Складання схеми заміщення, математичний опис і розра хунок механічних і енергетичних характеристик

Виходячи з силової схеми (рис.4.1) і враховуючи паралельне з’єднання перетворювачів, зобразимо схему заміщення на рис.5.1.

Рисунок 5.1 – Схема заміщення якірного ланцюга

Коефіцієнт посилення перетворювача визначається [2]:

, (1.30)

де – номінальна вихідна напруга перетворювача, – номінальна напруга управління, приймаємо .

Постійну часу перетворювача приймемо .

Виходячи зі схеми заміщення, активний еквівалентний опір якірного ланцюга системи перетворювач-двигун визначається:

(1.31)

де – активний опір якоря двигуна, який визначається:

; (1.32)

– активний опір згладжуючого реактора;

– опір комутації;

– активний опір обмотки трансформатора, який визначається:

, (1.33)

– потужність втрат короткого замикання трансформатора;

, – лінійна напруга вторинної обмотки і потужність трансформатора;

– реактивний опір обмотки трансформатора, який визначається:

; (1.34)

– напруга короткого замикання трансформатора, %;

– кількість пульсацій струму або напруги перетворювача за період; для мостової схеми перетворювача.

Виходячи зі схеми заміщення (рис.1.8), еквівалентна індуктивність якірного ланцюга визначається:

, (1.35)

де – індуктивність якоря двигуна; – індуктивність згладжуючого реактора; – кругова частота живлячої мережі.

Електромагнітна постійна часу електропривод а:

. (1.36)

Коефіцієнт е.р.с. двигуна визначається:

. (1.37)

Електромеханічна постійна часу електропривода визначається:

, (1.38)

де – сумарний момент інерції двигуна і механізму.

, (1.39)

де – сумарний момент інерції канатоведучого шківа, підйомного і врівноважуючого канатів, підйомних скіпів і вантажу.

. (1.40)

Коефіцієнт датчика струму визначається:

, (1.41)

де – максимальний струм якоря двигуна:

, (1.42)

– коефіцієнт допустимого перевантаження по струму.

Коефіцієнт датчика швидкості визначається:

, (1.43)

де – максимальна швидкість двигуна.

Розрахунок механічних характеристик розімкненої системи електропривода

Швидкісна характеристика електропривода будується згідно з формулою [2]:

, (1.44)

де – максимальна напруга випрямляча:

. (1.45)

Швидкісні характеристики системи приведені на рис.5.2.

Рисунок 5.2 – Швидкісні характеристики розімкненої системи привода

Проаналізувавши швидкісні характеристики розімкненої системи привода, визначаємо, що при номінальному навантаженні на валу двигуна та при номінальній швидкості обертання, статизм системи складає 16, 5%.

Розрахунок енергетичних характеристик електропривода

Коефіцієнт корисної дії електропривода визначається [2]:

, (1.46)

де – загальні втрати потужності в системі електропривода, які визначаються:

. (1.47)

Постійні втрати потужності визначаються:

, (1.48)

де – коефіцієнт механічних втрат.

Змінні втрати потужності визначаються:

. (1.49)

Графік залежності к.к.д. від швидкості обертання двигуна представлений на рис.5.3.

Рисунок 5.3 – Графік залежності к.к.д. від швидкості обертання двигуна

Коефіцієнт потужності визначається за наступним виразом:

, (1.50)

Графік залежності коефіцієнта потужності від швидкості обертання двигуна представлений на рис.5.4.

Рисунок 5.4 – Графік залежності коефіцієнта потужності від швидкості обертання двигуна