Лабораторна робота № 1. 1.1 Максимальна швидкість підйому вантажу — Vmax = 1,0 м /с

1.1 Максимальна швидкість підйому вантажу — V_max = 1,0 м / с;

1.2 Маса вантажу т_в = 1000 кг;

1.3 ККД механізму — η; = 0,8;

1.4 Тривалість включення механізму — ТВ = 15%.

 

Розрахунок.

2 Вибір двигуна.

2.1 Статичний момент, приведений до валу двигуна

2.2 Потужність двигуна

2.3 Потужність двигуна, приведена до стандартного значення ТВ_ст

 

 

2.4 Обираємо двигун з

Обираємо асинхронний двигун з фазним ротором МТF 211-6.

Паспортні данні двигуна:

— номінальна потужність при роботі в тривалому режимі Р_ном = 7,5 кВт;

— номінальна частота обертання п_ном = 930 об / хв;

— частота обертання магнітного поля статора п_с = 1000 об / хв;

— максимальний момент двигуна М_max = 191 Н · м;

— маховий момент двигуна GD ² = 0,46 кг ∙ м ².

3 Перевірка двигуна на пуск.

3.1 Номінальний момент двигуна:

3.2 Перевантажувальна здатність двигуна:

3.3 Номінальне ковзання:

3.4 Критичне ковзання на природній характеристиці:

3.5 Пусковий момент двигуна

3.6 Статичний момент, приведений до валу двигуна

3.7 Перевірка двигуна згідно умов пуску ()

умова виконується

4 Будова спільної механічної характеристики

4.1 Критична частота обраного двигуна

4.2 Розрахунок спільної характеристики проводимо по формулі

Результати розрахунку заносимо в таблицю 1.

Побудована за розрахунковими даними природна механічна характеристика представлена на рис.2.

Рис.2. Спільна механічна характеристика асинхронного двигуна

з фазним ротором та робочої машини

 

4.3 Розраховуємо час пуску двигуна

час перехідного процесу на кожній ділянці визначаємо по формулі

де

Результати розрахунку заносимо в таблицю 1.

Побудований за розрахунковими даними графік зміни частоти обертання привода у функції від часу зображено на рис. 3.

Рис. 3. Графік зміни частоти обертання привода у функції від часу

Таблиця 1

n, об/хв
M, Н · м	0,4	9,3	19,3	30,2	41,8	53,2	62,4		64,3	48,2		-6,8
k
Δ пk, об/хв
Mдин.k, Н · м		4,85	14,3	24,75		47,5	57,8	63,7	64,65	56,25	24,1
Δ tk, c		2,38	0,81	0,47	0,32	0,24	0,2	0,13	0,05	0,2	0,44
tпуск, с		2,38	3,19	3,66	3,98	4,22	4,42	4,55	4,6	4,8	5,24

 

час пуску двигуна

 

3. Розрахунок за допомогою системи MATLAB

3.1. Порядок виконуваних дій

privod.m

disp('РОЗРАХУНОК СПІЛЬНОЇ МЕХАНІЧНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ АСИНХРОННОГО ДВИГУНА ТА РОБОЧОЇ МАШИНИ')

Vmax=input('Введіть швидкість підйому вантажу, м/c:\n Vmax=');

m=input('Введіть масу вантажу, кг:\n m=');

h=input('Введіть ККД:\n h=');

TB=input('Введіть тривалість включення механізму, %:\n TB=');

disp('Статичний момент на валу двигуна, Н•м:');

Mc=m*9.81*Vmax*30/h/3.14/1000

disp('Потужність двигуна, кВт:');

Pc=Mc*pi/30

disp('Потужність двигуна, приведена до стандартного значення ТВст, кВт:');

Pcm=Pc*sqrt(TB/40)

Mnyck=0;

while (Mnyck<Mc)

disp('Паспортні данні двигуна');

P=input('Введіть номінальну потужність двигуна, кВт:\n P=');

n=input('Введіть номінальну частоту обертання ротора двигуна, об/хв:\n n=');

nc=input('Введіть частоту обертання магнітного поля статора, об/хв:\n nс=');

Mmax=input('Введіть максимальний момент двигуна, Н/м:\n Mmax=');

GD2=input('Введіть маховий момент двигуна, кг/м2:\n GD2=');

disp('Номінальний момент двигуна, Н•м:');

w=2*pi*n/60;

Mn=P*1000/w

disp('Перевантажувальна здатність двигуна:');

j=Mmax/Mn

disp('Номінальне ковзання:');

s=(nc-n)/nc

disp('Критичне ковзання на природній характеристиці:');

sk=s*(j+(j^2-1)^0.5)

disp('Можливий пусковий момент вибраного двигуна')

Mnyck=2*Mmax*(1+sk)/(sk+1/sk+2*sk)

disp('Статичний момент, приведений до валу двигуна, Н•м:');

Mc=m*9.81*Vmax*30/h/3.14/n

if (Mnyck>Mc)

disp('Можливий пусковий момент вибраного двигуна Mnyck > Mc')

disp('Обраний двигун задовольняє умовам пуску.')

else

disp('Можливий пусковий момент вибраного двигуна Mnyck < Mc')

disp('Обраний двигун не задовольняє умовам пуску.')

disp('Оберіть двигун з більшим максимальним моментом Mmax.')

end

end

disp('Критична частота обертання ротора')

nk=(1-sk)*nc

disp('Реальна частота обертання вала двигуна');

b=(Mmax/Mc*(1+sk)*sk-sk^2-1)*2*nc;

c=(-2*Mmax/Mc*(1+sk)*sk+3*sk^2+1)*nc^2;

p=[1,b,c];

x=roots(p);

if (x(1)>x(2))

ns=x(1)

else

ns=x(2)

end

nx=[[0:10:nk],nk,[ceil(nk/100)*100:10:ns],ns];

M=2*Mmax*(1+sk)./(sk.*nc./(nc-nx)+(nc-nx)/sk/nc+2*sk)-Mc;

plot(M, nx,'k'); grid on;

nx=[[0:100:nk],nk,[ceil(nk/100)*100:100:ns],ns]

M=2*Mmax*(1+sk)./(sk.*nc./(nc-nx)+(nc-nx)/sk/nc+2*sk)-Mc

disp('Cпільна механічна характеристика двигуна та робочої машини fig.1');

w=input('Для продовження роботи натисніть "ENTER"');

disp('Момент інерції, приведений до вала двигуна');

J=1.25*GD2+363.6*m*Vmax^2/n^2/h

i=1;

while nx(i+1)<ns

Md(i)=(M(i)+M(i+1))/2;

nd(i)=nx(i+1)-nx(i);

i=i+1;

end

nd(i)=ns-nx(i)

Md(i)=(M(i)+M(i+1))/2

j=1;

t(1)=0;

while j<=i

dt(j)=J*pi/30*nd(j)/Md(j);

t(j+1)=t(j)+dt(j);

j=j+1;

end

dt=dt

disp('Час пуску двигуна');

tpysk=sum(dt)

disp('Графік зміни частоти обертання привода у функції від часу fig.1');

plot(t,nx,'k'); grid on;

 

3.2. Програма роботи

>> privod

РОЗРАХУНОК СПІЛЬНОЇ МЕХАНІЧНОЇ ХАРАКТЕРИСТИКИ АСИНХРОННОГО ДВИГУНА ТА РОБОЧОЇ МАШИНИ

Введіть швидкість підйому вантажу, м/c: Vmax=1

Введіть масу вантажу, кг: m=1000

Введіть ККД: h=0.8

Введіть тривалість включення механізму, %: TB=15

Статичний момент на валу двигуна, Н•м:

Mc = 117.1576

Потужність двигуна, кВт:

Pc = 12.2687

Потужність двигуна, приведена до стандартного значення ТВст, кВт:

Pcm = 7.5130

Паспортні данні двигуна

Введіть номінальну потужність двигуна, кВт:

P=7.5

Введіть номінальну частоту обертання ротора двигуна, об/хв:

n=930

Введіть частоту обертання магнітного поля статора, об/хв:

nс=1000

Введіть максимальний момент двигуна, Н/м:

Mmax=191

Введіть маховий момент двигуна, кг/м2:

GD2=0.46

Номінальний момент двигуна, Н•м:

Mn = 77.0105

Перевантажувальна здатність двигуна:

j = 2.4802

Номінальне ковзання:

s = 0.0700

Критичне ковзання на природній характеристиці:

sk = 0.3325

Можливий пусковий момент вибраного двигуна

Mnyck = 127.0909

Статичний момент, приведений до валу двигуна, Н•м:

Mc = 125.9760

Можливий пусковий момент вибраного двигуна Mnyck > Mc

Обраний двигун задовольняє умовам пуску.

Критична частота обертання ротора

nk = 667.5118

Реальна частота обертання вала двигуна

ns = 890.8949

nx = 0 100.0000 200.0000 300.0000 400.0000 500.0000 600.0000 667.5118 700.0000 800.0000 890.8949

M =1.1149 10.0769 20.0109 30.8696 42.3644 53.6474 62.5990 65.0240 64.2686 47.8105 0.0000

Cпільна механічна характеристика двигуна та робочої машини fig.1

Для продовження роботи натисніть "ENTER"

Момент інерції, приведений до вала двигуна

J = 1.1005

nd = 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 100.0000 67.5118 32.4882 100.0000 90.8949

Md = 5.5959 15.0439 25.4403 36.6170 48.0059 58.1232 63.8115 64.6463 56.0396 23.9052

dt = 2.0594 0.7660 0.4530 0.3147 0.2401 0.1983 0.1219 0.0579 0.2056 0.4382

Час пуску двигуна

tpysk = 4.8552

Графік зміни частоти обертання привода у функції від часу fig.1

4. Висновки:

1. Виконавши дану роботу ми вивчили методи розрахунку спільної механічної характеристики і придбали навички використання системи MATLAB для аналітичних розрахунків силових споживачів електричної енергії.

2. Порівнюючи результати аналітичного і програмного розрахунків ми відмічаємо, невеликі розбіжності в отриманих результатах, які не можуть істотно впливати на кінцеву мету розрахунку. Ці розбіжності пов’язані з методикою округлення отримуваних проміжних результатів.

3. Програмні розрахунки є більш універсальними та швидкісними за аналітичні.

 

Лабораторна робота № 1