Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги / Электроприводы с полупроводниковым управлением. Системы постоянного тока с кремниевыми выпрямителями

.pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
20.11.2023
Размер:
5.24 Mб
Скачать

Как указывалось в § 3, при переходном процессе увеличения магнитного потока двигателя при скорости вращения выше номи­ нальной возникают перенапряжения на вентилях до 400 в при диапа­ зоне регулирования до 1 : 2 .

Поэтому наряду с соответствующим выбрром вентилей устанав­ ливается специальное реле напряжения PH, отключающее привод при перенапряжении более 300 в. В качестве этого реле принимается для унификации контактор типа КН-131 с последовательным включе­ нием сопротивления порядка 4,5 ком.

Для защиты вентилей от перегрева при длительной перегрузке в баке с маслом устанавливается температурное реле типа РТ-200 (рис. 12) с уставкой около 100° С, которое действует на отключение двигателя.

Г. Расчет регулировочных, пусковых и тормозных сопротивлений

Величина сопротивления регулятора возбуждения определяется по уравнению

г

ССГВ)

R В = г--------------

1в.мин

 

где / в.мин — минимальный ток обмотки возбуждения, соответствую­ щий максимальной скорости вращения, если считать, что н. с. реак­ ции якоря полностью компенсируется н. с. последовательной обмотки двигателя:

г__Р в.мин

I в,мин “— •

Коэффициент а учитывает увеличение сопротивления при нагреве

машины и принимается согласно [Л.

17] равным: 1,24 — для двигате­

лей 1—3-го

габаритов;

1,32 — для

двигателей 4—б-го габаритов;.

1,4 — для двигателей 7—M-го габаритов.

Значение

минимальной н. с. / вшв определяется по кривой на­

магничивания двигателя

при минимальном магнитном потоке:

 

 

Фмин --- Фн

Ямакс *

где Фн определяется либо по кривым намагничивания, либо из выра­ жения (24).

Вследствие возможной неточности расчета из-за отклонения дей­ ствительных параметров двигателей от расчетных и принятых допу­ щений следует найденную величину сопротивления увеличить на

20—25% (табл. 10 ).

В приводах серии ПКВ осуществляется двухступенчатый ре­ остатный пуск двигателей. Порядок расчета пусковых сопротивлений изложен в нижеследующем примере.

По условиям коммутации двигателей серии П наибольший бро­ сок пускового тока принят равным двукратному от номинального тока / n= /i= 2 /H, а ток переключения равным / 2=1,2/н. Тормозное сопротивление принято равным пусковому. Расчетные величины со­ противлений приведены $ т^фл. 10 .

41

Тип электропривода

I ПКВ-1-1 I ПКВ 1-2 I ПКВ-2-1 I ПКВ-2-2

IIПКВ-3-1 II ПКВ-3-2 II ПКВ-3-3 II ПКВ-4-1 II ПКВ-4-2 II ПКВ-4-3

ПКВ-5-1 ПКВ-5-2

ПКВ-6-1 ПКВ-б-2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т абли ц а

10

 

Двигатель

 

Регулятор возбуждения R B

Пусковые и тормозные сопротивления

Экономическое

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сопротивление R Q

 

 

«Я

 

 

,

 

 

Сопротивление, ом

 

 

 

 

 

 

3

 

 

О

 

 

 

aJ

 

 

J3

я

 

 

е:

 

 

 

 

 

 

 

 

Мощност: кет

Номинал! ток,а

 

Допустил ток,а

Сопротив. ние,ом

Количест! ступеней

 

 

 

 

и" О *

 

и

 

Тип

 

 

Тип

 

 

 

Тип

Rt ом

 

RT ом

о HI

Тип

О

 

 

 

 

 

 

 

 

R2 о м

 

 

О

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СХ -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

с

О)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о я

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

и

я

П-51

6

33

 

1,4/1,0

360

24

НС-436121

1,9

0,84

2,74

66

ПЭВ-50

330

П-61

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П-52

8

43

 

1,4/1,0

552

24

НС-436121

1,53

0,67

2,2

86

ПЭВ-50

220

П-62

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П-61

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

270

П-71

11

58

РВ-5102

1,4/0,8

552

24

НС-436121

1,11

0,51

1,65

116

ПЭВ-50

2X47

П-72

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2X56

П-62

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2X62

П-72

14

75

 

2,0/1,0

460

24

НС-436121

0,94

0,42

1,36

150

ПЭВ-50

2X62

П-81

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2X56

П-81

19

103

 

 

 

24

НС-436121

0,69

0,31

1

206

ПЭВ-100

2X43

П-82

 

 

 

2X51

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П-82

25

132

 

 

 

24

НС-436121

0,54

0,24

0,78

264

ПЭВ-ЮО

2X39

П-91

 

 

 

2x27

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.ПРИМЕР РАСЧЕТА ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОПРИВОДА

ТИПА ПКВ-4 МОЩНОСТЬЮ 14 кет

 

Исходные данные

 

 

Двигатель: П-62,

14 кет, 220 в,

72,5

а,

1 500/3 000 об!мин,

гя д 75°с =0,22 ом,гв75оС = 132 Оле, 2р=4,

2а=2,

шя= 186 витков, дов =

= 1 100 витков, wc = 3 витка, /=0Д625 кг*Ф.

в,

/iH=29 а, / 2н = 61 а,

Трансформатор:

ТТ-19, 19 кеа, 380/180

«к= 3,65%, «к.а=2,1%, Р к=400 вг, Р0= 320 вг, Q0=2 350 вар. Регулятор возбуждения: РВ-5102, Р в=340 сш.

i?T=Pn=!l,36 сш.

1. Расчет скоростных характеристик электропривода

Среднее значение выпрямленного напряжения выпрямителя при

холостом ходе по уравнению

(2 ).

 

 

 

 

Ud0= 1,35180=243 в.

 

Номинальное

сопротивление

привода

по уравнению

(1 2 )

 

Рн:==

243

3*35 ом.

 

 

5

 

Реактивная составляющая напряжения короткого замыкания по

уравнению (6)

 

 

 

 

 

 

 

ик.р =

У'з.бб2 — 2,1г = 3%.

 

Индуктивное сопротивление трансформатора, приведенное ко

вторичной обмотке по уравнению (9):

 

 

 

Хт =

ЗП80

= 0,051 ом.

 

 

 

 

 

 

1 0 0

*1^3-61

 

 

Эквивалентное сопротивление якорной цепи с учетом влияния

коммутации при т = 6 (1 1 )

 

 

 

 

 

 

2-2,1 +

3,65 j / ”l — ( 3)65)

 

Яэ = 0,22 +

3,35------------------- — ------- 2:----- '— = 0,34

ом.

Эквивалентное сопротивление

якорной

цепи в долевых значениях

 

Rэ*

Я .

0,34

 

 

 

Ян

3,55 = 0,1.

 

Коэффициенты э. д. с. и момента двигателя при номинальном потоке

U , - U .

220-72,5 -0,22

=0,136 в!об1мин\

Се

Пи

 

1

500

 

 

см = 9 ,55се =

9,55*0,136 =

1 ,3 яж/я.

 

Коэффициент ke равен:

 

 

 

 

 

 

2р-2ш„_4-2-186__

 

 

2а-60

2-60

и ’4.

 

43

Номинальный поток двигателя

 

Се

0 ,

1

3 6

Фн

X

1

2

1 . Ы 0 - 2 вб.

,4

Уравнение скоростных характеристик (10 )

2 4 3 — 0 ,3 4 Id

п ~

1 2 , 4Ф •

Расчет проводится для четырех значений магнитного потока:

ОТ Фн = 1 »1 • 102 вб ДО Фмин = - ^ - = 0 , 5 5 - 1 0 - 2 вб-

Результаты расчета приведены в табл. 11 и на рис. 14.

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а

1 1

 

Упрощен­

 

Уточненный расчет

 

Эксперимент

 

ный расчет

 

 

 

 

 

 

 

ф0, вб

 

 

 

 

■^рез»

п

 

п,

 

 

'я .

п,

р я -

'с .

 

 

 

об 1мин

Дя, %

06JMUH

%

 

а

o6jMUH

ав

ав

ав

1,1.10-*

0

1785

0

0

0

1745

9,5

1700

10

 

25

1720

40

75

35

1695

 

1630

 

 

50

1650

81,5

150

68,5

1635

 

1580

 

 

75

1600

125

225

100

1580

 

1530

 

0,97*10“»

0

2 020

0

0

0

2 025

9,5

2 000

10,5

 

25

1950

40

75

35

1965

 

1950

 

 

50

1885

81,5

150

68,5

1910

 

1870

 

 

75

1810

125

225

100

1 835

 

1790

 

0,775*10“»

0

2 530

0

0

0

2 530

10,7

2 500

11,2

 

25

2 445

40

75

35

2 420

 

2 380

 

 

50

2 360

81,5

150

68,5

2 340

 

2 300

 

 

75

2 260

125

225

100

2 260

 

2 220

 

0,645.10“*

0

3 040

0

0

0

3 040

12,8

3 000

13,2

 

25

2 930

40

75

35

2 880

 

2 820

 

 

50

2 825

81,5

150

68,5

2 780

 

2 720

 

 

75

2 720

125

225

100

2 650

 

2 600

 

0,55*10-»

0

3 560

0

0

0

3 570

13

3 500

13,7

 

25

3 440

40

75

35

3 380

 

3 300

 

 

50

3 320

81,5

150

68,5

3 230

 

3 160

 

 

75

3 180

125

225

100

3 100

 

3 020

 

Расчетные характеристики отличаются от экспериментальных, так как при расчете не учтено действие реакции якоря (см. § 1 ). Уточненные характеристики, рассчитанные с учетом уравнений (13) —(16) и показанные на рис. 14 пунктиром, совпадают с экспе­ риментальными с приемлемой для практики точностью.

44

 

2. Расчет пусковых характеристик

 

Пуск

двигателя

производится при статическом

моменте Л4С=

= 0,25Л1и

и моменте

инерции электропривода /=0,325

кг^м2

Рис. 14. Скоростные

характеристики

дви­

гателя типа П-62.

 

 

-----------упрощенный расчет;

 

------------

уточненный расчет;

 

-----------эксперимент.

 

 

Отношение максимального пускового тока 1\ к току переключе­

ния / 2 при z 2 определяется

по выражению [Л. 3]

 

 

F OTT""2,23-

Сопротивление пусковых ступеней

 

 

/?2=#э(Ь—1) =0,34(2,23—1) =0,42

ощ

Ri= АЛа=2,23 • 0,42=0,94

ом.

 

Суммарное пусковое сопротивление

 

 

/?п= / ? 1 Л~р2 —0,42-Ь0,94=1,36 ом.

Величина максимального тока при пуске

 

/ I= 2/H=2* 72,5= 145

а.

 

Величина тока переключения

 

 

 

1г~

X

2 ,2 3 ~ 65 °-

 

/2> / с=0,25/Ном=0,25-72,5=18

а.

45

Скорость идеального

холостого

хода

двигателя

(без учета

прерывистости тока якоря)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п0 =

Ud

 

243

785 об/мин

 

 

 

 

0,136

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет графиков переходного процесса производится по урав­

нениям:

первой ступени пуска, ^i = l,7 ом:

 

 

 

а) Для

 

 

 

 

 

 

t

 

 

___t__

 

 

п = Пс1— псге

Гм1 =

1 563 — 1 563е

0,328 ;

 

 

 

 

 

__ t_

 

___

 

 

= /с + (Л — Ic) е

7’м1 =

18+127е

0,328 ,

 

где

По

 

 

1 785

 

 

 

 

 

 

 

 

 

563 об/мин\

 

псх — - 7 7 (/1

1с)---- (145 — 18)= 1

 

 

JRi __ 0,325-1,7

 

 

 

 

Тм1~ 9 ,5 5 сесм

9,55-0,136-1,3 -

0 ,3 2 8

сек•

 

Время пуска на первой ступени

 

 

 

 

 

 

 

Л — / с

 

0,328 In

145— 18

0,328 сек,

t — 77i In j ^

j

 

0^

jg

б) Для второй ступени пуска, R2=

0,76 ом:

 

 

 

 

 

 

 

 

t

 

 

 

t

 

n =

nC2 ~f- (n2пс2) 6

m2 =

1 865 — 700 в

;

 

 

 

 

 

t

 

 

 

t

 

U = Io + ( h - I*) e

Г“2 = 1 8 + 1 2 7 *

0,147

,

где

n0

 

1

785

, _

 

 

 

 

 

n2 ;

 

 

 

 

 

 

7 7 (71 Iг)~

j^g

(145 — 65) = 985 об/мин\

 

nc2 = n2 +

" 'j - — 1{h — /с) =

 

 

 

,1 785 — 985

=

985 + ------щ --------(14 5 -1 8 ) = 1 685 об/мин;

_

JRi

_

0,325-0,76

 

 

7"J

9,55c,cM

~

9,55-0,136.1,3 ~ : ° - 14 7 сек.

Время пуска на второй ступени

 

 

 

 

^

Л —/ с

 

145— 18

0,147 сек.

tz — ^M2 ln j ^

 

—0,147In

gg

jg

n) Для рабочей характеристики,

=

0,34 ом:

 

 

 

 

 

t

 

 

 

 

11 = Пег +

(пг nC9) е

 

м =

1 740 +

(1

427 — 1

740) < 0,0656

 

 

 

 

__ l_

 

 

t

i = h

+ ( h Ic )e

Г“ = 1 8 + 1 2 7 * 0,0650

46

где

 

 

- .

п ъ

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п з —лп* +

 

( /1 — /г) :

 

=

 

 

1 785 — 985

 

1

427 об/ман\

985 Н------- -----------(145 — 65) =

 

 

 

,

п0 — пг

( Л - / с ) =

 

 

 

 

«сз—

^

 

=

1 427

1 785 — 1

427

 

 

1 740 об/мин;

156

(145 — 18 ) =

 

 

 

 

 

 

 

 

Гм

 

JR *

0,325-0,34

 

 

 

9,55сесм

9,55-0,136-1,3

 

0 >0656

сек-

 

 

 

Время пуска до установившейся скорости

 

 

 

 

 

h = 47м = 4 • 0,0656 = 0,262

 

сек.

а зависимости

Данные по режиму пуска сведены в табл. 12,

n= f (t) и i= f(0 изображены на рис.

15.

 

 

 

п, OGfMith

1500

1000

500

О

Рис. 15. Пусковые характеристики

двигателя типа П-62.

п -№ и i =f(t).

Переходный процесс изменения скорости от номинальной до мак­ симальной путем изменения магнитного потока двигателя рассчи­ тывается графическим методом Башарина (см. § 2).

Исходные уравнения в приращениях:

 

 

Lt

tg а'х= const;

 

R в

т

1в*

 

*7

* в.н'С

 

 

' в

 

 

47

СО

сг

К

ч

VO

II

к

со

te

0

я

S

Г

!5

 

о

***

 

I

о

 

со

о

ю

 

 

§

юю

о

 

о

 

 

 

*

§

 

 

о

^

 

 

 

 

со

 

§

&

^

 

о*

;

^

СОм со—' <N

CS Ю 1Л

 

«

§

 

 

*

00

 

~

.

со ю

 

 

—' О

 

о

«О

к

os

^

а;

а

в £

СА О

с

 

д/я

 

 

Д*

 

const;

1

*я* — Ф*Л*

X

: tg а' 2 =

 

 

 

 

Д/?*

 

 

д^

tg a'3 =

const,

 

*я*ф* Л1с#

Тм

 

 

 

где

по (22) — (31) и (35) имеем:

 

 

=== 0,6/в,

 

_ 2 2 0 _

 

 

/ в.н

132

^ э67 а;

 

 

 

 

 

243

 

 

— 0,0014/я,

7я.к

0 ,3 4

 

 

Ф* = 90Ф, Фн =

1 0 - 2 вб;

 

/2# —=0,56*10

3/z,

ftо

243

 

 

0» 136

 

 

=

1 785 об/мин\

 

М с* == /С*Ф*, М к.з =

1,3*715 = 925 нм;

 

__ 5,8 +

0,326

1 0 - 3 = 0,018 сек;

 

0,34

 

 

 

 

 

 

 

 

220*30

 

 

 

Ln = 0,6- 72,5*3,14*1 500*2

5 ,8 -1 0 -* гн;

 

0,051

 

 

 

 

 

LT==‘W

 

“= = 0 ,0 1 6 3 ’ 1 0 ~ 2 гн;

 

314

=

 

 

 

 

Т* = 0,0656 сек;

_ . . 4*1 1 0 0 . 1 , Ы 0 - * ______

Гв.н

Ы

 

1,67*132

 

 

0,24 ***•

Вначале

рассматривается

переходный

процесс

в цепи

обмотки

возбуждения /в* =

= f(t) и Ф* =

f(0 -

 

 

 

 

 

 

Построение

ведется

в

координатах *в*,

£/* и Ф*1*в*.

 

в

которых

предварительно

строятся

статические зависимости (/*==/(/,,*)

по выражению

гг

=

( л

,

 

^

*

и кривая

 

f 1

+ у -

I

*в*

намагничивания

в

относительных

единицах

Ф* = /0 ’в*). Кроме

того,

по

кривой Ф* =

= f(/B*) рассчитывается зависимость T= - TVj!!= адв*

= / 0*в*), которая изображается в коор-

/?в

динатах и, *в*. и затем М = — ТB.n'ctgaj в

' в

координатах Д£ и х.

48

Принимаются следующие масштабы для величин:

тока и магнитного потока т1=^тф = 0,005 ед/мм;

напряжения и т ти = т ^~ 0 ,0 2

ед/мм;

времени =

0,001 сек/мм;

^ =

0,0025

сек/мм.

Определяется

минимальная

величина

тока возбуждения /в.мин* =

= 0,275 [по ^кривой Ф* =

f (гв*) для

минимального значения потока

Ф*мин = 0,5].

 

 

 

Тогда для установившегося режима справедливо равенство

*в.мин* ^ 1

1 =

0 ,

откуда

 

 

 

. /гв

1

1

^

1

~ ^ .« H.,*_ 0T275= 3,63-

Расчет проводится в четырех квадрантах. В первом квадранте по оси ординат откладывается Ф*. £/* и г'в*, а по оси абсцисс /в*, во вто­ ром квадранте по оси абсцисс t и At, в третьем по оси ординат т =

«=*Ф*/Л.

Принимается:

 

_

йЛ

0 , 1 ]

° ’038‘

 

 

 

 

 

 

t g a 'i —,^ в

 

2,63’

 

 

 

 

 

 

7 Г ГввХ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где Гв.нх = 1 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С учетом масштабных коэффициентов

для

графического

построе­

ния угла ах по (33) имеем:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,02

0,1521

 

 

 

 

 

 

 

tg ai — 0,038 o^Qog

 

 

 

 

 

 

откуда

04 =

arctg 0,152 =

8°38'.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Построение на втором участке производится из точки

а в* =

1 и

гв# = 1

(значение тока возбуждения в конце первого участка). Рассчи­

танные

графики переходного

процесса

*B =

f(f)

и

=

 

приве­

дены на рис. 16, где пунктиром

изображены

экспериментальные

кри­

вые переходного процесса *B =

f(0 * свидетельствующие

о

соответст­

вии кривых действительного и рассчитываемого

переходных

процессов

с достаточной для практики точностью.

 

 

 

 

 

 

 

в цепи

Для графического построения переходных процессов тока

якоря и скорости вращения

двигателя

/я* =

f (t)

и

nm= f

(t) прини­

маются следующие масштабы:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

для напряжения ти = 0,005 ед/мм;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

для тока якоря яг* = 0 Д )1

ед/мм;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

для

времени mt — 0,005 сек/мм;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

для

скорости тп — 0,01

ед/мм.

 

 

неизменном

статическом

Рассматривается переходный процесс при

моменте, равном МС= 0,25Л4Н, что при номинальном магнитном потоке соответствует:

_

.

0,25/н

Л4с* =

1с*-------7------- = 0 , 0 2 5 4 .

 

 

4 я.к

4— 2770

 

49

Масштаб для относительнэго магнитного потока Ф* определяется из выражения^(39)

0,005

тф ~ ' \ 1 _'о 0254 = Q.QQ5 1 3 ед/мм.

Масштаб момента из выражения (40)

тм =

0,001-0,005

----- ш ------

= 5 - 1 0 - 4 ед/мм.

Построение переходных процессов проводится в двух координатных системах: тока и скорости. В первой координатной системе в принятых масштабах откладываются по оси ординат ток гя*, время t, скорость л*, а по оси абсцисс напряжение а#, поток Ф* и моментам*. В ука-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

Рис.

16.

Кривые

переходного

процесса

 

 

 

 

 

в

обмотке

возбуждения Ф* =f(t),

 

 

 

 

 

 

 

(*B* I — с

разрядным вентилем,

 

1в*2~без

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вентиля).

 

 

 

 

 

 

занных

координатах

[строятся

следующие

статические

зависимости:

/я* =

f (л*) по выражению in* = u ^ , л* = /(#*)

по

выражению

л* =

= —

 

л* и ф^ —

определенная в результате

расчета

переходных

процессов в цепи возбуждения двигателя.

 

 

 

 

 

 

t,

сек

 

0

 

0,025

0,05

 

0,075

0,1

0,2

 

ф*

 

1

 

0,95

0,905

0,87

 

0,835

0,718

Дл*

 

0

 

0,01276

0,0206

0,02413

0,0272

0,0318

Яиач*

0,9746

 

0,9873

1,008

1,032

1,0592

1,18

л, об/мин

1

740

 

1

760

1 799

1

842

1875

2 ПО

 

^я*

0,0254

 

0,062

0,088

1 , 1 0 2

0,1156

0,153

in,

а

18

 

 

44

63

 

73

 

82,7

109,4

50

Соседние файлы в папке книги