Шляхи енергозбереження в електроприводі вентильного двигуна
В таблицях і кінематичній схемі прийняті такі позначення: GD2I,II - махові моменти робочих механізмів, т·м2; μ - передаточне відношення механічної передачі; MСН, МСК - моменти опору на початку і в кінці робочого циклу, кН·м; n - число приводних двигунів, шт.; ωуст - встановлена швидкість підйому вантажу, 1/с; ω1 - знижена швидкість при пуску, 1/с; ω6 - знижена швидкість при гальмуванні, 1/с; ε1, ε3, ε5, ε7 - углові прискорення на відповідних ділянках діаграми швидкості, 1/с2; t2, t4, t6 - час руху з постійною швидкістю, с; t0 – час паузи, с. Моменти інерції шестерен редуктора беруть в таких межах JШ1=JШ2 = (0,05...0,1) JДВ; JШЗ = (0,005...0,01) J I,IIКоефіцієнт корисної дії передачі складає ηП = 0,9...0,98. Вариант GD2I,II, т·м2 μ MСН І, кНм MСК І, кНм MСП ІІ, кНм MСК ІІ, кНм n, шт ωуст, 1/c 1 320 6 48 48 48 48 2 12,8 Варіант ω 1 , 1/C ω 6, 1/C ε 1 , 1/с2 ε 3 , 1/с2 ε 5 , 1/с2 ε 7 , 1/с2 t 2 , c t 4 , c t 6 , c t 0 , c 3 0,8 0,8 0,4 0,9 0,9 0,2 - 70 - 10 Кінематична схема механізму представлена на рисунку 1 Визначення розрахункової потужності і вибір двигуна Визначимо моменти статичного опору приведні до швидкості обертання електричного двигуна, для чого спочатку визначемо швидкість обертання двигуна: рад-с-1 Момент статичного опору на початку, припустивши: ηп := 0.95 ккд передачі , кН·м Момент статичного опору на наприкінці: , кН·м Визначимо середній момент: , кН·м Розрахункова потужність двигуна, прийнявши коеіфцієнт запасу: Кз:= 1.3 Оскільки потужність машини з вентильним двигуном менша за потужність синхронної машини яка керується синусоїдальним струмом, то в розрахунках використовуюсь коефіцієнт габаритної потужності. Так для способу керування β=60 коефіцієнт 2 і 1,4. Розрахункова потужність двигуна в ВД: Сrmax1:= 1.4 Для вибору двигуна із каталогу визначаємо швидкість обертання та використаємо вже відому потужність приводу: об/хв Найбільш оптимальним є електричний привід:СДЕ2 – 16 – 46 – 6У2 Напруга, В Потужність, кВт Частота обертання, Струм статора, А ККД, % Маховий момент ротора, 6000 1250 1000 140 95,2 0,9 0,56 Номінальний струм двигуна: β =60 γн=20 – кут комутації ,А Номінальний момент двигуна: , рад-с-1 , кН·м 2 Розрахунок і побудова діаграм навантаження Визначимо час гальмування та розгону при постійному прискоренні на кожній ділянці де це необхідно. За наданими умовами двигун прискорюється до заданої швидкості за наступний час: Кутове прискорення під час першого етапу розгону. ε1=0,4 рад-с-2 Визначимо кутові швидкості на початку та в кінці часового проміжку: ωп=0 рад-с-1 ωк=ω1=0,8 рад-с-1 Кутове прискорення під час другого етапу розгону. ε3=0,9 рад-с-2 Визначимо кутові швидкості на початку та в кінці часового проміжку: ωп= ω1=0,8 рад-с-1 ωк=ωуст=12,8 рад-с-1 Гальмування двигуна: ε5=0,9 рад-с-2 ωп=ωуст=12,8 рад-с-1 ωк= ω6 =0,8 рад-с-1 Другий етап гальмування двигуна: ε7=0,2 рад-с-2 ωп= ω6 =0,8 рад-с-1 ωк= 0 рад-с-1 Загальний час циклу враховує час простою машини Знайдемо приведений до валу двигуна момент інерції системи. Визначимо момент інерції двигуна, використовуючи маховий момент: Визначимо момент інерції робочого механізму: Визначимо момент інерції шестерні, корта з’єднана з двигуном: Визначимо момент інерції шестерні: Розрахуємо діаграму моментів на валу двигуна, при використанні ДВ1: 3 Перевірка вибраного електродвигуна Перевіримо вибраний двигун за тепловим режимом і за перевантажувальною здатністю.Для перевірки його за нагріванням знайдемо еквівалентний момент, з урахуванням невеликої різниці між початковим і кінцевим моментами в період прискорення. α=0,75 β=0,5 - коефіцієнти що враховують погіршення охолодження Оскільки останнім етапом гальмування є гальмування вільним пробігом то ми не враховуємо моменти М13 та М14 Для двигуна ДВ1: 8,54 Перевіримо нерівність: Мекв*Сrmax1,4= 11,92 кНм < МнДВ1 = 11,94 кНм Отже двигун працює в придатному для нього режимі по температурі. Виконаємо перевірку двигуна за перевантаженням. Мmах := М3 = 9,569 кНм максимальне навантаження яке сприймає двигун Мкр := МндВ1λдВ1= 11,94*2,1=25,074 кНм - критичний момент двигуна Перевіремо нерівність: Мmах*Сrmax1=13,39 кНм < Мкр=25.074 кНм Отже двигун працює в придатному для нього режимі по навантаженню. 4 Вибір тиристорного перетворювача Тиристорний перетворювач із ланкою постійного струму складається з керованого трифазного мостового випрямляча і залежного трифазного мостового інвертора. Використовуємо один тиристорний агрегат реверсивного перетворювача як виправляч, інший - як інвертор. Замінимо низьковольтні тиристори серійного перетворювача на високовольтні, змінивши паралельну схему включення вентилів на послідовну. Подальший вибір тиристорного перетворювача при відомій схемі зводиться до вибору типу і параметрів тиристорів. Для мостових трифазних схем максимальна величина середнього значення випрямленої напруги Ud0, номінальна лінійна напруга Uн і напруга мережі Uс пов’язані. В Значення струму на вході в інвертор для двох випадків : A Для двигуна ДВ1, керуванням обрали наступний тиристор: Тип ТБ400 400 1000 2,1 Знайдемо кількість ланок: Кз := 2 коефіцієнт запасу по струму і напрузі Знайдемо кількість послідовно ввімкнених вентилів в плечі моста перетворювача Габаритні потужності тиристорного перетворювача: Схема керування має найменше споживання встановленої потужності електроустаткування отже подальші розрахунки будемо проводити для неї Розрахуємо згладжувальний реактор: число пар полюсів Індуктивність статора двигуна: Гн Отже: мГн Вибираємо реактори: Тип реактора Номинальный ток, А Индуктивность, мГн Активное сопротивление, мОм (10 Ом) РТСТ-165-0,25УЗ 165 0,25 1,3 5 Визначення параметрів розімкненої структурної схеми електропривода Структурна схема вентильною двигуна для способу керування при подана на малюнку 5. Структурній схемі відповідають такі рівняння Опір обмоток двигуна визначемо за формулю: Ом Опір тиристора у відкритому стані: Ом Еквівалентний опір кола перетворювача: Ом Еквівалентна індуктивність у колі перетворювача: Гн Еквівалентна електромагнітна стала у колі перетворювача: Стала двигуна: 6 Визначення втрат енергії у вентильному двигуні Знайдемо кратність струму у колі якоря: Номінальні змінні втрати в перетворювачі двигуну Вт Витрати енергії у вентильному двигуні за цикл: 7 Розрахунок ккд привода при його роботі у заданому циклі Визначимо повні витрати потужності при номінальному режимі: - повні витрати - постійні втрати Визначимо цикловий ККД двигуна:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Шляхи енергозбереження в електроприводі вентильного двигуна
Правильний вибір двигуна для конкретного технологічного процесу: не слід обирати двигун з меншою потужністю; слід мінімізувати струми та втрати енергії при даному навантаженні, виключити режим холостого ходу; слід рахувати напругу живлення вентильного двигуна на зажимах, так як це зменшує споживання реактивної потужності ті збільшує коефіцієнт потужності. Необхідно збільшувати коефіцієнт завантаження.
Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 631; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!