Разработка электропривода механизма подъема подъемного устройства

значение частотных характеристик складываются алгебраически и влияние упругих связей на динамику электропривода можно пренебречь. При отсутствии обратных связей по координатам второй массы  J_пр2 для синтеза системы управления электроприводом можно представить механическую часть привода жёстким приведенным звеном.

Рисунок 10. Структурная схема механической части электропривода с жёсткими связями

8. Расчёт статических характеристик двигателя в требуемых режимах работы.

          Произведём расчёт естественной характеристики по выражению (преобразованной формулы Клосса):

          ;

          Задаёмся различными значениями момента М и решаем квадратное уравнение. Результаты расчётов заносим в таблицу 8.1.

Естественная характеристика приведена на рисунке 11.

          Для управления электроприводом будем применять систему магнитных контроллер-асинхронный двигатель с фазным ротором с торможением противовключением. Для данной системы используем магнитный контроллер переменного тока ТСАЗ-160

          Для построения механических характеристик предварительно определим пусковые сопротивления точным способом.    

          Панель управления ТСАЗ –160 предусматривает автоматический разгон по трем ступеням сопротивлений: 

          Зададимся моментами переключений:

          ;     (8.1)

          ;     (8.2)

Принимаем: М₁=510 Н×м, М₂=290 Н×м

Из рисунка 11 определяем:

          (Ом);

          (Ом);

           (Ом);

     Когда командный контроллер находится в положении 2 ”подъём”, осуществляется медленный подъём тяжёлых грузов. Значение сопротивления в этом режиме r₂=0.567 Ом.

     При положении командного контролера 1 “подъём” осуществляется выбор слабины троса и подъём небольших грузов на пониженной скорости. При положении  1 “спуск”, по этой же характеристики осуществляется тормозной спуск тяжелых грузов.

Считаем, что при М_с=144,7 Н×м /w_н/£/0,2w_не/

Принимаем w_н=-10 с^-1, тогда

С учётом этого, рассчитываем сопротивление:

          ; ;

           (Ом)

          При положении командного контроллера  в положении 2 ”спуск”, осуществляется тормозной спуск при заданной скорости w_с=-76,78 с^-1.

          ;

Определим сопротивление:

          ; ;

           (Ом)

В положении  контроллера 3 ”спуск”, осуществляется силовой спуск лёгких грузов.

          Для построения механических характеристик 4`П, 3П, 2П воспользуемся следующей формулой:

          ;

           Результат расчёта заносим в таблицу 8.2.

          Характеристики 1С и 2С – практически линейны. Характеристика 3С повторяет 3П, 4`П и 4П при реверсе. Механические характеристики электропривода показаны на рисунке 12.

9. Построение переходных процессов

          Расчёт механического переходного процесса производится методом численного интегрирования уравнения движения. Для решения уравнения движения механической части электропривода, представленной жёстким приведенным звеном, воспользуемся методом Эйлера, суть которого заключается в решении следующего уравнения:

           ;     (9.1)

          Для этого ось скоростей разбиваем от начальной до конечной скорости на ряд интервалов (приращений) Dw_i. При сложении скорости на предыдущем интервале Dw_i-1 и приращение Dw_i, получаем текущее значение скорости w_i.

          По механической характеристике на каждом интервале определяем средние значения моментов двигателя M_i. Для каждого интервала скорости рассчитываем интервал времени Dt_i. Текущее время:

Пройденный при этом путь определим по формуле:

          ;     (9.2)

          ;   ;  с учётом этого:

          ;     (9.3)

9.1 Процесс подъёма груза

          М_с=226,1 Н×м; w_с=76,78 с^-1

           (кг×м²)

Результаты расчёта сведены в таблице 9.1

Из рис. 13 видим, что выдержка времени для реле КТ1-t_p1=0,35 с, для реле КТ2-t_p2=0,535 с., для реле КТ3 – t_Р=0,59 с.

Торможение двигателя осуществляется механическим путём с помощью механического тормоза .

Время пуска t_пуск=0,72 с

Время движения с установившейся скоростью:

          ;     (9.4)                            

здесь: L_п – путь при пуске; L_п=2022 м

           (с)

9.2 Процесс подъёма крюка

          М_с=56,81 Н×м; w_с=72,5 с^-1

           (кг×м²)

          Результаты расчёта процесса пуска при подъёме крюка приведены в таблице 9.2.

          Процесс пуска двигателя при подъёме крюка изображен на рисунке 14 

Из рисунка 14 получаем:

Время пуска: t_пуск=0,89 с

          Торможение двигателя осуществляется механически с помощью тормоза.

Время движения с установившейся скоростью:

          ;     (9.5)                            

           (с)

9.3 Процесс спуска крюка

          Характеристики спуска практически линейны, поэтому переходный процесс будет иметь вид:

          {     (9.6)

М_с=-1,625 Н×м; М_нач=-70 Нм; w_c=-78 1/c; w_нач=0

             с

Определим путь, пройденный при разгоне или торможении:

          ;

               (9.7)

Результаты расчёта процесса пуска двигателя при спуске крюка