรคาสเคด การควบคุมความเร็วจะดำเนินการโดยการเพิ่ม EMF เพิ่มเติมเข้าไปในวงจรโรเตอร์ของเครื่อง
3.4 การประเมินและเปรียบเทียบตัวเลือกที่เลือก
ระบบเครื่องกำเนิดไฟฟ้าล้าสมัยดังนั้นจึงจะไม่นำมาพิจารณาเมื่อเปรียบเทียบตัวเลือกที่เลือก
ไม่สามารถดำเนินการคำนวณทางเทคนิคและเศรษฐศาสตร์ที่เข้มงวดได้เนื่องจากขาดข้อมูลเริ่มต้นที่จำเป็น ดังนั้นในการประเมินและเปรียบเทียบตัวเลือกที่เลือกเราจะใช้วิธีการโดยประมาณ - วิธี " การประเมินโดยผู้เชี่ยวชาญ- การเปรียบเทียบตัวเลือกโซลูชันทำขึ้นโดยคำนึงถึงคุณลักษณะของระบบที่มีความสำคัญจากมุมมองของเป้าหมายการออกแบบโดยการเปรียบเทียบค่าบางอย่างของตัวบ่งชี้คุณภาพที่เกี่ยวข้อง q ผม . ตัวชี้วัดคุณภาพทำหน้าที่ระบุลักษณะเชิงปริมาณของระดับการปฏิบัติตามข้อกำหนดของงานในการออกแบบไดรฟ์ไฟฟ้าตลอดจนข้อกำหนดอื่น ๆ ของเครื่องทำงาน
เราจะประเมินไดรฟ์ไฟฟ้าตามตัวบ่งชี้คุณภาพต่อไปนี้:
1 - ช่วงการควบคุม;
2 - ประสิทธิภาพการขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า
3 - ตัวประกอบกำลัง;
4 - ตัวบ่งชี้น้ำหนักและขนาด
5 - ราคาของไดรฟ์ไฟฟ้า
6 - ความน่าเชื่อถือของไดรฟ์ไฟฟ้า
7 - ทรัพยากรการทำงาน;
8 - ต้นทุนการดำเนินงาน;
9 - ควบคุมความแม่นยำ;
ให้เราประเมินการปฏิบัติตามข้อกำหนดสำหรับคุณลักษณะ i-th ของระบบตาม เกณฑ์ถัดไป:
5 - ตรงตามข้อกำหนดสำหรับคุณสมบัติ i-th ของระบบเป็นอย่างดี
qi = 4 - ตรงตามข้อกำหนดสำหรับคุณสมบัติ i-th ของระบบ
3 - ข้อกำหนดสำหรับคุณลักษณะ i-th ของระบบมีความพึงพอใจอย่างน่าพอใจ
2 - ข้อกำหนดสำหรับคุณลักษณะ i-th ของระบบได้รับการตอบสนองอย่างไม่เป็นที่น่าพอใจ
ระบบ IF – IM และ HC – DPT พร้อมการตอบสนองความเร็วให้ช่วงการควบคุมที่กว้างมาก ดังนั้นจึงเป็นไปตามข้อกำหนดสำหรับช่วงการควบคุมได้เป็นอย่างดี ในวงจรคาสเคด ช่วงจะถูกจำกัดด้วยกำลังของคอนเวอร์เตอร์ เช่น เมื่อช่วงเพิ่มขึ้น กำลังของคอนเวอร์เตอร์จะมากกว่ากำลังของมอเตอร์ ดังนั้นข้อกำหนดสำหรับช่วงการควบคุมจึงเป็นที่น่าพอใจ
ประสิทธิภาพของพาวเวอร์ไดรฟ์ค่อนข้างสูง ดังนั้นจึงตอบสนองความต้องการด้านประสิทธิภาพของไดรฟ์ได้เป็นอย่างดี
เป็นไปตามข้อกำหนดของตัวประกอบกำลังอย่างดีในทุกไดรฟ์
ตัวบ่งชี้น้ำหนักและขนาดของระบบขับเคลื่อนถูกกำหนดโดยตัวบ่งชี้น้ำหนักและขนาดของเครื่องยนต์และตัวแปลง ไดรฟ์ที่ทันสมัย FC - IM และ HC - DPT มีตัวบ่งชี้น้ำหนักและขนาดที่ดีมาก ดังนั้นจึงเป็นไปตามข้อกำหนดสำหรับตัวบ่งชี้น้ำหนักและขนาดของไดรฟ์เป็นอย่างดี และโครงร่างแบบเรียงซ้อนมีตัวบ่งชี้น้ำหนักและขนาดที่แย่กว่าเล็กน้อย ดังนั้นข้อกำหนดสำหรับน้ำหนัก และตรงตามตัวบ่งชี้ขนาดของไดรฟ์อย่างดี
ข้อกำหนดด้านต้นทุนในไดรฟ์ HC-DCT และวงจรคาสเคดนั้นได้รับการตอบสนองเป็นอย่างดี แต่ในไดรฟ์ IF-AM นั้นค่อนข้างแย่กว่าเนื่องจากข้อเท็จจริงที่ว่าต้นทุนของ FC-AM นั้นสูงกว่าต้นทุนของ HF เล็กน้อย -DCT และวงจรคาสเคด
มอเตอร์แบบอะซิงโครนัสที่มีโรเตอร์แบบกรงกระรอกไม่มีชุดสับเปลี่ยนและหน้าสัมผัสแปรง ดังนั้นจึงเป็นไปตามข้อกำหนดด้านความน่าเชื่อถือและอายุการใช้งานได้เป็นอย่างดี ในวงจรคาสเคด มอเตอร์ไม่มีชุดสับเปลี่ยน แต่มีหน้าสัมผัสแบบแปรง ดังนั้นจึงเป็นไปตามข้อกำหนดด้านความน่าเชื่อถือและอายุการใช้งานได้เป็นอย่างดี มอเตอร์กระแสตรงมีส่วนประกอบของตัวสับเปลี่ยน ดังนั้นข้อกำหนดด้านความน่าเชื่อถือจึงไม่น่าพอใจ แต่ด้วยการดูแลที่เหมาะสมของตัวสับเปลี่ยน จะทำให้อายุการใช้งานเป็นไปตามข้อกำหนด
ไดรฟ์ IM ไม่ต้องการค่าใช้จ่ายในการดำเนินงาน ดังนั้นจึงเป็นไปตามข้อกำหนดด้านต้นทุนการดำเนินงานได้เป็นอย่างดี ในวงจรคาสเคด จำเป็นต้องมีการตรวจสอบหน้าสัมผัสของแปรงเป็นระยะ ดังนั้นจึงเป็นไปตามข้อกำหนดด้านต้นทุนการดำเนินงานเป็นอย่างดี ในไดรฟ์ UV-DPT จำเป็นต้องมีการตรวจสอบชุดสับเปลี่ยนบ่อยมากขึ้น รวมถึงการทำความสะอาดแปรงเป็นระยะ ดังนั้นจึงเป็นไปตามข้อกำหนดด้านค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานอย่างน่าพอใจ
ในไดรฟ์ UV-DPT ตรงตามข้อกำหนดด้านความแม่นยำในการควบคุมเป็นอย่างดี ในไดรฟ์ IF – IM เป็นไปตามข้อกำหนดด้านความแม่นยำในการควบคุมเป็นอย่างดี ในโครงการแบบเรียงซ้อนข้อกำหนดสำหรับความแม่นยำในการควบคุมได้รับการตอบสนองอย่างน่าพอใจ
การเลือกตัวเลือกที่ดีที่สุดขึ้นอยู่กับว่าคุณลักษณะของระบบมีความเท่าเทียมกันเช่นไร ความสำคัญของพวกเขาจะต้องได้รับการประเมิน เมื่อต้องการทำเช่นนี้ จะมีการแนะนำค่าสัมประสิทธิ์น้ำหนัก lam i ซึ่งสามารถกำหนดได้ดังนี้:
5 - ลักษณะที่ iระบบมีความเด็ดขาดเพื่อการพัฒนา
4 - - “- ใหญ่มาก แต่ไม่เด็ดขาด
li= 3 - -“- สำคัญ;
2 - - “- ขอแนะนำให้คำนึงถึง
1 - -“- ไม่จำเป็นสำหรับวัตถุประสงค์ของการพัฒนา
หน้าที่ของไดรฟ์ไฟฟ้าคือการดำเนินการ งานที่มีประโยชน์โดยมีการสูญเสียน้อยที่สุด ดังนั้นประสิทธิภาพของระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง
การใช้พลังงานรีแอกทีฟจากเครือข่ายเป็นไปตามมาตรฐาน (องค์กรต้องจ่ายค่าปรับหากเกินมาตรฐาน) ดังนั้นตัวประกอบกำลังจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง
เนื่องจากเครื่องยืดแผ่นเหล็กเป็นหน่วยปฏิบัติงานที่ต่อเนื่อง และการหยุดทำงานโดยไม่ได้ตั้งใจทำให้เกิดการสูญเสียอย่างมาก ดังนั้นความน่าเชื่อถือและอายุการใช้งานจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง
ตามภารกิจ ไดรฟ์จะต้องมีช่วงการควบคุมที่ค่อนข้างเล็ก ดังนั้นตัวบ่งชี้คุณภาพนี้จึงไม่มีค่าที่ใหญ่และชัดเจนมากนัก และสามารถระบุได้ว่ามีความสำคัญ
ต้นทุนเป็นสิ่งสำคัญมาก อย่างไรก็ตาม อย่างที่คุณทราบ ต้นทุนมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับคุณภาพ ดังนั้นตัวบ่งชี้เช่นต้นทุนจึงมีความสำคัญมาก แต่ก็ไม่ได้มีความสำคัญอย่างยิ่ง
โดยปกติแล้วในสถานประกอบการด้านโลหะวิทยาจะมีสถานที่เพียงพอที่จะรองรับโรงสีได้ ดังนั้นตัวบ่งชี้น้ำหนักและขนาดของโรงสีจึงไม่มีความสำคัญและเด็ดขาดมากนัก อย่างไรก็ตาม เมื่อน้ำหนักของโรงสีเพิ่มขึ้น ต้นทุนก็เพิ่มขึ้น ดังนั้นตัวบ่งชี้นี้จึงสามารถแยกแยะได้ว่ามีความสำคัญ
แผนภูมิการประเมินผลแสดงในรูปที่ 7
รูปที่ 7 - แผนภาพการประเมิน (ตัวบ่งชี้คุณภาพ: 1 - ช่วงการควบคุม 2 - ประสิทธิภาพของไดรฟ์ไฟฟ้า 3 - ตัวประกอบกำลัง 4 - ตัวบ่งชี้น้ำหนักและขนาด 5 - ต้นทุนของไดรฟ์ไฟฟ้า 6 - ความน่าเชื่อถือของไดรฟ์ไฟฟ้า; 7 - อายุการใช้งาน 8 - ต้นทุนการดำเนินงาน 9 - ความแม่นยำในการควบคุม)
ทางเลือก ทางออกที่ดีที่สุดทำโดยการกำหนดผลรวมถ่วงน้ำหนัก ( ตัวเลือกที่ดีที่สุดมีปริมาณมาก) ตามสูตร คือ
ตัวบ่งชี้คุณภาพอยู่ที่ไหน
ค่าสัมประสิทธิ์น้ำหนัก
จำนวนถ่วงน้ำหนัก
มากำหนดจำนวนถ่วงน้ำหนักกัน:
ด้วยเหตุนี้ เราพบว่าชุดขับต่อไปนี้มีผลรวมถ่วงน้ำหนักสูงสุด: ตัวแปลงความถี่ - มอเตอร์อะซิงโครนัส
ดังนั้นไดรฟ์นี้จึงต้องคำนวณเพิ่มเติม
4. การคำนวณกำลังไฟฟ้า
4.1 การคำนวณพารามิเตอร์และการเลือกมอเตอร์
โหมดการทำงานของเครื่องยนต์ได้รับการออกแบบในระยะยาวโดยมีโหลดแปรผัน เนื่องจากไม่มีการหยุดชั่วคราวระหว่างการทำงานของเครื่องยนต์ และโหลดจะเปลี่ยนไปอย่างกะทันหัน (รูปที่ 5)
เนื่องจากไม่มีข้อมูลเริ่มต้นที่จำเป็นสำหรับการคำนวณกำลังเครื่องยนต์โดยใช้วิธีการสูญเสียโดยเฉลี่ยและกระแสที่เท่ากัน ดังนั้นเราจึงใช้วิธีที่แม่นยำน้อยกว่า - วิธีแรงบิดที่เท่ากัน โดยสมมติว่าการสูญเสียคงที่และความต้านทานของเครื่องยนต์ไม่เปลี่ยนแปลงระหว่างการทำงาน และ อีกทั้งแรงบิดที่พัฒนาโดยเครื่องยนต์เป็นสัดส่วนกับกระแส
ตามแผนภาพโหลดและลักษณะทางกลของเครื่องจักรที่ทำงาน แรงบิดที่เท่ากันคือ:
(21)
ที่ไหน - ค่าสัมประสิทธิ์การเสื่อมสภาพในการระบายความร้อนของเครื่องจักรเมื่อทำงานที่ความเร็ว
ปัจจัยการเสื่อมสภาพของความเย็นในระหว่างการหยุดชั่วคราว ขึ้นอยู่กับการระบายอากาศของเครื่องยนต์ (สำหรับเครื่องยนต์ที่ระบายอากาศได้เองแบบปิด = 0,45 -0,55)
ช่วงการปรับเมื่อทำงานด้วยความเร็ว
โหลดเพิ่มเติมที่สร้างขึ้นโดยแรงบิดแบบไดนามิกจะถูกนำมาพิจารณาโดยปัจจัยด้านความปลอดภัย
ลองคำนวณแรงบิดที่เท่ากันโดยไม่คำนึงถึงค่าสัมประสิทธิ์การเสื่อมสภาพในการระบายความร้อนของเครื่องเมื่อทำงานที่ความเร็วที่แตกต่างจากค่าที่กำหนดสำหรับโหมดการทำงานที่ จำกัด สองโหมดของไดรฟ์:
1) ขับเคลื่อนความยาวสูงสุดของแผ่นด้วยความเร็วต่ำสุด:
;
2) ขับเคลื่อนความยาวแผ่นขั้นต่ำด้วยความเร็วสูงสุด:
ให้เราใช้เวลาช่วงเวลาที่ใหญ่ที่สุดในสองกรณีที่ได้รับ:
.
ตามข้อกำหนดของโครงการ จำเป็นต้องมีการทำงานในช่วงความเร็ว ดังนั้น ความเร็วของเครื่องยนต์:
รอบต่อนาที;(22)
รอบต่อนาที;(23)
ขั้นต่ำ ความถี่การหมุนเครื่องยนต์ - n dv = 500 รอบต่อนาที น้อยกว่าที่ต้องการ ดังนั้นเราจะควบคุมการขับเคลื่อนในโซนที่ 1
ด้วยการใช้ไดรฟ์ความถี่แบบแปรผัน เราสามารถให้ความเร็วในการหมุนที่ต้องการได้
ประเมินกำลังเครื่องยนต์ที่ต้องการ:
เกณฑ์การเลือกเครื่องยนต์มีดังนี้:
ในการเลือกจะต้องเลือกเครื่องยนต์ด้วยเพื่อที่จะได้ใช้กำลังของเครื่องยนต์ได้อย่างเต็มที่ยิ่งขึ้น
อย่างไรก็ตาม อุตสาหกรรมผลิตเครื่องยนต์ (ซีรีส์ 4A มาตรฐาน) ที่มีกำลังมากกว่า 197.3 kW (200 kW) ที่ความเร็วสูงกว่า 1,000 rpm (104.6 rad/s) และสูงกว่าเท่านั้น และด้วยกำลังที่เพิ่มขึ้น ความเร็วพิกัดของเครื่องยนต์ก็จะเพิ่มขึ้น
นอกจากนี้ เมื่อความเร็วพิกัดของเครื่องยนต์เพิ่มขึ้น แรงบิดพิกัดจะลดลงตามสูตร
ซึ่งตามมาว่าเพื่อป้องกันไม่ให้เครื่องยนต์ร้อนเกินไประหว่างการทำงานจำเป็นต้องเพิ่มกำลังของเครื่องยนต์
ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเลือกมอเตอร์ที่มีกำลัง และ รอบต่อนาที อย่างไรก็ตามไม่มีเครื่องยนต์มาตรฐาน (ซีรีส์ 4A) ที่มีพารามิเตอร์ดังกล่าว
เนื่องจากไม่สามารถดำเนินการไดรฟ์ได้ พลังงานสูงด้วยเครื่องยนต์เดียว เราจะสร้างระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าที่ประกอบด้วยเครื่องจักรสองเครื่อง ไดรฟ์ไฟฟ้าที่เชื่อมต่อถึงกันในการติดตั้งกำลังสูงทำให้สามารถลดภาระของไดรฟ์แต่ละตัวได้และยังอำนวยความสะดวกในการส่งผ่านไปยังองค์ประกอบการทำงานและลดโมเมนต์ความเฉื่อยรวมของโรเตอร์ของเครื่องยนต์
ดังนั้นจากหนังสืออ้างอิงเราจึงเลือกเครื่องยนต์ (ซีรี่ส์ 4A) ที่มีพารามิเตอร์เหมือนกัน (ดังนั้นการคำนวณทั้งหมดเพิ่มเติมสำหรับเครื่องยนต์เดียว):
4А355M12У3(IP44),
R n = 110 kW – กำลังไฟพิกัด,
n = 500 รอบต่อนาที – ความเร็วซิงโครนัส
s n = 0.02 – สลิประบุ
ประสิทธิภาพที่กำหนด
- โมเมนต์ความเฉื่อยของโรเตอร์
ความหลากหลายของช่วงเวลาวิกฤติ
แรงบิดเริ่มต้นหลายหลาก
โอ้; pu.; pu.; pu.; พี.ยู. – พารามิเตอร์ของวงจรสมมูลในหน่วย p.u.
ความเร็วที่กำหนดของมอเตอร์คือ:
แรงบิดมอเตอร์ที่กำหนด:
(28)
เพื่อให้เครื่องยนต์ไม่ร้อนเกินไป จำเป็นต้องมีแรงบิดที่อนุญาตให้ทำความร้อนเครื่องยนต์ได้ (เท่ากับแรงบิด มอเตอร์จัดอันดับ) มากกว่าหรือเท่ากับโมเมนต์ที่เทียบเท่า:
(29)
ดังนั้นเครื่องยนต์ที่เลือกจึงได้รับความร้อน
เราตรวจสอบตัวเลือกมอเตอร์ที่ถูกต้องโดยพิจารณาจากความสามารถในการโอเวอร์โหลดและสภาวะการสตาร์ท
ไดรฟ์เริ่มต้นที่ไม่ได้ใช้งาน จากนั้น:
(30)
ตามความจุเกินพิกัด:
(31)
โดยที่ U = 0.9U n - เราคำนึงถึงการลดแรงดันไฟฟ้าที่อาจเกิดขึ้นได้ 10%
4.2 การคำนวณพารามิเตอร์และการเลือกตัวแปลงไฟ
จำเป็นต้องเลือกตัวแปลงความถี่ด้วย ลักษณะดังต่อไปนี้:
ประเภทตัวแปลง – AIN PWM;
กฎหมายควบคุม – P=const;
แหล่งจ่ายไฟ: ~ 3 380V 50Hz;
กำลังแปลง – P=75 กิโลวัตต์
เราเลือกตัวแปลง Omron 3G3FV A4750 CUE ไดนามิกสูงพร้อมการควบคุมเชิงลึกที่ยอดเยี่ยม แรงบิดเริ่มต้นสูงถึง 150% จาก 3 Hz มันมีโหมดควบคุมเวกเตอร์ความสามารถในการทำงานด้วย ช่วงเวลาเต็มในภูมิภาคความถี่เป็นศูนย์และปรับปรุงให้ดีขึ้น ลักษณะแบบไดนามิก: มีฟังก์ชั่นกำหนดพารามิเตอร์ของมอเตอร์ไฟฟ้าโดยอัตโนมัติ อินพุตดิจิตอล 7 ช่อง (ตั้งโปรแกรมได้ 6 ช่อง), อินพุตอะนาล็อก 3 ช่อง (ตั้งโปรแกรมได้ 1 ช่อง) (0-10V หรือ 4-20mA) เอาต์พุตแบบอะนาล็อก 2 ช่องสำหรับการตรวจสอบความถี่หรือกระแส เอาต์พุตรีเลย์ที่ตั้งโปรแกรมได้ 2 ช่อง (สูงสุด 1A) เอาต์พุตแยกออปโต 2 ช่อง RS232/RS485/422 ในตัว + PID + ประหยัดพลังงาน + ลักษณะประสาทเลือน + เครน
ตารางที่ 1 – ลักษณะเฉพาะของคอนเวอร์เตอร์
พารามิเตอร์ |
ความหมาย |
กำลัง, กิโลวัตต์) |
|
แรงดันไฟฟ้าขาเข้า (V) |
|
ความถี่อินพุต (Hz) |
|
ความผันผวนของแรงดันไฟฟ้าที่อนุญาต |
จาก -15% ถึง +10% |
ช่วงความถี่ (เฮิร์ตซ์) |
|
ความละเอียดความถี่เอาท์พุต (Hz) |
|
ระบบควบคุม |
โวลต์ความถี่ / เวกเตอร์พร้อมข้อเสนอแนะ |
ความถี่พาหะ (kHz) |
|
ความสามารถในการสื่อสาร |
โมดบัส; Compo Bus/D (เน็ตอุปกรณ์); Profibus DP ซิสแมคบัส; อินเตอร์บัส |
เอาต์พุตอะนาล็อก (0-10V) |
|
จำนวนความเร็วคงที่ |
|
การอ้างอิงความเร็วแบบอะนาล็อก |
|
เวลาเร่งความเร็ว/ลดความเร็ว |
ตั้งแต่ 0.01 ถึง 6,000 วินาที |
ระดับการป้องกัน |
ตัวแปลงความถี่ให้การป้องกันที่สมบูรณ์ของตัวแปลงและมอเตอร์จากกระแสเกิน ความร้อนสูงเกิน การรั่วของกราวด์ และการสูญเสียเฟส
5. การคำนวณลักษณะทางกลและระบบเครื่องกลไฟฟ้าแบบคงที่ของมอเตอร์และไดรฟ์
ลักษณะทางกลคำนวณโดยใช้สูตร:
(32)
แรงดันเฟสบนสเตเตอร์อยู่ที่ไหน
ความต้านทานแบบแอคทีฟของเฟสสเตเตอร์, โอห์ม;
ความต้านทานแบบแอคทีฟของเฟสโรเตอร์ลดลงเหลือวงจรสเตเตอร์, โอห์ม;
รีแอคแทนซ์อุปนัยเฟสสเตเตอร์, โอห์ม;
รีแอคแตนซ์แบบเหนี่ยวนำของเฟสโรเตอร์ลดลงเหลือวงจรสเตเตอร์, โอห์ม;
ส – สลิป;
ความเร็วรอบเดินเบาในอุดมคติ (สนามแม่เหล็ก)
เราจะคำนวณความต้านทานเฟสสเตเตอร์และความต้านทานเฟสโรเตอร์ที่ลดลงโดยใช้ข้อมูลอ้างอิง
ค่าความต้านทานพื้นฐาน:
(33)
โดยที่ค่าพื้นฐานของแรงดันและกระแสเราใช้ค่าเล็กน้อยของแรงดันเฟสและกระแสสเตเตอร์:
เรามาสร้างคุณลักษณะเชิงกลตามธรรมชาติตามสูตร (41) โดยใช้แพ็คเกจทางคณิตศาสตร์ของ Mathcad โดยคำนึงถึงสิ่งนั้น ด้วยการแทนที่ วางแผนโมเมนต์ M ตามแกน x และความเร็วรอบเครื่องยนต์ตามแกน y
ลักษณะทางกลตามธรรมชาติของเครื่องยนต์แสดงในรูปที่ 8
รูปที่ 8 - ลักษณะทางกลตามธรรมชาติของเครื่องยนต์
มาคำนวณลักษณะทางไฟฟ้าเครื่องกลของเครื่องยนต์กัน
เนื่องจากค่ากระแสพื้นฐาน เราใช้ค่าพิกัดของกระแสโรเตอร์ที่ลดลงเป็นวงจรสเตเตอร์
การพึ่งพาของกระแสโรเตอร์ที่ลดลงบนสลิปถูกกำหนดโดยสูตร:
(36)
การพึ่งพากระแสสเตเตอร์บนสลิปถูกกำหนดโดยสูตร:
(37)
กระแสโรเตอร์สัมพัทธ์อยู่ที่ไหน
ค่าสูงสุดของกระแสโรเตอร์สัมพัทธ์
กระแสแม่เหล็กสัมพัทธ์
จัดอันดับปัจจุบันสเตเตอร์
ค่าสูงสุดของกระแสโรเตอร์สัมพัทธ์:
(38)
สลิปวิกฤติอยู่ที่ไหน
.(39)
กระแสแม่เหล็กสัมพัทธ์:
(40)
กระแสโรเตอร์สัมพัทธ์:
(41)
เรามาสร้างคุณลักษณะทางกลไฟฟ้าตามธรรมชาติของกระแสโรเตอร์และคุณลักษณะทางกลไฟฟ้าของกระแสสเตเตอร์โดยใช้แพ็คเกจทางคณิตศาสตร์ Mathcad การแทนที่ การวางแผนกระแส I ตามแกน x และความเร็วของมอเตอร์ตามแกน y
EMC ตามธรรมชาติของเครื่องยนต์แสดงในรูปที่ 9
รูปที่ 9 - ลักษณะทางไฟฟ้าเชิงกลตามธรรมชาติของเครื่องยนต์
เนื่องจากตัวควบคุม PI ใช้ในการควบคุมความเร็ว (จะแสดงด้านล่าง) ซึ่งทำให้เกิดข้อผิดพลาดคงที่เป็นศูนย์ ดังนั้นคุณลักษณะทางกลของไดรฟ์จึงเข้มงวดอย่างยิ่ง
รูปที่ 10 - ลักษณะทางกลของไดรฟ์
6. การคำนวณกระบวนการชั่วคราวในไดรฟ์ไฟฟ้าระหว่างรอบการทำงาน
เพื่อให้ได้ฟังก์ชันการถ่ายโอนของหน่วยงานกำกับดูแลที่ง่ายขึ้น จำเป็นต้องย้ายจากรูปแบบการออกแบบสองมวลไปเป็นโครงร่างการออกแบบมวลเดียว
เหตุผลในการเปลี่ยนไปใช้โครงร่างการออกแบบแบบมวลเดียว:
ใช้เฉพาะความคิดเห็นเท่านั้น ตัวแปรมอเตอร์;
ความถี่ธรรมชาติ:
เงื่อนไขการเปลี่ยนผ่าน: .
ดังที่แสดงด้านล่าง T ของไดรฟ์คือ 0.0258 ดังนั้น - จากนั้นเงื่อนไขการเปลี่ยนแปลงจะเป็นไปตาม () ดังนั้นเราจึงสามารถย้ายไปยังรูปแบบการคำนวณแบบมวลเดียวได้
โมเมนต์ความเฉื่อยรวมของโครงการออกแบบมวลเดียวจะเท่ากับ:
รูปแบบการออกแบบมวลเดียวแสดงในรูปที่ 11
รูปที่ 11 - รูปแบบการออกแบบมวลเดียว
เมื่อควบคุม การขึ้นต่อกันของแรงบิดในการทำความร้อนที่อนุญาตของมอเตอร์กับความเร็วจะต้องทำซ้ำการขึ้นต่อกันของแรงบิดคงที่กับความเร็ว
ในการควบคุมระบบขับเคลื่อน เราจะใช้ระบบควบคุมอัตโนมัติแบบสองวงจรพร้อมการควบคุมโวลต์/ความถี่พร้อมการแก้ไขข้อต่อตามลำดับ โดยมีลูปควบคุมแรงบิดภายในและลูปควบคุมความเร็วภายนอก
ด้วยการควบคุมแรงดันไฟฟ้า/ความถี่ ช่องควบคุม 2 ช่องจะถูกจัดระเบียบ: ช่องควบคุมความถี่ของแหล่งจ่ายไฟ และช่องควบคุมแรงดันไฟฟ้า การรักษาความเร็วให้คงที่ทำได้โดยการควบคุมแรงดันไฟฟ้าตามฟังก์ชันของความถี่และเป็นฟังก์ชันของโหลด
พิจารณาช่องควบคุมความถี่
โดยการขยายสมการของคุณลักษณะเชิงกลแบบไดนามิกเป็นอนุกรมและทำให้สมการผลลัพธ์เชิงเส้นตรงบริเวณจุด M=0, s=0 เราจะได้แบบจำลองเชิงเส้นตรง มอเตอร์แบบอะซิงโครนัส, ยุติธรรมสำหรับ
เนื่องจากการวัดแรงบิดของมอเตอร์ในระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสเป็นเรื่องยาก แทนที่จะควบคุมแรงบิดด้วยความเบี่ยงเบน จะใช้การควบคุมโดยการรบกวนแทน เพราะ เนื่องจากอิทธิพลที่น่ารำคาญสำหรับวงควบคุมแรงบิดคือความเร็ว เราจะแนะนำการป้อนกลับเชิงบวกในด้านความเร็ว พร้อมค่าสัมประสิทธิ์การส่งผ่าน
เราจะควบคุมความเร็วของเครื่องยนต์ตามค่าเบี่ยงเบนและแนะนำการตอบรับความเร็วติดลบ
โครงร่างโครงสร้างช่องควบคุมความถี่แสดงในรูปที่ 12
รูปที่ 12 - บล็อกไดอะแกรมของช่องควบคุมความถี่
ลองพิจารณาวงควบคุมแรงบิด
สำหรับโหมดคงที่:
จะรับประกันข้อผิดพลาดเป็นศูนย์หาก:
.(44)
ค่าแรงบิดมอเตอร์สูงสุด:
ด้วยการควบคุมโวลต์/ความถี่ด้วย:
(46)(47)
ค่าคงที่เวลาแม่เหล็กไฟฟ้า:
(48)
ความแข็งแกร่งทางกล:
(49)
ค่าสัมประสิทธิ์การส่งความถี่ของคอนเวอร์เตอร์ถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของสัญญาณสูงสุดที่เอาต์พุตของคอนเวอร์เตอร์ต่อสัญญาณสูงสุดที่เอาต์พุตของตัวควบคุมแรงบิด:
.(50)
ค่าสูงสุดของแรงบิดจำกัดเท่ากับช่วงเวลาวิกฤติของลักษณะตามธรรมชาติของเครื่องยนต์:
จากสมการ (45) เราพบ Krm:
ตัวควบคุมแรงบิดจะแสดงเป็นตัวควบคุม P
ค่าจำกัดได้รับ ข้อเสนอแนะให้การควบคุมแรงบิดโดยไม่มีข้อผิดพลาดเป็นศูนย์:
(53)
ในการคำนวณวงรอบความเร็ว ลองจินตนาการถึงวงแรงบิดเป็นลิงค์:
กำหนดแล้ว เราได้รับฟังก์ชันถ่ายโอนของลูปควบคุมแรงบิดที่ปรับให้เหมาะสม:
(55)
แผนภาพบล็อกของลูปควบคุมความเร็วแสดงในรูปที่ 13
รูปที่ 13 – บล็อกไดอะแกรมของลูปควบคุมความเร็ว
อัตราขยายของเซ็นเซอร์ตอบรับเชิงลบความเร็วคำนวณเป็นอัตราส่วน ความเร็วสูงสุดถึงแรงดันอ้างอิงที่สอดคล้องกัน:
(56)
ค่าคงที่เวลาที่ไม่มีการชดเชยเล็กน้อยของลูปควบคุมความเร็วคือแม่เหล็กไฟฟ้า ค่าคงที่ของมอเตอร์, เช่น. พวกเรายอมรับ .
ค่าคงที่เวลาชดเชยขนาดใหญ่ของลูปควบคุมความเร็วคือค่าคงที่ทางกลของมอเตอร์
เพื่อให้เกิดข้อผิดพลาดเป็นศูนย์ในสถิตศาสตร์และบังคับกระบวนการชั่วคราวในไดนามิก ตัวควบคุมความเร็วจะต้องเป็นตัวควบคุม PI
มาตั้งค่าตัวควบคุมความเร็วให้เหมาะสมที่สุดแบบสมมาตร
ฟังก์ชั่นการถ่ายโอนที่ต้องการของวงความเร็วที่ปรับให้เหมาะสมที่สุดแบบสมมาตร:
.(57)
ฟังก์ชั่นการถ่ายโอนของวัตถุที่ได้รับการควบคุม:
(58)
เมื่อแบ่งฟังก์ชันการถ่ายโอนที่ต้องการของลูปความเร็วด้วยฟังก์ชันการถ่ายโอนของวัตถุควบคุม เราจะได้ฟังก์ชันการถ่ายโอนของตัวควบคุมความเร็ว:
;
.
ในการลบการโอเวอร์ชูตออก ตามคำแนะนำ จำเป็นต้องติดตั้งตัวกรองที่มีค่าคงที่เวลาและฟังก์ชันถ่ายโอนต่อไปนี้ที่อินพุตของลูปความเร็ว:
(61)
การคำนวณกระบวนการชั่วคราวดำเนินการในแพ็คเกจ Matlab
ในแบบจำลองเราจะใช้แผนการออกแบบไดรฟ์แบบอนุรักษ์นิยมแบบมวลเดียว
รุ่นไดรฟ์แสดงในรูปที่ 14
รูปที่ 14 – รุ่นขับเคลื่อน
กราฟของกระบวนการชั่วคราว - แรงบิดของมอเตอร์แม่เหล็กไฟฟ้าและความเร็วของมวลแรกลดลงถึงเพลามอเตอร์ - แสดงในรูปที่ 15, 16
รูปที่ 15 – กราฟของกระบวนการชั่วคราวของความเร็วของมวลแรก
รูปที่ 16 - กราฟของกระบวนการชั่วคราวของแรงบิดแม่เหล็กไฟฟ้า
จากผลการจำลองพบว่าความเร็วเกินกำหนดคือ:
7. ตรวจสอบการคำนวณกำลังที่ถูกต้องและการเลือกเครื่องยนต์ขั้นสุดท้าย
เราจะตรวจสอบความถูกต้องของการคำนวณกำลังโดยใช้วิธีการสูญเสียเฉลี่ย
การสูญเสียเล็กน้อยทั้งหมดในมอเตอร์คือ:
การสูญเสียเล็กน้อยของตัวแปรในมอเตอร์มีค่าเท่ากับ:
จากนั้นการสูญเสียถาวรจะเท่ากับ:
ความสูญเสียโดยเฉลี่ยต่อรอบการทำงานเท่ากับ:
(65)
การสูญเสียอยู่ที่ไหน ช่วงเวลาที่ฉันเวลา,
ค่าสัมประสิทธิ์การย่อยสลายความเย็นเมื่อทำงานที่ความเร็ว
T c =6.9 วินาที – รอบเวลา
การสูญเสีย ณ ช่วงเวลาที่ i สามารถกำหนดได้จากนิพจน์ต่อไปนี้:
,(66)
ที่ไหน ,
ระดับภาระของเครื่องยนต์
.(66’)
การแทนที่ (66') ลงใน (65) เราจะได้:
(67)
การใช้นิพจน์ (67) เราจะค้นหาความสูญเสียโดยเฉลี่ยต่อรอบการทำงาน
ในการค้นหาความสูญเสียโดยเฉลี่ยโดยใช้สูตร (67) เราใช้แบบจำลองไดรฟ์
ก่อนอื่นเรายกกำลังสองสักครู่ มอเตอร์แม่เหล็กไฟฟ้า- จากนั้นเราหารค่าผลลัพธ์ด้วยกำลังสองของแรงบิดเล็กน้อยแล้วบวก จากนั้นเราจะรวมค่าที่ได้รับและคูณด้วย เราได้ค่าของการสูญเสียเฉลี่ยต่อรอบการทำงาน
แบบจำลองสำหรับการค้นหาความสูญเสียเฉลี่ยต่อรอบการทำงานแสดงไว้ในรูปที่ 17
รูปที่ 17 - แบบจำลองสำหรับค้นหาความสูญเสียเฉลี่ยต่อรอบการทำงาน
จากผลการจำลองพบว่าความสูญเสียเฉลี่ยต่อรอบการทำงานเท่ากับ
.
ดังนั้นปัจจัยโหลดของเครื่องยนต์คือ:
(68)
ดังนั้นเครื่องยนต์จึงโหลด 80% (70%<80%<100%), следовательно, оставляем выбранный двигатель.
กลไกการยก (HLM) ได้รับการออกแบบมาเพื่อบรรทุกอุปกรณ์และวัตถุดิบจากท่าเรือไปยังช่องเก็บและในทางกลับกัน แบ่งออกเป็นสินค้า อวนลาก เรือ และกว้านอื่น ๆ รวมถึงกลไกของเครน ปั้นจั่นของเรือเป็นกลไกแบบครบวงจร และไม่เหมือนกับกว้านตรงที่ไม่ต้องใช้อุปกรณ์เพิ่มเติม
เครนขนส่งสินค้ามีกลไกสามประการ: กลไกการยกน้ำหนัก กลไกการต่อบูม และกลไกการแกว่ง เครนท้ายเรือมีสองกลไก: กลไกการยกและกลไกการเคลื่อนย้าย เครนขนส่งสินค้ามีประสิทธิภาพและคล่องตัวมากกว่า ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมผู้ขนส่งสินค้าเทกองและห้องเย็นส่วนใหญ่จึงติดตั้งเครน
ในทางกลไก เครนและรอกสามารถมีกระปุกเกียร์แบบหนอนหรือแบบขดลวดได้ กระปุกเกียร์ตัวหนอนมีประสิทธิภาพต่ำกว่ากระปุกเกียร์ทรงกระบอก
ลองพิจารณาตัวอย่างการคำนวณและตรวจสอบการเลือกไดรฟ์ไฟฟ้าของกลไกการยก:
มวลสินค้า - =2500 กิโลกรัม;
ความเร็วในการขึ้น – =50;
ลดความเร็ว – =25;
ความสูงในการยก – =25;
เส้นผ่านศูนย์กลางของดรัม – =0.42;
อัตราทดเกียร์ – =36;
ประสิทธิภาพ กลไก – =0.85;
เวลาหยุดชั่วคราวระหว่าง – = 110 วินาที;
แรงดันไฟหลัก – ;
ความยาวสายเคเบิล – =60
การเลือกเครื่องยนต์เบื้องต้น
โมเมนต์บนเพลามอเตอร์ไฟฟ้าเมื่อยกโหลดพิกัด
โมเมนต์บนเพลามอเตอร์ไฟฟ้าเมื่อลดโหลดพิกัดในโหมดปลดเบรก
ความเร็วของมอเตอร์ไฟฟ้า (บนขดลวดความเร็วสูง) จำเป็นเพื่อให้แน่ใจว่ามีความเร็วที่กำหนดในการยกโหลดที่กำหนด
หรือความเร็วในการหมุน
ความเร็วมอเตอร์ที่จำเป็นในการลดภาระ
หรือความเร็วในการหมุน
กำลังของมอเตอร์ไฟฟ้าเมื่อยกโหลดพิกัดบนขดลวดความเร็วสูง
กำลังมอเตอร์ไฟฟ้าเมื่อลดภาระในการพันด้วยความเร็วปานกลาง
ในฐานะมอเตอร์ไฟฟ้า เราเลือกมอเตอร์ไฟฟ้าแบบอะซิงโครนัสสามความเร็วทางทะเลสำหรับกลไกการจอดสมอของซีรีส์ MAP 622-4/8/16 OM1 พร้อมพารามิเตอร์สำหรับการทำงานที่ความเร็วสองระดับ
จำนวนเสา | ||
พลัง | ||
ความถี่ในการหมุน | ||
ความเร็วเชิงมุม | 151,24 | 72,2 |
จัดอันดับปัจจุบัน | ||
เริ่มปัจจุบัน | ||
แรงบิดสูงสุด | ||
แรงบิดสตาร์ท | ||
ตัวประกอบกำลัง | 0,86 | 0,68 |
โมเมนต์ความเฉื่อย | ไม่มีเบรก | 1,375 |
พร้อมเบรก | 1,625 | |
แรงดันไฟฟ้า |
กำหนดพิกัดแรงบิดของมอเตอร์บนขดลวดความเร็วสูง
เรากำหนดแรงบิดสูงสุดของมอเตอร์บนขดลวดความเร็วต่ำ:
ดังนั้นการทำงานด้วยและเครื่องยนต์ไม่โอเวอร์โหลด
ลักษณะทางกลของมอเตอร์ไฟฟ้าขึ้นอยู่กับประเด็นต่อไปนี้:
ก) สำหรับการพันด้วยความเร็วสูง:
· จุดไม่มีโหลดที่เหมาะสำหรับการพันด้วยความเร็วสูง
ความถี่เครือข่ายอยู่ที่ไหน คือจำนวนคู่ขั้ว
· จุดของโหมดระบุ;
· จุดเริ่มต้น - แรงบิดสตาร์ทหลายหลาก
จุดลักษณะของโหมดสำหรับการพันด้วยความเร็วสูง:
จุดไม่ได้ใช้งาน
คะแนนที่ได้รับ
คะแนนสะสม
จุดเริ่ม
จุดกึ่งกลาง1
จุดกึ่งกลาง2
b) สำหรับการพันด้วยความเร็วต่ำ:
· จุดไม่มีโหลดที่เหมาะสำหรับการพันขดลวดความเร็วต่ำ:
· จุดของโหมดระบุ;
· จุดที่สอดคล้องกับช่วงเวลาวิกฤติ
ผลคูณของช่วงเวลาสูงสุดอยู่ที่ไหน และสลิปวิกฤตถูกกำหนดโดยนิพจน์:
· จุดเริ่ม,
แรงบิดสตาร์ทหลายหลากอยู่ที่ไหน
คะแนนเพิ่มเติมถูกกำหนดโดยใช้สูตร Kloss:
จุดกึ่งกลางเมื่อเลื่อนเท่ากับและ
จุดลักษณะของโหมดสำหรับการพันด้วยความเร็วต่ำ:
จุดไม่ได้ใช้งาน
คะแนนที่ได้รับ
คะแนนสะสม
จุดเริ่ม
จุดกึ่งกลาง1
จุดกึ่งกลาง2
รูปภาพแสดงลักษณะทางกลของ IM รูปที่ 7.1
การสร้างแผนภาพโหลด
1) เมื่อยกโหลดที่กำหนด โมเมนต์ความเฉื่อยของไดรฟ์ไฟฟ้าที่ลดลงไปที่เพลามอเตอร์จะถูกกำหนด:
ที่ไหน - เราละเว้นเพราะความเล็ก
แล้วสำหรับมอเตอร์ที่ไม่มีเบรก
2) เวลาเร่งความเร็วของเครื่องยนต์เมื่อยกของหนัก
3) แรงบิดเบรกโดยประมาณ
4) เวลาเบรกเมื่อยกของและดับเครื่องยนต์
โดยที่ คือปัจจัยด้านความปลอดภัยของเบรก
5) เวลาสตาร์ทเครื่องยนต์เพื่อลดภาระ
6) เวลาเบรกเมื่อลดโหลด
7) ระยะทางที่เดินทางระหว่างการเร่งความเร็วและการชะลอตัวของเครื่องยนต์ระหว่างการขึ้น:
8) ระยะทางที่เดินทางระหว่างการเร่งความเร็วและลดความเร็วของเครื่องยนต์ระหว่างการลง:
9) ความเร็วคงที่ในการยกของ โดยคำนึงถึงเครื่องยนต์ที่เลือกและเวลาในการยก:
10) ความเร็วคงที่ในการลดภาระโดยคำนึงถึงเครื่องยนต์ที่เลือกและเวลาลง:
11) จากการคำนวณ เราสร้างไดอะแกรมโหลด ความเร็ว และกระแส (รูปที่ 7.2)
รูปที่ 7.2a โหลดไดอะแกรม
ที,ค
รูปที่ 7.2b. แผนภูมิความเร็ว
ที,ค
รูปที่ 7.2ค แผนภาพปัจจุบัน
รอบเวลา
กำลังของมอเตอร์ไฟฟ้าสอดคล้องกับการสตาร์ท การเบรก และสภาวะคงที่ อย่างไรก็ตาม ในขั้นตอนเหล่านี้ จำเป็นต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่ามอเตอร์ไฟฟ้าไม่ร้อนเกินไปโดยการประมาณค่ากระแสไฟฟ้าที่เทียบเท่า (rms) ในวงจร
กระแสโหลดเทียบเท่า (ความร้อน) ของมอเตอร์ไฟฟ้าถูกกำหนดโดยใช้:
ช่วงเวลาของรอบอยู่ที่ไหน
เราสามารถสรุปได้ว่าในแต่ละขั้นตอนของวงจร กระแสไฟฟ้าของมอเตอร์จะคงที่
ในระหว่างการเร่งความเร็ว เครื่องยนต์จะทำงานในโหมดสตาร์ทด้วยเหตุนี้
เมื่อยกโหลดด้วยความเร็วคงที่บนขดลวดความเร็วสูง มอเตอร์ไฟฟ้าจะทำงานในโหมดที่ใกล้เคียงกับค่าที่กำหนด
เมื่อลดภาระลง มอเตอร์ไฟฟ้าจะทำงานในโหมดเบรก ในระหว่างการเร่งความเร็ว เครื่องยนต์จะทำงานในโหมดสตาร์ทโดยใช้การหมุนรอบความเร็วต่ำ
เมื่อลดภาระลงที่ความเร็วคงที่บนขดลวดความเร็วต่ำ มอเตอร์ไฟฟ้าจะทำงานในโหมดใกล้กับค่าที่กำหนด
จากนั้นกระแสมอเตอร์ที่เท่ากัน
เครื่องยนต์ตรงเวลาตามจริง
หรือพีวี=34%
ค่าที่อนุญาตของกระแสมอเตอร์ที่เท่ากันจะถูกกำหนดโดยความสัมพันธ์
ดังนั้น กระแสไฟในโหมดการทำงานที่เทียบเท่า (50.2A) จึงน้อยกว่ากระแสที่อนุญาต (70.3A) โดยมีระยะเวลาจริงในการเปิด PV = 34% ซึ่งพิสูจน์ความเป็นไปได้ของการใช้ (ตามเงื่อนไขอุณหภูมิ) มอเตอร์ที่เลือก
การเลือกสายเคเบิลจากแผงจำหน่าย
ไปยังมอเตอร์ไฟฟ้า
เมื่อเลือกสายไฟจะขึ้นอยู่กับการคำนวณกระแสไฟฟ้าที่เท่ากัน ประเภทการติดตั้ง อุณหภูมิแวดล้อม ฯลฯ
ค่าของกระแสไฟของสายเคเบิลที่คำนวณได้ถูกกำหนดโดยสูตร
โดยที่กระแสเทียบเท่าที่กำหนดไว้ในข้อ 7 - ค่าสัมประสิทธิ์โดยคำนึงถึงการลดภาระที่อนุญาตของสายเคเบิลที่อยู่ในมัด สำหรับคานแถวเดียว - , - สัมประสิทธิ์โดยคำนึงถึงจำนวนชั่วโมงการทำงานต่อวัน ถึง 2=1.41 กำหนดเป็น
ในระบบสามเฟสการคำนวณการสูญเสียแรงดันไฟฟ้าจะถูกกำหนดดังนี้
ค่ากำลังของเครื่องยนต์ที่เลือกอยู่ที่ไหน
ด้านล่างนี้เป็นค่าความต้านทานแบบแอคทีฟและรีแอกทีฟของแกนสายเคเบิลหนึ่งแกนที่อุณหภูมิ 65 o C และความถี่เครือข่าย 50 Hz สำหรับสายเคเบิลยาว 1,000 เมตร
ตารางที่ 3
โดยปกติแล้วแรงดันไฟฟ้าที่สูญเสียจะแสดงเป็นเปอร์เซ็นต์ของแรงดันไฟฟ้าที่กำหนด
การสูญเสียที่อนุญาตสำหรับเครือข่ายแสงสว่างคือ 5% ผู้ใช้เครือข่ายคือ 7% ไม่เกินบรรทัดฐาน
การเลือกอุปกรณ์สวิตชิ่ง
เซอร์กิตเบรกเกอร์ (อัตโนมัติ) ได้รับการออกแบบมาเพื่อเปิดวงจรไฟฟ้าโดยอัตโนมัติในกรณีฉุกเฉิน รวมถึงการเปิดและปิดวงจรไฟฟ้าไม่บ่อยนักภายใต้สภาวะการทำงานปกติ
เครื่องจักรมีการติดตั้งตัวปลดล็อคที่ควบคุมค่าของพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้อง (ในกรณีนี้คือกระแส)
หากต้องการเปิดและปิดระบบขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า เราเลือกสวิตช์อัตโนมัติ A3114P พร้อมการคลายสูงสุดรวมสำหรับกระแสไฟพิกัด 100A
การควบคุมโหมดขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า
การควบคุมความเร็วในไดรฟ์ไฟฟ้ากระแสสลับนั้นดำเนินการผ่านการใช้อะซิงโครนัสหลายความเร็ว
มอเตอร์ไฟฟ้าและตัวควบคุม (ดูรูปที่ 7.3)
สเตเตอร์ของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสมีขดลวดสองกลุ่ม C2 และ C3 ซึ่งทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในลักษณะทางกลของมอเตอร์ไฟฟ้าด้วยความเร็วในการหมุนแบบซิงโครนัส ขดลวดเชื่อมต่อผ่านเบรกเกอร์ AB ทั่วไปและหน้าสัมผัสของตัวควบคุมลูกเบี้ยว 1-HP ตามตารางที่ 4
วงจรเดียวกันนี้รวมถึงรีเลย์ป้องกันความร้อนเกินพิกัด RT1, RT2 และ RG เมื่อกระแสเกินค่าการตั้งค่ารีเลย์ จะทำงานและตัดวงจรของคอนแทคเตอร์ป้องกันโหลด KG1 และ KG2
วงจรควบคุมได้รับพลังงานจากหม้อแปลง Tr และวงจรเรียงกระแส Vp ในสถานการณ์ฉุกเฉินที่ไม่อนุญาตให้มอเตอร์ไฟฟ้าหยุดทำงานแม้จะมีโหลดเกินก็ตาม ปุ่ม K จะเลี่ยงการป้องกันความร้อน เมื่อปิดเบรกเกอร์วงจรอัตโนมัติ โรเตอร์ของมอเตอร์จะถูกยับยั้งโดยดิสก์เบรก T ซึ่งจะถูกปล่อยโดย แม่เหล็กไฟฟ้า TM เมื่อเปิดเบรกเกอร์
การทำงานของไดรฟ์ไฟฟ้าในทิศทางของการเลือก (การยกโหลด) และการเคลื่อนย้าย (การลดภาระ) จะถูกกำหนดโดยทิศทางการหมุนของสนามแม่เหล็กเท่านั้น การย้อนกลับทำได้โดยการติดต่อ IV และ VI เมื่อตำแหน่งที่จับอยู่ในตำแหน่ง "เลือก" หน้าสัมผัส II, III, V จะถูกปิด (ดูตาราง) และในตำแหน่ง "กัด" - II, IV, VI
เมื่อสตาร์ทเครื่องยนต์ คอยล์ TM จะปล่อยดิสก์เบรก ในตำแหน่งแรกของที่จับตัวควบคุมลูกเบี้ยวการคดเคี้ยว C3 จะได้รับพลังงานเพราะว่า หน้าสัมผัสของคอนแทคเตอร์โหลด KG1 บายพาสเฟสของขดลวด C2 เครื่องยนต์จะเร่งความเร็วตามคุณลักษณะ I จนถึงความถี่ของสเตจแรก ที่จับถูกย้ายไปยังตำแหน่งที่สอง เปิดหน้าสัมผัส KG1 และปิดหน้าสัมผัส KG2 และฉัน โดยข้ามการม้วน C3 และเปิดการม้วน C2 ด้วยเครื่องหมายดอกจัน เครื่องยนต์จะเปลี่ยนเป็นคุณลักษณะ 2 และเร่งความเร็วไปที่ความถี่ของสเตจที่สอง แต่ถ้าโหลดบนเครื่องยนต์เพิ่มขึ้นเกินขีด จำกัด ที่อนุญาตโหลดรีเลย์ RG จะถูกเปิดใช้งานและเปิดวงจรของคอยล์ KG1 และ KG2 วงจรจะทำให้แน่ใจว่าเครื่องยนต์สวิตช์ไปที่คุณลักษณะ 1 เพราะ การไขลาน C2 จะถูกปิด และ C3 จะถูกเปิด
ตารางที่ 4
รายชื่อผู้ติดต่อ | พิษ | เลือก | |||
เอ็กซ์ | เอ็กซ์ | ||||
เอ็กซ์ | เอ็กซ์ | เอ็กซ์ | เอ็กซ์ | ||
เอ็กซ์ | เอ็กซ์ | ||||
เอ็กซ์ | เอ็กซ์ | ||||
เอ็กซ์ | เอ็กซ์ | ||||
เอ็กซ์ | เอ็กซ์ |
รูปที่ 7.3 แผนผังของกลไกการยก
ส่งผลงานดีๆ ของคุณในฐานความรู้ได้ง่ายๆ ใช้แบบฟอร์มด้านล่าง
นักศึกษา นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา นักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์ ที่ใช้ฐานความรู้ในการศึกษาและการทำงาน จะรู้สึกขอบคุณเป็นอย่างยิ่ง
โพสต์เมื่อ http://www.allbest.ru/
ข้อมูลเบื้องต้น
U n =220 V - แรงดันไฟฟ้าที่กำหนด
2 p=4 - มอเตอร์สี่ขั้ว
R n =55 kW - กำลังไฟพิกัด
n n = 550 rpm - ความเร็วพิกัด
ผม n =282 A - กระแสกระดองจัดอันดับ
r i +r dp =0.0356 Ohm - ความต้านทานของขดลวดกระดองและเสาเพิ่มเติม
ยังไม่มีข้อความ=234 - จำนวนตัวนำกระดองที่ใช้งานอยู่
2a=2 - จำนวนกิ่งก้านของกระดองคู่ขนาน
F n =47.5 mWb - ฟลักซ์แม่เหล็กเล็กน้อยของขั้ว
k = pN/2a=2*234/2=234 - ปัจจัยการออกแบบมอเตอร์
kFn=E/sch=(Un.-In.(Rya.+ Rd.p.))/sch=3.65 (Wb.)
sch n =2рn n/60=57.57 (rad./s.)
sch(ฉัน)
ยู=0, ผม=6179.78 (อ.)
I=0, w=60.27 (rad./s.)
sch(ม)
คุณ(M)=Un - M(Rya.+ Rd.p.)/(kFn)
w=0, M=22 (กิโลนิวตัน/เมตร)
M=0, w=60.27 (rad./s.)
2. กำหนดจำนวนความต้านทานเพิ่มเติมที่ต้องนำเข้าสู่วงจรกระดองเพื่อลดความเร็ว ตร.ม. = 0.4 ตร.ว nที่พิกัดกระแสกระดองมอเตอร์ฉัน= ฉัน n- สร้างคุณลักษณะทางเครื่องกลไฟฟ้าที่เครื่องยนต์จะทำงานที่ความเร็วลดลง
แผนภาพแสดงการควบคุมรีโอสแตติกของมอเตอร์กระตุ้นอิสระ:
n = 0.4 n = 23.03 (rad/s)
u=(Un. - ใน(Rya.+ Rd.p.+Rd))/ kFn
kFn* u = อู - ใน(รยา.+ ถ.ป.+ถ.)
ใน(Rya.+ Rd.p.+Rd)= Un - kFn* sch
Rd=(Un - kFn*sch)/ In - (Rya.+Rd.p)=(220-84.06)/282-0.0356=0.4465 (Ohm) - ความต้านทานเพิ่มเติม
การสร้างคุณลักษณะทางเครื่องกลไฟฟ้า - sch(ฉัน)
คุณ(I)=(Un. - I(Rya.+ Rd.p.+Rd))/ kFn
คุณ=0, ผม=456.43 (A)
I=0, w=60.27 (rad./s.)
มอเตอร์กระดองเบรกระบบเครื่องกลไฟฟ้า
3. กำหนดความต้านทานการเบรกเพิ่มเติมที่จำกัดกระแสกระดองไว้ที่สองเท่าของค่าพิกัด ฉัน=2 ฉันn เมื่อเปลี่ยนจากโหมดปกติไปเป็นโหมดตัวสร้าง:
ก) การตอบโต้การเบรก
จากสูตร: u(I)=(E - I R)/ kФн เราพบ Rtot:
Rtot = (n n. (kF) n. - (-Un.))/-2In = (57.57*3.65+220)/(2*282) = 0.7626 (โอห์ม)
Rd=Rtot - (รยา.+ Rd.p)=0.727 (โอห์ม)
เมื่อคำนวณ เราจะหาค่าความต้านทานแบบโมดูโล
การสร้างคุณลักษณะทางเครื่องกลไฟฟ้า - sch(ฉัน)
คุณ(I)=(E - IR)/ kFn
ยู=0, ผม=-288.5 (อ.)
I=0, w=-60.27 (rad./s.)
การสร้างลักษณะทางกล - sch(ม)
คุณ(M)=E - M*R /(kФ)
w=0, M=-1.05 (กิโลนิวตัน/เมตร)
M=0, w=-60.27 (rad./s.)
b) การเบรกแบบไดนามิก
เนื่องจากในระหว่างการเบรกแบบไดนามิก วงจรกระดองของเครื่องถูกตัดการเชื่อมต่อจากเครือข่าย แรงดันไฟฟ้าในการแสดงออกจึงควรตั้งค่าเป็นศูนย์ ยู n จากนั้นสมการจะอยู่ในรูปแบบ:
M = - ฉัน n F = -13.4 นิวตัน/เมตร
u=M*อาร์โทท/(kFn) 2
Rtotal= sch n *(kFn) 2 /M=57.57*3.65 2 /13.4=57.24 (โอห์ม)
Rd=Rtot - (รยา.+ Rd.p)=57.2 (โอห์ม)
การสร้างคุณลักษณะทางเครื่องกลไฟฟ้า - sch(ฉัน)
คุณ(I)=(E - IR)/ kFn
ยู=0, ผม=-3.8 (อ.)
I=0, w=60.27 (rad./s.)
การสร้างลักษณะทางกล - sch(ม)
คุณ(M)=E - M*R /(kFn)
w=0, M=-14.03 (กิโลนิวตัน/เมตร)
M=0, w=60.27 (rad./s.)
Ф=0.8Фн=0.8*47.5=38 (มิลลิวัตต์)
กิโลเอฟ=2.92 (วัตต์)
การสร้างคุณลักษณะทางเครื่องกลไฟฟ้า - sch(ฉัน)
คุณ(I)=(Un. - I(Rya.+ Rd.p.))/ kФ
ยู=0, ผม=6179.78 (อ.)
I=0, w=75.34 (rad./s.)
การสร้างลักษณะทางกล - sch(ม)
คุณ(M)=Un - M(Rya.+ Rd.p.)/kФ
w=0, M=18 (กิโลนิวตัน/เมตร)
M=0, w=75.34 (rad./s.)
การสร้างคุณลักษณะทางเครื่องกลไฟฟ้า - sch(ฉัน)
คุณ(I)=(U. - ฉัน(Rya.+ Rd.p.))/ kFn
ยู=0, ผม=1853.93 (อ.)
I=0, w=18.08 (rad./s.)
การสร้างลักษณะทางกล - sch(ม)
คุณ(M)=U - M(Rya.+ Rd.p.)/(kFn)
w=0, M=6.77 (กิโลนิวตัน/เมตร)
M=0, w=18.08 (rad./s.)
6. กำหนดความเร็วของเครื่องยนต์ในระหว่างการลดโหลดใหม่หากแรงบิดของเครื่องยนต์มีค่าม=1.5ล้าน
M=1.5Mn=1.5*13.4=20.1 (นิวตัน/เมตร)
u(M)=Un - M(Rya.+ Rd.p.)/(kFn)=60 (rad/s)
n=60*sch/(2*r)=574 (รอบต่อนาที)
แผนภาพวงจรตัวต้านทานเริ่มต้น
ค่าของกระแสสวิตชิ่ง I 1 และ I 2 ถูกเลือกตามข้อกำหนดทางเทคโนโลยีสำหรับไดรฟ์ไฟฟ้าและความสามารถในการสลับของมอเตอร์
l = I 1 /I 2 =R 1 /(Rya+Rdp)=2 - อัตราส่วนของกระแสสวิตชิ่ง
R 1 = l * (Rya + Rdp) = 0.0712 (โอห์ม)
r 1 = R 1 - (Rya + Rdp) = 0.0356 (โอห์ม)
R 2 = R 1 * l = 0.1424 (โอห์ม)
r 2 = R 2 - R 1 =0.1068 (โอห์ม)
R 3 = R 2 * l = 0.2848 (โอห์ม)
r 3 = R 3 - R 2 =0.178 (โอห์ม)
การสร้างไดอะแกรมทริกเกอร์
คุณ(I)=(Un. - I(Rya.+ Rd.p.))/ kFn
คุณ 0 =0, ฉัน 1 (R 3) = 772.47 (A)
คุณ 1 (I 1)=(Un. - I 1 R 2)/ kFn=30.14 (rad/s)
คุณ 2 (I 1)=(Un. - I 1 R 1)/ kFn=45.21 (rad/s)
з 3 (I 1)=(Un. - I 1 (Rя+Rдп))/ kФн=52.72 (rad/s)
I=0, w=60.27 (rad./s.)
โพสต์บน Allbest.ru
เอกสารที่คล้ายกัน
การหาค่าความต้านทานกระแสไฟไม่โหลด สเตเตอร์ และโรเตอร์ของมอเตอร์อะซิงโครนัส การคำนวณและการสร้างคุณลักษณะทางกลและระบบเครื่องกลไฟฟ้าของไดรฟ์ไฟฟ้าซึ่งมีกฎหมายในการควบคุมความถี่และแรงดันไฟฟ้าของขดลวดสเตเตอร์
ทดสอบเพิ่มเมื่อ 14/04/2558
การคำนวณและการสร้างคุณลักษณะทางธรรมชาติและเทียมของมอเตอร์กระแสตรงกระตุ้นอิสระ ลักษณะการสตาร์ทและการเบรก การกำหนดระยะเวลาเร่งความเร็วของไดรฟ์ วิธีแก้ปัญหาเชิงวิเคราะห์กราฟิกของสมการการเคลื่อนที่ของไดรฟ์ไฟฟ้า
งานหลักสูตร เพิ่มเมื่อ 05/02/2011
การหาค่าความเหนี่ยวนำระหว่างวงจรกระดองและวงจรกระตุ้นมอเตอร์ การคำนวณค่าความเหนี่ยวนำของขดลวดกระตุ้น แรงบิดปฏิกิริยา และค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานความหนืด กราฟการเปลี่ยนแปลงของแรงบิดและความเร็วของการหมุนของเพลามอเตอร์ตามฟังก์ชันของเวลา
งานห้องปฏิบัติการ เพิ่มเมื่อ 14/06/2556
การคำนวณและการสร้างคุณลักษณะทางกลตามธรรมชาติและเทียมของมอเตอร์กระแสตรงแบบกระตุ้นแบบผสม การคำนวณองค์ประกอบควบคุมของเครื่องกำเนิดการกระตุ้นแบบขนาน เส้นโค้งลักษณะเฉพาะของเวเบอร์-แอมป์ของมอเตอร์ไฟฟ้า
ทดสอบเพิ่มเมื่อ 12/09/2014
การคำนวณลักษณะทางกลของมอเตอร์กระแสตรงของการกระตุ้นแบบอิสระและแบบต่อเนื่อง กระแสกระดองในโหมดพิกัด การสร้างลักษณะทางกลตามธรรมชาติและเทียมของเครื่องยนต์ ความต้านทานของขดลวดในวงจรกระดอง
ทดสอบเพิ่มเมื่อ 29/02/2555
การคำนวณและการสร้างคุณลักษณะทางกลและระบบเครื่องกลไฟฟ้าตามธรรมชาติของเครื่องยนต์ วิธีการสตาร์ทและควบคุมความเร็วภายในวงจร กล่องต้านทาน ลักษณะทางกลในโหมดการทำงานและโหมดเบรกแบบไดนามิก
งานหลักสูตร เพิ่มเมื่อ 08/11/2011
การคำนวณข้อมูลเครื่องยนต์เบื้องต้น การคำนวณและสร้างคุณลักษณะทางกลตามธรรมชาติของมอเตอร์อะซิงโครนัสโดยใช้สูตร Kloss และ Kloss-Chekunov ลักษณะเฉพาะของมอเตอร์เมื่อแรงดันไฟฟ้าและความถี่ของเครือข่ายจ่ายไฟลดลง
งานหลักสูตรเพิ่มเมื่อ 30/04/2014
การเลือกกำลังเครื่องยนต์เบื้องต้น การเลือกกระปุกเกียร์และข้อต่อ นำโมเมนต์ความเฉื่อยมาสู่เพลามอเตอร์ การกำหนดแรงบิดของเครื่องยนต์ที่อนุญาต การเลือกเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและการกำหนดกำลังไฟ การคำนวณลักษณะทางกลของเครื่องยนต์
งานหลักสูตร เพิ่มเมื่อ 09.19.2012
การคำนวณส่วนกำลังของไดรฟ์และระบบสำหรับควบคุมกระแสกระตุ้น กระดอง และความเร็ว การเลือกมอเตอร์ หม้อแปลงไฟฟ้า องค์ประกอบเซมิคอนดักเตอร์ อุปกรณ์ป้องกันและสวิตซ์ การประยุกต์ระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าในการผลิตโลหะวิทยา
งานหลักสูตรเพิ่มเมื่อ 18/06/2558
การคำนวณกำลังเครื่องยนต์ พลังงาน ลักษณะทางกลและทางเครื่องกลไฟฟ้าตามธรรมชาติและเทียมของระบบขับเคลื่อนไฟฟ้า การเลือกอุปกรณ์แปลง อุปกรณ์ป้องกัน หน้าตัด และชนิดสายเคเบิล การคำนวณกระบวนการชั่วคราว
แผนก: “อุปกรณ์ไฟฟ้าของเรือและวิศวกรรมกำลังไฟฟ้า”
งานหลักสูตร
ในหัวข้อ:
“การคำนวณแรงขับไฟฟ้าของกลไกการยก”
คาลินินกราด 2547
ข้อมูลเบื้องต้นสำหรับการคำนวณ………………………………………………………………
การสร้างแผนภาพโหลดกลไกแบบง่าย
การสร้างแผนภาพโหลดเครื่องยนต์อย่างง่าย………….
2.3 การคำนวณกำลังไฟฟ้าสถิตบนเพลามอเตอร์………………………...
2.4 การสร้างแผนภาพโหลดเครื่องยนต์อย่างง่าย…………..
2.5 การคำนวณกำลังเครื่องยนต์ที่ต้องการโดยใช้โหลดแบบง่าย
แผนภาพ…………………………………………………………………………………...
3. การสร้างลักษณะทางกลและไฟฟ้าเครื่องกล…… ..
3.1 การคำนวณและการสร้างคุณลักษณะทางกล………………………………...
3.2 การคำนวณและการสร้างคุณลักษณะทางเครื่องกลไฟฟ้า………..
4. การสร้างแผนภาพโหลด……………………………..
4.1 การยกภาระระบุ………………………………………………………..
4.2 การปลดเบรกของโหลด………………………………………………...
4.3 การยกตะขอที่ไม่ได้ใช้งาน………………………………………………………..
4.4 การปล่อยพลังงานของขอเกี่ยวไฟ…………………………………………………………
5. การตรวจสอบเครื่องยนต์ที่เลือกเพื่อให้แน่ใจว่าได้ระบุไว้
ประสิทธิภาพของกว้าน……………………………………………………………...
6. การตรวจสอบเครื่องยนต์ที่เลือกเพื่อให้ความร้อน………………………………………………………
7. วงจรกำลังของตัวแปลงความถี่พร้อมอินเวอร์เตอร์แรงดันไฟฟ้า……..
8. รายการวรรณกรรมที่ใช้แล้ว……………………………………………………………..
ข้อมูลเริ่มต้นสำหรับการคำนวณ
ความต่อเนื่องของตารางที่ 1 การยก อุปกรณ์ G x.g, กก สินค้า กลอง D, ม ไดอะแกรม ฉัน, s ความต่อเนื่องของตารางที่ 1 ความต่อเนื่องของตารางที่ 1 |
||||||||||||||||||||||||||||
ความเร็วในการลงจอด คุณ, เมตร/วินาที | ชื่อ ผู้บริหาร กลไก | ระบบ การจัดการ | ประเภทของกระแสไฟฟ้า |
|||||||||||||||||||||||||
| แบบอะซิงโครนัส เครื่องยนต์ | ตัวแปลง ความถี่จาก อินเวอร์เตอร์แรงดันไฟฟ้า | สุทธิ ตัวแปร กระแสไฟ 380V |
ตาราง -1- ข้อมูลเริ่มต้นสำหรับการคำนวณ
2. การสร้างแผนภาพโหลดแบบง่ายของกลไก
และการเลือกกำลังเครื่องยนต์ล่วงหน้า
2.1 การสร้างแผนภาพโหลดเครื่องยนต์แบบง่าย
ระยะเวลาการเปลี่ยนคำนวณโดยใช้สูตร:
(1)
ที่ไหน
(2)
เวลาการทำงานของเครื่องยนต์เมื่อยกของหนัก:
เวลาการทำงานของเครื่องยนต์เมื่อลดภาระ:
(5)
เวลาการทำงานของเครื่องยนต์เมื่อยกตะขอเดินเบา:
(6)
เวลาการทำงานของเครื่องยนต์เมื่อปลดตะขอเดินเบา:
ที่นี่ความเร็วของการลงของตะขอที่ไม่ได้ใช้งานจะเท่ากับความเร็วของการขึ้นของตะขอที่ไม่ได้ใช้งาน
เวลาทั้งหมดที่เครื่องยนต์เปิดอยู่:
การกำหนดระยะเวลาในการเปิดใช้งานเครื่องยนต์
2.2 การคำนวณกำลังไฟฟ้าสถิตบนเพลาส่งออกของกลไก
กำลังคงที่บนเพลาส่งออกเมื่อยกน้ำหนัก:
(8)
กำลังคงที่บนเพลาส่งออกเมื่อลดภาระ:
กำลังคงที่บนเพลาส่งออกเมื่อลงจอดโหลด:
(10)
กำลังคงที่บนเพลาส่งออกเมื่อยกขอเกี่ยวที่ไม่ได้ใช้งาน:
(11)
กำลังคงที่บนเพลาส่งออกเมื่อปลดตะขอที่ไม่ได้ใช้งาน:
2.3 การคำนวณกำลังไฟฟ้าสถิตบนเพลามอเตอร์
กำลังคงที่บนเพลามอเตอร์เมื่อยกของหนัก:
(13)
กำลังคงที่บนเพลามอเตอร์เมื่อลดภาระ:
(14)
กำลังคงที่บนเพลามอเตอร์เมื่อลงจอดโหลด:
กำลังคงที่บนเพลามอเตอร์เมื่อยกตะขอที่ไม่ได้ใช้งาน:
ที่นี่ η xg =0.2
กำลังคงที่บนเพลาเครื่องยนต์เมื่อปลดตะขอเดินเบา:
2.4 การสร้างแผนภาพโหลดเครื่องยนต์แบบง่าย
รูปที่ 1 – แผนภาพโหลดเครื่องยนต์แบบง่าย
2.5 การคำนวณกำลังเครื่องยนต์ที่ต้องการโดยใช้แผนภาพโหลดแบบง่าย
กับ เราคำนวณกำลังสองเฉลี่ยโดยใช้สูตร:
(18)
โดยที่ β i คือสัมประสิทธิ์ที่คำนึงถึงการเสื่อมสภาพของการถ่ายเทความร้อนและคำนวณสำหรับพื้นที่ทำงานทั้งหมดโดยใช้สูตร:
(19)
ที่นี่ β 0 คือค่าสัมประสิทธิ์ที่คำนึงถึงการเสื่อมสภาพของการถ่ายเทความร้อนเมื่อโรเตอร์อยู่กับที่
สำหรับมอเตอร์แบบเปิดและแบบป้องกัน β 0 =0.25۞0.35
สำหรับมอเตอร์เป่าแบบปิด β 0 =0.3۞0.55
สำหรับเครื่องยนต์ปิดที่ไม่มีการไหลของอากาศ β 0 =0.7۞0.78
สำหรับมอเตอร์ที่มีการระบายอากาศแบบบังคับ β 0 =1
เรายอมรับ β 0 =0.4 และ υ nom = m/s
เมื่อยกของหนัก:
(20)
เมื่อลดภาระลงสูงสุดหนึ่งเมตร:
(21)
เมื่อลงจอดสินค้า:
(22)
เมื่อยกขอเกี่ยวขึ้น:
(23)
เมื่อปลดตะขอเดินเบา:
(24)
ตารางที่ 2 – ตารางสรุปข้อมูลสำหรับการคำนวณกำลังสองเฉลี่ยราก
พลัง
โครงเรื่อง | อาร์เอส | ทีอาร์เอส | υ, m/s | คุณ | β |
1 | |||||
2 | |||||
2 ลงจอด | |||||
3 | |||||
4 |
ลองเขียนนิพจน์สำหรับคำนวณกำลังสองเฉลี่ยของเครื่องยนต์:
=
เราค้นหากำลังไฟของเครื่องยนต์โดยใช้สูตร:
(26)
โดยที่ k з =1.2 – ปัจจัยด้านความปลอดภัย
ชื่อ PV =40% - รอบการทำงานที่กำหนด
โดยใช้หนังสืออ้างอิงเราเลือกเครื่องยนต์ของแบรนด์ที่มีลักษณะดังต่อไปนี้:
กำลังไฟพิกัด P n = kW
สลิปที่กำหนด s n = %
ความเร็วการหมุน n= รอบต่อนาที
จัดอันดับสเตเตอร์ปัจจุบัน ฉันชื่อ = A
ประสิทธิภาพที่กำหนด η n = %
ตัวประกอบกำลังไฟฟ้าที่ได้รับการจัดอันดับcosφ n =
โมเมนต์ความเฉื่อย J = กิโลกรัม ม. 2
จำนวนคู่ขั้ว p =
3. การสร้างคุณลักษณะทางกลและไฟฟ้า
3.1 การคำนวณและการสร้างคุณลักษณะทางกล
ความเร็วเชิงมุมที่กำหนด:
(26)
เอ็น
(27)
ช่วงสุดท้าย:
เราพิจารณาสลิปวิกฤตสำหรับโหมดมอเตอร์:
ที่ไหน
ความจุเกินพิกัด แล =
(29)
โมเมนต์วิกฤตของการหมุนพบได้จากนิพจน์ 29:
ใช้สมการ Kloss เราพบ M dv:
(31)
ลองเขียนนิพจน์สำหรับความเร็วเชิงมุม:
(32)
โดยที่ ω 0 =157 วิ –1
ใช้สูตร 31, 32 เราจะสร้างตารางการคำนวณ:
ตารางที่ 3 - ข้อมูลสำหรับการสร้างลักษณะทางกล
| | | | | | | | |
|
ω, ส -1 | | | | | | | | |
|
เอ็ม, นาโนเมตร | | | | | | | | | |
3.2 การคำนวณและการสร้างคุณลักษณะทางไฟฟ้าเครื่องกล
กระแสไฟขณะไม่มีโหลด:
(33)
ที่ไหน
(34)
กระแส ค่าที่กำหนดโดยพารามิเตอร์ของสลิปและแรงบิดบนเพลา:
(35)
ใช้สูตร 33, 34, 35 เราจะสร้างตารางการคำนวณ:
ตารางที่ 4 - ข้อมูลสำหรับการสร้างคุณลักษณะทางเครื่องกลไฟฟ้า
| | | | | | | | |
||
เอ็ม, นาโนเมตร | | | | | | | | | |
|
ฉัน 1 , ก | | | | | | | | | | |
รูปที่ 2 - ลักษณะทางกลและระบบเครื่องกลไฟฟ้าของอะซิงโครนัส
ประเภทเครื่องยนต์ที่ 2р= .
4.การสร้างแผนภาพโหลด
4.1 การยกภาระที่กำหนด
(36)
อัตราทดเกียร์:
(37)
แรงบิดบนเพลามอเตอร์:
เวลาเร่งความเร็ว:
(39)
โดยที่ความเร็วเชิงมุม ω 1 ถูกกำหนดโดยลักษณะทางกลของเครื่องยนต์และสอดคล้องกับโมเมนต์ M 1
ประเภทมอเตอร์ที่เลือกจะมาพร้อมกับประเภทดิสก์เบรกที่มี M t = N m
การสูญเสียคงที่ในมอเตอร์ไฟฟ้า:
(40)
แรงบิดในการเบรกเนื่องจากการสูญเสียอย่างต่อเนื่องในมอเตอร์ไฟฟ้า:
(41)
แรงบิดเบรกรวม:
เวลาหยุดของโหลดที่ยกเมื่อดับเครื่องยนต์:
(43)
ความเร็วคงที่ในการยกภาระระบุ:
(44)
โหลดเวลายกในสภาวะคงตัว:
กระแสไฟฟ้าที่มอเตอร์ใช้ภายในขีดจำกัดโหลดที่อนุญาตจะเป็นสัดส่วนกับแรงบิดบนเพลาและสามารถพบได้โดยใช้สูตร:
4.2 การปลดโหลดเบรก
โมเมนต์บนเพลามอเตอร์ไฟฟ้าเมื่อลดโหลดพิกัด:
เนื่องจากภายในขีดจำกัดโหลดที่อนุญาต คุณลักษณะเชิงกลของโหมดเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและมอเตอร์สามารถแสดงได้ด้วยบรรทัดเดียว ความเร็วเบรกที่สร้างใหม่จะถูกกำหนดโดยสูตร:
(49)
โดยที่ความเร็วเชิงมุม ω 2 ถูกกำหนดโดยลักษณะทางกลของเครื่องยนต์และสอดคล้องกับโมเมนต์ M 2st
หากกระแสเบรก I 2 เท่ากับกระแสของมอเตอร์ที่ทำงานด้วยแรงบิด M 2st ดังนั้น:
เวลาเร่งความเร็วเมื่อลดภาระในขณะที่เครื่องยนต์ทำงาน:
(51)
แรงบิดในการเบรกเมื่อเครื่องยนต์ถูกตัดการเชื่อมต่อจากแหล่งจ่ายไฟหลัก:
เวลาที่จะหยุดโหลดที่ลดลง:
โหลดลดความเร็ว:
(54)
เส้นทางที่เดินทางโดยน้ำหนักบรรทุกระหว่างการเร่งความเร็วและการเบรก:
(55)
โหลดเวลาลดลงในสภาวะคงตัว:
(56)
ยกตะขอที่ไม่ได้ใช้งาน
โมเมนต์บนเพลามอเตอร์ไฟฟ้าเมื่อยกตะขอที่ไม่ได้ใช้งาน:
(57)
ตามลักษณะทางกล โมเมนต์ M 3 = N m สอดคล้องกับความเร็วรอบเครื่องยนต์ ω 3 = rad/s
ปริมาณการใช้กระแสไฟของมอเตอร์:
(58)
โมเมนต์ความเฉื่อยของไดรฟ์ไฟฟ้าลดลงถึงเพลามอเตอร์:
(59)
เวลาเร่งความเร็วเมื่อยกตะขอเดินเบา:
(60)
แรงบิดในการเบรกเมื่อดับเครื่องยนต์เมื่อสิ้นสุดการยกขอเกี่ยว:
เวลาหยุดตะขอ:
(62)
ความเร็วในการยกตะขอที่ไม่ได้ใช้งาน:
(63)
(64)
เวลาของการเคลื่อนไหวคงที่เมื่อยกตะขอที่ไม่ได้ใช้งาน:
การปลดไฟของตะขอไฟ
โมเมนต์บนเพลามอเตอร์ไฟฟ้าเมื่อลดตะขอที่ไม่ได้ใช้งานลง:
(66)
โมเมนต์ M 4 = Nm สอดคล้องกับความเร็วรอบเครื่องยนต์ ω = rad/s
และการบริโภคในปัจจุบัน:
(67)
เวลาเร่งความเร็วเมื่อลดตะขอที่ไม่ได้ใช้งาน:
(68)
แรงบิดเบรกเมื่อดับเครื่องยนต์:
(69)
เวลาหยุดตะขอ:
(70)
ความเร็วลดตะขอที่ไม่ได้ใช้งาน:
ระยะห่างที่ตะขอเกี่ยวระหว่างการเร่งความเร็วและการเบรก:
(72)
เวลาของการเคลื่อนไหวคงที่เมื่อลดตะขอที่ไม่ได้ใช้งานลง:
(73)
เราสรุปข้อมูลการทำงานของเครื่องยนต์ที่คำนวณได้ในตารางที่ 5
ตารางที่ 5 – ข้อมูลการทำงานของเครื่องยนต์ที่คำนวณได้
โหมดการทำงาน | ปัจจุบัน, A | เวลา, ส |
จัดอันดับการยกโหลด: ความเร่ง………………………………………… สถานะคงที่……………… เบรก…………………………………………… การเคลื่อนย้ายสินค้าในแนวนอน……. การปล่อยโหลดเบรก: ความเร่ง………………………………………… สถานะคงที่……………… เบรก…………………………………………… โหลดการปลดสลิง…………………………….. การยกตะขอที่ไม่ได้ใช้งาน: ความเร่ง………………………………………… สถานะคงที่……………… เบรก…………………………………………… การเคลื่อนที่ในแนวนอนของตะขอ……… การคลายกำลังของขอเกี่ยวรอบเดินเบา: ความเร่ง………………………………………… สถานะคงที่……………… เบรก…………………………………………… โหลดการรักษาความปลอดภัย………………………………… | เสื้อ 01 = เสื้อ 02 = เสื้อ 03 = เสื้อ 04 = |
5. กำลังตรวจสอบเครื่องยนต์ที่เลือกเพื่อรับการสนับสนุน
เมื่อพิจารณาถึงประสิทธิภาพของกว้าน
ระยะเวลารอบทั้งหมด:
จำนวนรอบต่อชั่วโมง:
6. ตรวจสอบเครื่องยนต์ที่เลือกเพื่อให้ความร้อน
ระยะเวลาการเปิดเครื่องโดยประมาณ:
(76)
กระแสเทียบเท่าในโหมดไม่ต่อเนื่อง
สอดคล้องกับ% รอบการทำงานที่คำนวณได้ (สมมติว่ากระแสไฟฟ้าค่อยๆ ลดลง
ตั้งแต่เริ่มดำเนินการเราจะนำค่าเฉลี่ยมาคำนวณ
โดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากเวลาของกระบวนการเปลี่ยนแปลงมีน้อยมาก):
กระแสไฟฟ้าที่เท่ากันในโหมดไม่ต่อเนื่อง คำนวณใหม่เป็น % รอบการทำงานมาตรฐานของมอเตอร์ที่เลือก ตามสมการ:
(78)
ดังนั้น ฉัน ε n = A
8. บรรณานุกรม.
Chekunov K. A. “ ไดรฟ์ไฟฟ้าทางทะเล, ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าของเรือ” – ล.:
2. ทฤษฎีการขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า แนวทางการทำงานหลักสูตรสำหรับ
นักศึกษาคณะเต็มเวลาและนอกเวลาของสถาบันอุดมศึกษา
พิเศษ 1809 “อุปกรณ์ไฟฟ้าและระบบอัตโนมัติของเรือ”-
คาลินินกราด 1990
3. Chilikin M. G. “ หลักสูตรทั่วไปของการขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า” - M.: พลังงาน 1981
7. วงจรกำลังของตัวแปลงความถี่พร้อมอินเวอร์เตอร์แรงดันไฟฟ้า
ตัวแปลงที่มีอินเวอร์เตอร์แรงดันไฟฟ้าประกอบด้วยหน่วยกำลังหลักดังต่อไปนี้ (รูปที่ 3): วงจรเรียงกระแส HC ที่ควบคุมพร้อมตัวกรอง LC; อินเวอร์เตอร์แรงดันไฟฟ้า - AI พร้อมกลุ่มวาล์ว DC ตรงและ DC ย้อนกลับ, ไดโอดตัดไฟและตัวเก็บประจุแบบสวิตช์ อินเวอร์เตอร์ทาส VI พร้อมตัวกรอง LC ขดลวดสำลักของตัวกรอง UV และ VI ถูกสร้างขึ้นบนแกนร่วมและรวมอยู่ในแขนของสะพานวาล์ว ในขณะเดียวกันก็ทำหน้าที่จำกัดกระแสด้วย ตัวแปลงใช้วิธีการแอมพลิจูดในการควบคุมแรงดันเอาต์พุตโดยใช้คลื่นกระแทกและ AI ถูกสร้างขึ้นตามวงจรที่มีการสลับเฟสต่อเฟสแบบขั้นตอนเดียวและอุปกรณ์สำหรับชาร์จตัวเก็บประจุจากแหล่งแยกต่างหาก ( ไม่ได้แสดงในแผนภาพ) อินเวอร์เตอร์รอง VI มีโหมดการเบรกแบบจ่ายซ้ำสำหรับไดรฟ์ไฟฟ้า เมื่อสร้างคอนเวอร์เตอร์ มีการใช้การควบคุมร่วมกันของ SW และ VI ดังนั้น เพื่อจำกัดกระแสที่เท่ากัน ระบบควบคุมจะต้องจัดให้มีแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง VI ที่สูงกว่าของ HC นอกจากนี้ระบบควบคุมจะต้องมีกฎหมายที่กำหนดในการควบคุมแรงดันไฟฟ้าและความถี่ของคอนเวอร์เตอร์
ให้เราอธิบายการก่อตัวของเส้นโค้งแรงดันเอาต์พุต หากไทริสเตอร์ 1 และ 2 อยู่ในสถานะนำไฟฟ้าในตอนแรก เมื่อไทริสเตอร์ 3 เปิดขึ้น ค่าตัวเก็บประจุจะถูกนำไปใช้กับไทริสเตอร์ 1 และปิดลง ไทริสเตอร์ 3 และ 2 กลายเป็นตัวนำ ภายใต้อิทธิพลของ EMF การเหนี่ยวนำตัวเองและเฟส A ไดโอด 11 และ 16 จะเปิดขึ้นเนื่องจากความแตกต่างที่อาจเกิดขึ้นระหว่างจุดเริ่มต้นของเฟส A และ B นั้นใหญ่ที่สุด หากระยะเวลาของการเปิดไดโอดย้อนกลับซึ่งกำหนดโดยการเหนี่ยวนำตัวเองของเฟสโหลดน้อยกว่าระยะเวลาของช่วงการทำงาน ไดโอด 11 และ 16 จะปิด
ตัวเก็บประจุเชื่อมต่อกับ DC link ขนานกับอินเวอร์เตอร์ เพื่อจำกัดแรงดันไฟฟ้ากระเพื่อมที่เกิดขึ้นเมื่อเปลี่ยนไทริสเตอร์ของอินเวอร์เตอร์ ผลที่ได้คือ ดีซีลิงค์มีความต้านทานต่อส่วนประกอบไฟฟ้ากระแสสลับของกระแสไฟฟ้า และแรงดันไฟฟ้าขาเข้าและขาออกของอินเวอร์เตอร์ที่พารามิเตอร์โหลดคงที่สัมพันธ์กันด้วยค่าสัมประสิทธิ์คงที่
แขนอินเวอร์เตอร์มีค่าการนำไฟฟ้าแบบสองทิศทาง เพื่อให้แน่ใจว่าเป็นเช่นนี้ ไทริสเตอร์จึงถูกนำมาใช้ในแขนอินเวอร์เตอร์ ซึ่งแบ่งตามไดโอดแบบแบ็คทูแบ็ค
0คณะวิศวกรรมศาสตร์กำลังไฟฟ้า
ภาควิชาขับเคลื่อนไฟฟ้าอัตโนมัติและกลศาสตร์ไฟฟ้า
โครงการหลักสูตร
ในสาขาวิชา “ทฤษฎีการขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า”
การคำนวณไดรฟ์ไฟฟ้าของลิฟต์ขนส่งสินค้า
หมายเหตุอธิบาย
การแนะนำ……………………………………………………………...………………
1 การคำนวณไดรฟ์ไฟฟ้าของลิฟต์ขนส่งสินค้า……………………………
1.1 แผนภาพจลน์ศาสตร์ของเครื่องทำงาน คำอธิบายและข้อมูลทางเทคนิค…………………………………………………………………………...
1.2 การคำนวณโมเมนต์คงที่…………………………………...……
1.3 การคำนวณแผนภาพโหลด………………………………………………………………………
1.4 การคำนวณกำลังมอเตอร์ไฟฟ้าเบื้องต้นและการเลือก………
1.5 การคำนวณโมเมนต์คงที่ที่ลดลง……………………...…
1.6 การสร้างแผนภาพโหลดของมอเตอร์ไฟฟ้า……………………
1.7 การตรวจสอบเบื้องต้นของไดรฟ์ไฟฟ้าเพื่อให้ความร้อนและประสิทธิภาพ…………………………………………………………………………………………
1.8 การเลือกระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าและแผนภาพบล็อก…………………
1.9 การคำนวณและการสร้างลักษณะทางกลธรรมชาติและระบบเครื่องกลไฟฟ้าของเครื่องยนต์ที่เลือก…………………………………………………………
1.9.1 การคำนวณและการสร้างลักษณะตามธรรมชาติของมอเตอร์กระแสตรงกระตุ้นอิสระ…………………………………..……
1.10 การคำนวณและการสร้างลักษณะเทียม……………
1.10.1 การคำนวณและการสร้างแผนภาพสตาร์ทเครื่องยนต์ที่มีลักษณะทางกลเชิงเส้นแบบกราฟิก……………………….……..
1.10.2 การสร้างลักษณะการเบรก……………………...……
1.11 การคำนวณโหมดชั่วคราวของไดรฟ์ไฟฟ้า…………………………… ..
1.11.1 การคำนวณกระบวนการชั่วคราวทางกลของตัวขับเคลื่อนไฟฟ้าที่มีการเชื่อมต่อทางกลที่เข้มงวดอย่างยิ่ง……………………………………………
1.11.2 การคำนวณกระบวนการชั่วคราวทางกลของตัวขับเคลื่อนไฟฟ้าเมื่อมีการเชื่อมต่อทางกลแบบยืดหยุ่น………………………………………………………………………...…
1.11.3 การคำนวณกระบวนการชั่วคราวทางเครื่องกลไฟฟ้าของไดรฟ์ไฟฟ้าที่มีการเชื่อมต่อทางกลที่เข้มงวดอย่างยิ่ง…………………………………………..…
1.12 การคำนวณและการสร้างแผนภาพโหลดเครื่องยนต์ที่ได้รับการปรับปรุง
1.13 การตรวจสอบระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าว่ามีสมรรถนะ ความร้อน และความจุเกินพิกัดของมอเตอร์ไฟฟ้า…………………………………..…
1.14 แผนผังของชิ้นส่วนไฟฟ้าของไดรฟ์ไฟฟ้า
บทสรุป ………………………………………………………………..………
บรรณานุกรม……………………………………………………………..…
การแนะนำ
วิธีการรับพลังงานที่จำเป็นในการทำงานทางกลในกระบวนการผลิตมีอิทธิพลชี้ขาดต่อการพัฒนากำลังการผลิตในทุกขั้นตอนของประวัติศาสตร์ของสังคมมนุษย์ การสร้างเครื่องยนต์ใหม่ที่ล้ำหน้ายิ่งขึ้น การเปลี่ยนไปใช้ไดรฟ์ประเภทใหม่สำหรับเครื่องจักรทำงานถือเป็นเหตุการณ์สำคัญทางประวัติศาสตร์ที่สำคัญในการพัฒนาการผลิตเครื่องจักร เครื่องจักรไอน้ำเข้ามาแทนที่เครื่องยนต์ที่ควบคุมพลังงานจากน้ำที่ตกลงมา ซึ่งทำหน้าที่เป็นแรงผลักดันอันทรงพลังในการพัฒนาการผลิตในศตวรรษที่ผ่านมา - ศตวรรษแห่งไอน้ำ ศตวรรษที่ 20 ของเรา ได้รับชื่อแห่งศตวรรษแห่งไฟฟ้าเนื่องจากมอเตอร์ไฟฟ้าที่ก้าวหน้ากว่ากลายเป็นแหล่งพลังงานกลหลักและประเภทหลักของไดรฟ์สำหรับเครื่องจักรที่ใช้งานคือไดรฟ์ไฟฟ้า
ปัจจุบันไดรฟ์ไฟฟ้าอัตโนมัติส่วนบุคคลมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในทุกด้านของชีวิตและกิจกรรมของสังคม - จากขอบเขตของการผลิตทางอุตสาหกรรมไปจนถึงขอบเขตของชีวิตประจำวัน ด้วยคุณสมบัติที่กล่าวถึงข้างต้น การปรับปรุงประสิทธิภาพทางเทคนิคของไดรฟ์ไฟฟ้าในทุกด้านของการใช้งานจึงเป็นพื้นฐานของความก้าวหน้าทางเทคนิค
ความกว้างของการใช้งานเป็นตัวกำหนดกำลังขับไฟฟ้าที่หลากหลายเป็นพิเศษ (ตั้งแต่เศษส่วนของวัตต์ไปจนถึงหลายหมื่นกิโลวัตต์) และการออกแบบที่หลากหลายอย่างมีนัยสำคัญ การติดตั้งทางอุตสาหกรรมที่มีประสิทธิภาพโดดเด่น - โรงงานรีดในอุตสาหกรรมโลหะ เครื่องยกเหมืองและรถขุดในอุตสาหกรรมเหมืองแร่ เครนก่อสร้างและติดตั้งที่ทรงพลัง การติดตั้งสายพานลำเลียงความเร็วสูงแบบยาว เครื่องตัดโลหะที่ทรงพลัง และอื่นๆ อีกมากมาย - ติดตั้งระบบขับเคลื่อนไฟฟ้า ด้วยกำลังไฟฟ้านับร้อยนับพันกิโลวัตต์ อุปกรณ์แปลงของไดรฟ์ไฟฟ้าดังกล่าว ได้แก่ เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรง, ตัวแปลงไทริสเตอร์และทรานซิสเตอร์ที่มีเอาต์พุต DC, ตัวแปลงความถี่ไทริสเตอร์ของกำลังที่สอดคล้องกัน ให้โอกาสมากมายในการควบคุมการไหลของพลังงานไฟฟ้าเข้าสู่เครื่องยนต์เพื่อควบคุมการเคลื่อนที่ของไดรฟ์ไฟฟ้าและกระบวนการทางเทคโนโลยีของกลไกขับเคลื่อน อุปกรณ์ควบคุมของพวกเขามักจะถูกสร้างขึ้นโดยใช้ไมโครอิเล็กทรอนิกส์และในหลายกรณีรวมถึงคอมพิวเตอร์ควบคุมด้วย
1 การคำนวณไดรฟ์ไฟฟ้าของลิฟต์ขนส่งสินค้า
1.1 แผนภาพจลนศาสตร์ของเครื่องทำงาน คำอธิบายและข้อมูลทางเทคนิค
1 – มอเตอร์ไฟฟ้า
2 – ลูกรอกเบรก
3 – กระปุกเกียร์
4 – รอกฉุด
5 – ถ่วง
6 – กรงบรรทุกสินค้า
7 – แพลตฟอร์มที่ต่ำกว่า
8 – แพลตฟอร์มด้านบน
รูปที่ 1 – แผนภาพจลนศาสตร์ของลิฟต์
ลิฟต์ขนส่งสินค้าจะยกสินค้าที่วางอยู่ในกรงสินค้าจากแพลตฟอร์มด้านล่างขึ้นไปด้านบน กรงลงไปว่างเปล่า
วงจรการทำงานของลิฟต์ขนส่งสินค้าประกอบด้วยเวลาในการโหลด, เวลาในการยกกรงด้วยความเร็ว V p, เวลาในการขนถ่ายและเวลาในการลดกรงด้วยความเร็ว V b> วีอาร์
ตารางที่ 1 - ข้อมูลเริ่มต้น
การกำหนด |
ชื่อตัวบ่งชี้ |
มิติ |
|
น้ำหนักกรง |
|||
ความสามารถในการรับน้ำหนัก |
|||
มวลถ่วง |
|||
เส้นผ่านศูนย์กลางของรอกดึง |
|||
เส้นผ่านศูนย์กลางรองแหนบ |
|||
ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของการเลื่อนในตลับลูกปืน |
|||
ความแข็งแกร่งเชิงเส้นของกลไก |
|||
ความสูงของการยกกรง |
|||
ความเร็วในการเดินทางพร้อมโหลด |
|||
ความเร็วในการเดินทางโดยไม่มีภาระ |
|||
อัตราเร่งที่อนุญาต |
|||
จำนวนรอบต่อชั่วโมง |
|||
เวลาดำเนินการทั้งหมดไม่มีอีกแล้ว |
ตามที่ได้รับมอบหมายเมื่อคำนวณกลไกจำเป็นต้องใช้มอเตอร์กระแสตรงที่มีการกระตุ้นแบบอิสระ
1.2 การคำนวณโมเมนต์คงที่
โมเมนต์ความต้านทานคงที่ของลิฟต์บรรทุกสินค้าประกอบด้วยโมเมนต์แรงโน้มถ่วงและโมเมนต์แรงเสียดทานในแบริ่งของรอกดึงและแรงเสียดทานของกรงบรรทุกสินค้าและน้ำหนักถ่วงในตัวกั้นเพลา
โมเมนต์แรงโน้มถ่วงถูกกำหนดโดยสูตร:
โดยที่ D คือเส้นผ่านศูนย์กลางของรอกเชือก, m;
m res – มวลผลลัพธ์ที่ถูกยกขึ้นหรือลดลงโดยระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าของลิฟต์, กิโลกรัม
มวลที่ได้จะถูกกำหนดโดยอัตราส่วนของมวลของน้ำหนักบรรทุก กรง และน้ำหนักถ่วง และสามารถคำนวณได้โดยใช้สูตร:
m ตัด = m k + mg g - m n =1500+750-1800=450 กก.
โมเมนต์ของแรงเสียดทานในตลับลูกปืนของรอกฉุดสามารถกำหนดได้จากนิพจน์:
แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะกำหนดโมเมนต์แรงเสียดทานระหว่างกรงบรรทุกสินค้าและน้ำหนักถ่วงในตัวกั้นเพลาได้อย่างแม่นยำทางคณิตศาสตร์ เนื่องจากขนาดของความต้านทานนี้ขึ้นอยู่กับหลายปัจจัยที่ไม่สามารถนำมาพิจารณาได้ ดังนั้นขนาดของโมเมนต์แรงเสียดทานของกรงและน้ำหนักถ่วงในตัวกั้นจึงถูกนำมาพิจารณาด้วยขนาดของประสิทธิภาพของกลไกซึ่งกำหนดโดยการออกแบบที่ได้รับมอบหมาย
ดังนั้น โมเมนต์รวมของความต้านทานคงที่ของลิฟต์ขนส่งสินค้าจึงถูกกำหนดโดยนิพจน์:
หากเครื่องยนต์ทำงานในโหมดมอเตอร์ และเป็นไปตามนิพจน์:
หากเครื่องยนต์ทำงานในโหมดเบรก (เจนเนอเรเตอร์)
1.3 การคำนวณแผนภาพโหลดของเครื่องทำงาน
ในการประมาณกำลังเครื่องยนต์ที่จำเป็นสำหรับกลไกที่กำหนดอย่างคร่าว ๆ จำเป็นต้องกำหนดกำลังหรือแรงบิดของกลไกการผลิตในพื้นที่ต่าง ๆ ของการทำงานไม่ทางใดก็ทางหนึ่งและความเร็วในการเคลื่อนที่ของตัวการทำงานของกลไกไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง ในพื้นที่เหล่านี้ กล่าวอีกนัยหนึ่ง จำเป็นต้องสร้างแผนภาพการรับน้ำหนักของกลไกการผลิต
กลไกที่ทำงานในโหมดไม่ต่อเนื่องในแต่ละรอบจะทำให้จังหวะไปข้างหน้าพร้อมกับโหลดเต็มและจังหวะย้อนกลับที่รอบเดินเบาหรือโหลดต่ำ รูปที่ 2.1 แสดงแผนภาพโหลดของกลไกโดยมีข้อ จำกัด เกี่ยวกับการเร่งความเร็วที่อนุญาตของส่วนการทำงานของกลไก
รูปที่ 2 – แผนภาพโหลดของกลไกที่มีความเร่งจำกัด
แผนภาพโหลดแสดง:
- , – โมเมนต์คงที่ระหว่างจังหวะเดินหน้าและถอยหลัง;
- , – โมเมนต์ไดนามิกระหว่างจังหวะเดินหน้าและถอยหลัง;
- , – ช่วงเวลาเริ่มต้นระหว่างจังหวะเดินหน้าและถอยหลัง;
- , – แรงบิดในการเบรกระหว่างจังหวะเดินหน้าและถอยหลัง;
- , – ความเร็วเดินหน้าและถอยหลัง;
- , – เวลาสตาร์ทเครื่อง การเบรก และการเคลื่อนที่อย่างมั่นคงระหว่างการเคลื่อนที่ไปข้างหน้า
- , – เวลาในการสตาร์ท การเบรก และการเคลื่อนที่อย่างมั่นคงระหว่างจังหวะถอยหลัง
ขึ้นอยู่กับความเร็วที่กำหนด V c 1, V c 2, ความยาวการเคลื่อนที่ L และความเร่งที่อนุญาต a, t p1, t p2, t t1, t t2, t y1, t y2 ถูกคำนวณ
เวลาสตาร์ทและเบรก:
เส้นทางที่เดินทางโดยส่วนการทำงานของเครื่องจักรระหว่างเวลาสตาร์ทเครื่อง (เบรก):
เส้นทางที่เดินทางโดยส่วนการทำงานของเครื่องจักรระหว่างการเคลื่อนไหวที่มั่นคง:
เวลาของการเคลื่อนไหวคงที่:
เวลาการทำงานของกลไกระหว่างการเคลื่อนที่ไปข้างหน้าและถอยหลัง:
ช่วงเวลาไดนามิกของเครื่องทำงาน
โดยที่ D คือเส้นผ่านศูนย์กลางขององค์ประกอบการหมุนของเครื่องทำงานซึ่งแปลงการเคลื่อนที่แบบหมุนเป็นการเคลื่อนที่แบบแปล m
J рм1, J рм1 – โมเมนต์ความเฉื่อยของเครื่องทำงานระหว่างจังหวะเดินหน้าและถอยหลัง
แรงบิดรวมของกลไกการทำงานของกลไกในโหมดไดนามิก (การสตาร์ท การเบรก) ระหว่างจังหวะเดินหน้าและถอยหลัง ถูกกำหนดโดยนิพจน์:
1.4 การคำนวณเบื้องต้นของกำลังมอเตอร์ไฟฟ้าและการเลือก
ดังนั้นจากการคำนวณโดยใช้สูตรข้างต้นพิกัดของไดอะแกรมโหลดจะได้รับค่าเฉพาะที่ทำให้สามารถคำนวณค่าราก - ค่าเฉลี่ย - กำลังสองของแรงบิดต่อรอบการทำงานได้
สำหรับแผนภาพโหลดที่มีข้อจำกัดความเร่ง:
ระยะเวลาสัมพัทธ์ที่แท้จริงของการเปิดเครื่องจะพิจารณาจากนิพจน์:
โดยที่ t c คือระยะเวลาของรอบการทำงาน, s,
Z คือจำนวนการเริ่มต้นต่อชั่วโมง
เมื่อมีค่าแรงบิดราก-ค่าเฉลี่ย-กำลังสองของกลไกการผลิตต่อรอบ กำลังเครื่องยนต์ที่ต้องการโดยประมาณสามารถกำหนดได้จากความสัมพันธ์:
โดยที่ V снคือความเร็วของตัวการทำงานของกลไก V c 2
PVN - ค่าเล็กน้อยของระยะเวลาตรงซึ่งใกล้เคียงกับ PV N จริงมากที่สุด
K คือค่าสัมประสิทธิ์ที่คำนึงถึงขนาดและระยะเวลาของโหลดไดนามิกของระบบขับเคลื่อนไฟฟ้า รวมถึงการสูญเสียสิ่งที่แนบมากับกลไกและในมอเตอร์ไฟฟ้า สำหรับกรณีของเรา K = 1.2
ตอนนี้ได้เลือกเครื่องยนต์ที่เหมาะกับสภาพการใช้งานแล้ว
พารามิเตอร์เครื่องยนต์:
มอเตอร์กระแสตรงสำหรับเครน-โลหะ, U N = 220 V, รอบการทำงาน = 25%
ตารางที่ 2 - ข้อมูลเครื่องยนต์
กำหนดอัตราทดเกียร์:
โดยที่ w N คือความเร็วพิกัดของมอเตอร์ที่เลือก
สามารถเลือกกระปุกเกียร์ได้จากหนังสืออ้างอิงโดยคำนึงถึงอัตราทดเกียร์กำลังพิกัดและความเร็วของเครื่องยนต์ตลอดจนโหมดการทำงานของกลไกที่กระปุกเกียร์นี้ตั้งใจไว้
ตัวเลือกกระปุกเกียร์นี้เป็นแบบดั้งเดิมมากและเหมาะสำหรับกลไกแบบกว้านเท่านั้น ในความเป็นจริง กล่องเกียร์ได้รับการออกแบบสำหรับกลไกการทำงานเฉพาะ และเป็นส่วนสำคัญที่เชื่อมต่อกับทั้งมอเตอร์ไฟฟ้าและองค์ประกอบการทำงานอย่างจำกัด ดังนั้นหากตัวเลือกกระปุกเกียร์ไม่ได้จำกัดเฉพาะในงานออกแบบ
1.5 การคำนวณโมเมนต์คงที่ที่ลดลง โมเมนต์ความเฉื่อย และสัมประสิทธิ์ความแข็งของมอเตอร์ไฟฟ้า-ระบบเครื่องจักรทำงาน
เพื่อให้สามารถคำนวณคุณลักษณะคงที่และไดนามิกของไดรฟ์ไฟฟ้าได้ จำเป็นต้องนำโหลดแบบคงที่และไดนามิกทั้งหมดไปที่เพลามอเตอร์ ในกรณีนี้ไม่เพียงต้องคำนึงถึงอัตราทดเกียร์ของกระปุกเกียร์เท่านั้น แต่ยังต้องคำนึงถึงความสูญเสียในกระปุกเกียร์รวมถึงการสูญเสียอย่างต่อเนื่องในเครื่องยนต์ด้วย
การสูญเสียขณะไม่มีโหลดของเครื่องยนต์ (การสูญเสียคงที่) สามารถกำหนดได้โดยการทำให้มันเท่ากับการสูญเสียตัวแปรในโหมดการทำงานที่ระบุ:
โดยที่ η n คือประสิทธิภาพพิกัดของเครื่องยนต์
หากไม่ได้ระบุค่า η n ในแค็ตตาล็อก สามารถกำหนดได้โดยนิพจน์:
ช่วงเวลาของการสูญเสียเครื่องยนต์อย่างถาวร
ดังนั้น โมเมนต์คงที่ของระบบมอเตอร์ไฟฟ้า-เครื่องจักรที่ทำงานลดลงเหลือเพลามอเตอร์ในแต่ละไซต์งานจึงคำนวณโดยใช้สูตร:
หากเครื่องยนต์ทำงานในโหมดมอเตอร์ในสภาวะคงที่
โมเมนต์ความเฉื่อยรวมของมอเตอร์ไฟฟ้า-ระบบเครื่องจักรทำงานลดลงเหลือเพลามอเตอร์ไฟฟ้าประกอบด้วยสององค์ประกอบ:
ก) โมเมนต์ความเฉื่อยของโรเตอร์ (กระดอง) ของเครื่องยนต์และองค์ประกอบขับเคลื่อนไฟฟ้าที่เกี่ยวข้องหมุนด้วยความเร็วเดียวกันกับเครื่องยนต์
b) โมเมนต์ความเฉื่อยรวมของส่วนบริหารที่กำลังเคลื่อนที่ของเครื่องจักรทำงานและมวลการเคลื่อนย้ายที่เกี่ยวข้องซึ่งเกี่ยวข้องกับกระบวนการทางเทคโนโลยีของกลไกการทำงานนี้ลดลงเหลือเพลาเครื่องยนต์
ดังนั้น โมเมนต์ความเฉื่อยรวมที่ลดลงถึงเพลามอเตอร์ระหว่างจังหวะเดินหน้าและถอยหลังจะถูกกำหนดโดยนิพจน์:
โดยที่ J d คือโมเมนต์ความเฉื่อยของกระดอง (โรเตอร์) ของเครื่องยนต์
a คือค่าสัมประสิทธิ์ที่คำนึงถึงการมีอยู่ขององค์ประกอบขับเคลื่อนไฟฟ้าอื่นๆ บนเพลาความเร็วสูง เช่น ข้อต่อ รอกเบรก เป็นต้น
สำหรับกลไกที่นำเสนอในงานออกแบบรายวิชา ค่าสัมประสิทธิ์ a = 1.5
J prrm1, J prrm2 – โมเมนต์ความเฉื่อยรวมของแอคชูเอเตอร์ที่กำลังเคลื่อนที่ และมวลที่เกี่ยวข้องของเครื่องทำงานระหว่างจังหวะเดินหน้าและถอยหลัง ลดลงเหลือเพลามอเตอร์:
เพื่อให้เข้าใจถึงอิทธิพลของการเชื่อมต่อทางกลแบบยืดหยุ่นต่อกระบวนการชั่วคราวของมอเตอร์ไฟฟ้า - ระบบเครื่องจักรทำงาน ความแข็งแบบบิด C k จะถูกนำเสนอในงาน
ความแข็งแกร่งของการเชื่อมต่อเชิงกลแบบยืดหยุ่น C pr ลดลงถึงเพลามอเตอร์ถูกกำหนดโดยค่าของความแข็งแกร่งแบบบิด:
1.6 การสร้างแผนภาพโหลดของมอเตอร์ไฟฟ้า
ในการสร้างแผนภาพโหลดของมอเตอร์ไฟฟ้าจำเป็นต้องกำหนดค่าของแรงบิดแบบไดนามิกที่จำเป็นสำหรับการสตาร์ทและการเบรกตลอดจนค่าของแรงบิดสตาร์ทและการเบรกของเครื่องยนต์
สำหรับแผนภาพโหลดของกลไกที่มีการเร่งความเร็วที่จำกัด ค่าของช่วงเวลาเหล่านี้จะถูกกำหนดโดยนิพจน์ต่อไปนี้
แรงบิดในการสตาร์ทและการเบรกในกรณีที่เครื่องยนต์ทำงานในโหมดมอเตอร์ในสภาวะคงที่จะถูกกำหนดโดยสูตร:
ในการสร้างลักษณะการทำงาน จำเป็นต้องใช้ค่าความเร็ว w c 1 ความเร็ว w c2 เท่ากับความเร็วพิกัดของมอเตอร์ไฟฟ้า
รูปที่ 3 - แผนภาพโหลดโดยประมาณของมอเตอร์ไฟฟ้า
1.7 การตรวจสอบเบื้องต้นของมอเตอร์ไฟฟ้าเพื่อให้ความร้อนและประสิทธิภาพ
การตรวจสอบเบื้องต้นของเครื่องยนต์เพื่อให้ความร้อนสามารถทำได้โดยใช้แผนภาพโหลดเครื่องยนต์โดยใช้วิธีแรงบิดที่เท่ากัน ในกรณีนี้วิธีนี้ไม่ได้ให้ข้อผิดพลาดที่สำคัญเพราะว่า ทั้งมอเตอร์กระแสตรงและมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับจะทำงานในระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าที่ออกแบบไว้ในส่วนเชิงเส้นตรงของคุณลักษณะทางกล ซึ่งให้ความเป็นไปได้สูงในการพิจารณาแรงบิดของมอเตอร์ให้เป็นสัดส่วนกับกระแสไฟฟ้าของมอเตอร์
ช่วงเวลาที่เท่ากันถูกกำหนดโดยนิพจน์:
แรงบิดที่อนุญาตของมอเตอร์ที่เลือกไว้ล่วงหน้าซึ่งทำงานที่ PV f:
เงื่อนไขการเลือกเครื่องยนต์เบื้องต้นให้ถูกต้อง:
สำหรับกรณีของเรา
ซึ่งตรงตามเงื่อนไขการเลือกมอเตอร์ไฟฟ้า
1.8 การเลือกระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าและแผนผังบล็อก
ไดรฟ์ไฟฟ้าที่ออกแบบร่วมกับกลไกการผลิตที่ระบุทำให้เกิดระบบเครื่องกลไฟฟ้าเพียงระบบเดียว ชิ้นส่วนไฟฟ้าของระบบนี้ประกอบด้วยตัวแปลงพลังงานไฟฟ้าเชิงกลของกระแสตรงหรือกระแสสลับและระบบควบคุม (พลังงานและข้อมูล) ชิ้นส่วนทางกลของระบบเครื่องกลไฟฟ้าประกอบด้วยมวลเคลื่อนที่ที่เกี่ยวข้องทั้งหมดของไดรฟ์และกลไก
ในฐานะที่เป็นตัวแทนหลักของชิ้นส่วนทางกล เราใช้การออกแบบระบบทางกล (รูปที่ 4) ซึ่งบ่อยครั้งที่เมื่อละเลยความยืดหยุ่นของการเชื่อมต่อทางกล จะเป็นการเชื่อมโยงทางกลลดลงอย่างเข้มงวด
รูปที่ 4 – ระบบกลไกการออกแบบสองมวล
ที่นี่ J 1 และ J 2 เป็นโมเมนต์ความเฉื่อยของมวลสองตัวของไดรฟ์ไฟฟ้าซึ่งเชื่อมต่อกันด้วยการเชื่อมต่อแบบยืดหยุ่นลดลงไปที่เพลามอเตอร์
w1, w2 – ความเร็วการหมุนของมวลเหล่านี้
с12 - ความแข็งแกร่งของการเชื่อมต่อทางกลแบบยืดหยุ่น
จากการวิเคราะห์คุณสมบัติทางไฟฟ้าเครื่องกลของมอเตอร์ต่างๆ พบว่าภายใต้เงื่อนไขบางประการลักษณะทางกลของมอเตอร์เหล่านี้มีการอธิบายด้วยสมการที่เหมือนกัน ดังนั้นภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้คุณสมบัติทางไฟฟ้าเครื่องกลพื้นฐานของมอเตอร์จึงคล้ายกันซึ่งทำให้สามารถอธิบายไดนามิกของระบบเครื่องกลไฟฟ้าโดยใช้สมการเดียวกัน
ข้อความข้างต้นเป็นจริงสำหรับมอเตอร์ที่มีการกระตุ้นอย่างอิสระ มอเตอร์ที่มีการกระตุ้นตามลำดับและการกระตุ้นแบบผสมเมื่อทำให้คุณลักษณะทางกลเป็นเส้นตรงในบริเวณใกล้กับจุดสมดุลสถิต และสำหรับมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสที่มีโรเตอร์แบบพันแผลเมื่อทำให้เป็นเส้นตรงส่วนการทำงานของคุณลักษณะทางกล
ดังนั้น เมื่อใช้สัญลักษณ์เดียวกันสำหรับมอเตอร์สามประเภท เราได้ระบบสมการเชิงอนุพันธ์ที่อธิบายไดนามิกของระบบเครื่องกลไฟฟ้าเชิงเส้น:
โดยที่ M s(1) และ M s(2) เป็นส่วนหนึ่งของโหลดรวมของระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าที่ใช้กับมวลที่หนึ่งและที่สอง
M 12 – โมเมนต์ยืดหยุ่นระหว่างมวลเคลื่อนที่ของระบบ
β – โมดูลัสความแข็งคงที่ของลักษณะทางกล
T e – ค่าคงที่เวลาแม่เหล็กไฟฟ้าของตัวแปลงระบบเครื่องกลไฟฟ้า
แผนภาพบล็อกที่สอดคล้องกับระบบสมการแสดงไว้ในรูปที่ 5
รูปที่ 5 - บล็อกไดอะแกรมของระบบเครื่องกลไฟฟ้า
พารามิเตอร์ w0, Te, β ถูกกำหนดสำหรับเครื่องยนต์แต่ละประเภทโดยใช้นิพจน์ของตัวเอง
ระบบสมการเชิงอนุพันธ์และแผนภาพบล็อกสะท้อนรูปแบบพื้นฐานที่มีอยู่ในระบบเครื่องกลไฟฟ้าแบบไม่เชิงเส้นจริงอย่างถูกต้องในโหมดการเบี่ยงเบนที่อนุญาตจากสถานะคงที่
1.9 การคำนวณและการสร้างคุณลักษณะทางกลและทางกลไฟฟ้าตามธรรมชาติของมอเตอร์ไฟฟ้าที่เลือก
สมการสำหรับคุณลักษณะทางไฟฟ้าและเครื่องกลตามธรรมชาติของเครื่องยนต์นี้คือ:
โดยที่ U คือแรงดันไฟฟ้าที่กระดองมอเตอร์
ผม - กระแสกระดองมอเตอร์
M – แรงบิดที่พัฒนาโดยเครื่องยนต์
R iΣ - ความต้านทานรวมของวงจรกระดองมอเตอร์:
โดยที่ R i คือความต้านทานของขดลวดกระดอง
R dp – ความต้านทานการพันของเสาเพิ่มเติม
Rko – ความต้านทานของการชดเชยการคดเคี้ยว
Ф – ฟลักซ์แม่เหล็กของมอเตอร์
K – ปัจจัยการออกแบบ
จากนิพจน์ที่ให้ไว้ข้างต้น เป็นที่ชัดเจนว่าคุณลักษณะของเครื่องยนต์มีลักษณะเชิงเส้นตรงภายใต้เงื่อนไข Ф = const และสามารถพล็อตได้โดยใช้จุดสองจุด จุดเหล่านี้จะเลือกจุดไม่ได้ใช้งานในอุดมคติและจุดโหมดปกติ กำหนดปริมาณที่เหลือ:
รูปที่ 6 - ลักษณะตามธรรมชาติของเครื่องยนต์
1.10 การคำนวณและการสร้างคุณลักษณะประดิษฐ์ของมอเตอร์ไฟฟ้า
คุณลักษณะประดิษฐ์ของเครื่องยนต์ในโครงการหลักสูตรนี้ประกอบด้วยคุณลักษณะรีโอสแตติกเพื่อให้ได้ความเร็วที่ลดลงเมื่อเครื่องยนต์ทำงานที่โหลดเต็ม เช่นเดียวกับคุณลักษณะรีโอสแตติกที่ให้เงื่อนไขการสตาร์ทและการเบรกที่ระบุ
1.10.1 การคำนวณและการสร้างแผนภาพสตาร์ทเครื่องยนต์ที่มีลักษณะทางกลเชิงเส้นแบบกราฟิก
การก่อสร้างเริ่มต้นด้วยการสร้างลักษณะทางกลตามธรรมชาติ ถัดไปคุณต้องคำนวณแรงบิดสูงสุดที่เครื่องยนต์พัฒนาขึ้น
โดยที่ แล คือ ความจุเกินของมอเตอร์
ในการสร้างลักษณะการทำงาน เราใช้ค่าของ w 1 และ M c1 ซึ่งเป็นจุดไม่ได้ใช้งานในอุดมคติ
เมื่อถึงลักษณะทางธรรมชาติจะมีกระแสไหลเข้าเกิน M 1 และ M 2 หากต้องการเริ่มต้นจากลักษณะการทำงาน คุณต้องออกจากแผนเริ่มต้นปัจจุบัน เนื่องจากเมื่อเริ่มต้นการทำงานและลักษณะทางธรรมชาติจึงต้องมีขั้นตอนเดียวและไม่จำเป็นต้องมีขั้นตอนเพิ่มเติม
M 1 และ M 2 เท่ากัน:
รูปที่ 7 - ลักษณะการสตาร์ทเครื่องยนต์
ตามรูป ความต้านทานเริ่มต้นคำนวณโดยใช้สูตรต่อไปนี้:
ลำดับการเริ่มต้นจะแสดงในรูปเป็นสัญลักษณ์
1.10.2 การคำนวณและการสร้างลักษณะการทำงานของเครื่องยนต์จากลักษณะทางกลเชิงเส้น
ลักษณะการทำงานของมอเตอร์กระแสตรงที่มีการกระตุ้นแบบอิสระถูกสร้างขึ้นโดยใช้สองจุด: จุดเดินเบาในอุดมคติและจุดโหมดการทำงาน ซึ่งพิกัดถูกกำหนดไว้ก่อนหน้านี้:
รูปที่ 8 - ลักษณะสมรรถนะของเครื่องยนต์
ขึ้นอยู่กับลักษณะการทำงานที่สัมพันธ์กับแผนภาพสตาร์ทเครื่องยนต์ จำเป็นต้องมีการแก้ไขอย่างใดอย่างหนึ่งกับแผนภาพสตาร์ทหรือวิถีการสตาร์ทเครื่องยนต์ภายใต้โหลด Mc1 เพื่อเพิ่มความเร็ว wc1
รูปที่ 9 - ลักษณะสมรรถนะของเครื่องยนต์
1.10.3 การสร้างลักษณะการเบรก
ข้อกำหนดทางเทคนิคกำหนดการเร่งความเร็วสูงสุดที่อนุญาตในกระบวนการชั่วคราว จากนั้นจุดเริ่มต้นสำหรับการสร้างลักษณะการเบรกคือค่าเฉลี่ย ขนาดคงที่ แรงบิดในการเบรกที่กำหนดไว้ในย่อหน้าที่ 6 เนื่องจากเมื่อพิจารณาแล้ว ความเร่งจึงอยู่ที่ เมื่อพิจารณาถึงค่าคงที่ แรงบิดในการเบรกเมื่อเบรกด้วยน้ำหนักที่แตกต่างกันและจากความเร็วเริ่มต้นที่แตกต่างกันอาจแตกต่างกันอย่างมาก ไม่ว่าจะขึ้นหรือลง ตามทฤษฎีแล้ว เป็นไปได้ด้วยซ้ำที่พวกเขาจะเท่าเทียมกัน:
ดังนั้นจึงต้องวางแผนลักษณะการเบรกทั้งสองอย่าง
การวาดภาพจะต้องคำนึงว่าจะต้องสร้างคุณลักษณะรีโอสแตติกของการเบรกแบบรวมศูนย์ในลักษณะที่พื้นที่ระหว่างคุณลักษณะและแกนพิกัดจะเท่ากันโดยประมาณในกรณีเดียว:
และในอีกกรณีหนึ่ง:
บ่อยครั้งที่ค่าของแรงบิดในการเบรกจะน้อยกว่าแรงบิดสูงสุด M1 ซึ่งกำหนดความต้านทานเริ่มต้น ในกรณีนี้จำเป็นต้องสร้างลักษณะตามธรรมชาติของมอเตอร์สำหรับทิศทางการหมุนย้อนกลับและกำหนดค่าของความต้านทานการเบรกโดยใช้นิพจน์ตามรูป:
1.11 การคำนวณโหมดชั่วคราวของไดรฟ์ไฟฟ้า
ในโครงการหลักสูตรนี้ จะต้องคำนวณกระบวนการชั่วคราวของการสตาร์ทและการเบรกด้วยน้ำหนักที่ต่างกัน เป็นผลให้ควรได้รับการขึ้นอยู่กับแรงบิดความเร็วและมุมของการหมุนตรงเวลา
ผลลัพธ์ของการคำนวณกระบวนการชั่วคราวจะถูกใช้ในการสร้างไดอะแกรมโหลดของระบบขับเคลื่อนไฟฟ้า และตรวจสอบเครื่องยนต์ว่ามีความร้อน ความจุเกิน และประสิทธิภาพที่ระบุ
1.11.1 การคำนวณกระบวนการชั่วคราวทางกลของตัวขับเคลื่อนไฟฟ้าที่มีการต่อทางกลที่เข้มงวดอย่างยิ่ง
เมื่อชิ้นส่วนทางกลของตัวขับเคลื่อนไฟฟ้าถูกแสดงเป็นตัวเชื่อมทางกลที่เข้มงวด และความเฉื่อยทางแม่เหล็กไฟฟ้าถูกละเลย ตัวขับเคลื่อนไฟฟ้าที่มีลักษณะทางกลเชิงเส้นคือตัวเชื่อมแบบอะคาบซึ่งมีค่าคงที่ของเวลา T m
สมการชั่วคราวสำหรับกรณีนี้เขียนดังนี้:
โดยที่ M คือแรงบิดของเครื่องยนต์ในสภาวะคงที่
w c - ความเร็วของเครื่องยนต์ในสภาวะคงที่
M start – ช่วงเวลาที่เริ่มต้นกระบวนการเปลี่ยนแปลง
W start – ความเร็วของเครื่องยนต์ที่จุดเริ่มต้นของกระบวนการเปลี่ยนผ่าน
T m – ค่าคงที่เวลาของระบบเครื่องกลไฟฟ้า
ค่าคงที่เวลาระบบเครื่องกลไฟฟ้าคำนวณโดยใช้สูตรต่อไปนี้สำหรับแต่ละขั้นตอน:
เพื่อประสิทธิภาพการเบรก:
เวลาปฏิบัติงานของคุณลักษณะระหว่างกระบวนการชั่วคราวถูกกำหนดโดยสูตรต่อไปนี้:
เพื่อให้บรรลุถึงลักษณะทางธรรมชาติ เราพิจารณา:
เพื่อให้ได้ลักษณะการทำงาน:
เพื่อประสิทธิภาพการเบรก:
เวลาของกระบวนการชั่วคราวระหว่างการสตาร์ทและการเบรกจะถูกกำหนดเป็นผลรวมของเวลาในแต่ละขั้นตอน
เพื่อให้ได้ลักษณะทางธรรมชาติ:
เพื่อให้ได้ลักษณะการทำงาน:
เวลาใช้งานในลักษณะทางธรรมชาติในทางทฤษฎีเท่ากับอนันต์ ดังนั้นจึงคำนวณได้เป็น (3-4) Tm
ดังนั้นจึงได้รับข้อมูลทั้งหมดสำหรับการคำนวณกระบวนการชั่วคราว
1.11.2 การคำนวณกระบวนการชั่วคราวทางกลของตัวขับไฟฟ้าเมื่อมีจุดต่อทางกลแบบยืดหยุ่น
ในการคำนวณกระบวนการชั่วคราวนี้ จำเป็นต้องทราบความเร่งและความถี่ของการแกว่งอย่างอิสระของระบบ
วิธีแก้สมการคือ:
ในระบบที่เข้มงวดอย่างยิ่ง โหลดเกียร์ในระหว่างกระบวนการสตาร์ทจะเท่ากับ:
เนื่องจากการสั่นสะเทือนแบบยืดหยุ่น โหลดจะเพิ่มขึ้นและถูกกำหนดโดยนิพจน์:
รูปที่ 13 - ความผันผวนของโหลดแบบยืดหยุ่น
1.11.3 การคำนวณกระบวนการชั่วคราวทางกลไฟฟ้าของตัวขับไฟฟ้าที่มีส่วนต่อทางกลที่เข้มงวดอย่างยิ่ง
ในการคำนวณกระบวนการชั่วคราวนี้ จำเป็นต้องคำนวณปริมาณต่อไปนี้:
หากอัตราส่วนของค่าคงที่เวลาน้อยกว่า 4 เราจะใช้สูตรต่อไปนี้ในการคำนวณ:
รูปที่ 14 - กระบวนการชั่วคราว W(t)
รูปที่ 15 - กระบวนการชั่วคราว M(t)
1.12 การคำนวณและการสร้างไดอะแกรมโหลดแบบละเอียดของมอเตอร์ไฟฟ้า
จะต้องสร้างแผนภาพโหลดเครื่องยนต์ที่ได้รับการปรับปรุงโดยคำนึงถึงโหมดการสตาร์ทและการเบรกของการทำงานของเครื่องยนต์ในวงจร
พร้อมกับการคำนวณแผนภาพโหลดของเครื่องยนต์ จำเป็นต้องคำนวณค่าของแรงบิดราก-ค่าเฉลี่ย-กำลังสองในแต่ละส่วนของกระบวนการชั่วคราว
แรงบิด rms แสดงลักษณะเฉพาะของการทำความร้อนของมอเตอร์ในกรณีที่มอเตอร์ทำงานในส่วนเชิงเส้นตรงของคุณลักษณะ โดยที่แรงบิดเป็นสัดส่วนกับกระแส
ในการหาค่าราก - ค่าเฉลี่ย - กำลังสองของแรงบิดหรือกระแสไฟฟ้า เส้นโค้งชั่วคราวที่แท้จริงจะถูกประมาณด้วยส่วนตรง
ค่าของโมเมนต์รูท - ค่าเฉลี่ย - กำลังสองในแต่ละส่วนการประมาณจะถูกกำหนดโดยนิพจน์:
โดยที่ M เริ่มต้น i คือค่าเริ่มต้นของช่วงเวลาในพื้นที่ที่พิจารณา
M con i คือค่าสุดท้ายของช่วงเวลาในพื้นที่ที่พิจารณา
สำหรับแผนภาพโหลดของเรา จำเป็นต้องหาโมเมนต์กำลังสองเฉลี่ยของรากหกโมเมนต์
หากต้องการก้าวไปสู่ลักษณะที่เป็นธรรมชาติ:
วิธีขับบนโค้งขณะใช้งาน:
1.13 ตรวจสอบไดรฟ์ไฟฟ้าเพื่อดูประสิทธิภาพ ความร้อน และความจุเกินที่กำหนด
การตรวจสอบประสิทธิภาพที่ระบุของกลไกประกอบด้วยการตรวจสอบว่าเวลาการทำงานที่คำนวณได้เหมาะสมกับ t p ที่ระบุโดยข้อกำหนดทางเทคนิคหรือไม่
โดยที่ t pp คือเวลาทำงานโดยประมาณของไดรฟ์ไฟฟ้า
t p1 และ t p2 – เวลาของการเริ่มต้นครั้งแรกและครั้งที่สอง
t t1 และ t t2 – ครั้งของการเบรกครั้งแรกและครั้งที่สอง
t y1 และ t y2 - เวลาของสภาวะคงตัวเมื่อทำงานกับโหลดสูงและต่ำ
t p2, t p1, t t2, t t12 – นำมาจากการคำนวณกระบวนการชั่วคราว
การทดสอบเครื่องยนต์ที่เลือกเพื่อให้ความร้อนในโครงการหลักสูตรนี้ควรทำโดยใช้วิธีแรงบิดที่เท่ากัน
แรงบิดของมอเตอร์ที่อนุญาตในโหมดซ้ำ - ระยะสั้นถูกกำหนดโดยนิพจน์:
1.14 แผนผังของส่วนกำลังของไดรฟ์ไฟฟ้า
ส่วนกำลังจะแสดงในส่วนกราฟิก
คำอธิบายของวงจรกำลังมอเตอร์ไฟฟ้า
การควบคุมระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าประกอบด้วยประการแรกในการเชื่อมต่อขดลวดมอเตอร์เข้ากับเครือข่ายแหล่งจ่ายไฟเมื่อสตาร์ทเครื่องและถอดออกเมื่อหยุดและประการที่สองในการสลับขั้นของตัวต้านทานสตาร์ทแบบค่อยเป็นค่อยไปโดยอุปกรณ์คอนแทคเตอร์รีเลย์ในขณะที่เครื่องยนต์เร่งความเร็ว
เอาท์พุตของสเตจตัวต้านทานเริ่มต้นในวงจรโรเตอร์สามารถทำได้หลายวิธี: เป็นฟังก์ชันของความเร็ว เป็นฟังก์ชันของกระแส และเป็นฟังก์ชันของเวลา ในโครงการนี้ เครื่องยนต์สตาร์ทตามฟังก์ชันของเวลา
บทสรุป
ในรายวิชานี้ มีการคำนวณการขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าของรถเข็นเครนเหนือศีรษะ มอเตอร์ที่เลือกไม่ตรงตามเงื่อนไขทั้งหมด เนื่องจากแรงบิดที่มอเตอร์พัฒนาขึ้นมีมากกว่าที่จำเป็นสำหรับกลไกนี้ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องเลือกมอเตอร์ที่มีแรงบิดน้อยกว่า เนื่องจากรายการเอ็นจิ้นที่นำเสนอยังไม่สมบูรณ์ เราจึงปล่อยให้เอ็นจิ้นนี้ยังคงมีการแก้ไขเพิ่มเติม
นอกจากนี้ เพื่อใช้คุณลักษณะการทำงานในการสตาร์ททั้งสองทิศทาง เราอนุญาตให้กระแสกระโดดใหญ่ขึ้นเล็กน้อยเมื่อเปลี่ยนไปใช้คุณลักษณะตามธรรมชาติ แต่นี่เป็นสิ่งที่ยอมรับได้ เนื่องจากการเปลี่ยนวงจรสตาร์ทจะทำให้จำเป็นต้องเพิ่มความต้านทาน
บรรณานุกรม
1.คลูเชฟ, วี.ไอ. ทฤษฎีการขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า / V.I. คลูเชฟ – อ.: Energoatomizdat, 1998.- 704 หน้า
2. ชิลิคิน, M.G. หลักสูตรการขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าทั่วไป / M.G. พริก. – ม.: Energoatomizdat, 1981. -576 หน้า
3. Veshenevsky, S.N. ลักษณะของมอเตอร์ในระบบขับเคลื่อนไฟฟ้า / S.N. เวเชเนฟสกี้ – อ.: พลังงาน, 2520. – 432 น.
4. Andreev รองประธาน พื้นฐานของการขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้า / วี.พี. Andreev, Yu.A. ซาบินิน. – โกเซนเนอร์กอยซแดต, 1963. – 772 หน้า
ดาวน์โหลดรายวิชา: คุณไม่มีสิทธิ์เข้าถึงไฟล์ดาวน์โหลดไฟล์จากเซิร์ฟเวอร์ของเรา