2.6. ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ

Для приведенной тахограммы (рис. 2.21) составить принципиальную схему автоматического управления двигателем постоянного тока. Схема должна обеспечивать автоматический переход от одного режима к другому. Для спроектированной схемы в соответствии с номинальными параметрами двигателя рассчитать и выбрать аппаратуру управления, пусковые и тормозные сопротивления. Рассчитать и выбрать устройства защиты силовой цепи и цепи управления.

 

Рис. 2.21. Тахограмма работы привода

Временным интервалам тахограммы соответствуют следующие режимы работы электропривода:

0 – t1 – разгон двигателя на первой ступени;

t1 – t2 – работа двигателя в установившемся режиме на промежуточной скорости;

t2 – t3 – разгон двигателя на 2 – 4 ступенях пускового реостата и естественной характеристики;

t3 – t4 – работа двигателя в установившемся режиме с номинальной скоростью;

t4 – t5 – торможение двигателя.

Исходные данные: Двигатель ДП-41 со следующими паспортными данными:     Рном = 20 кВт, Uном = 220 В, Iном = 124 А, ωном = 115,1 с-1, J = 8 кгм 2 ; время работы на номинальной скорости принять равным (50 – 100) Σ tр, а время работы на промежуточной скорости (8 –10) t1,

где Σ tр – суммарное время разгона; t1 – время разгона на первой ступени.

Число ступеней пуска принять равным 4, пуск осуществлять в функции времени, торможение противовключением – в функции времени.

Полагая, что работа двигателя на промежуточной скорости происходит после разгона двигателя на второй ступени принципиальная схема, отражающая заданную тахограмму работы двигателя будет иметь вид, приведенный на рис. 2.22.

Для выбора уставок реле управления и параметров контакторов выполним ряд промежуточных расчетов.

Сопротивление якоря двигателя найдем по выражению

,

где  номинальное значение КПД двигателя;  - номинальное сопротивление двигателя.

Определим величину обратную коэффициенту передачи двигателя

Зададимся величиной пускового тока   на уровне двукратного значения от Iном

I1 = 2Iном= 248 А.

Значение суммарного сопротивления якорной цепи в момент пуска будет равно

.

Коэффициент, определяющий кратность между пусковым током и током переключения I2 для заданного числа ступеней пускового реостата определится:

.

Величина тока переключения – .

Найдем значения сопротивлений пускового реостата

 

Рис. 2.22.  Синтезируемая принципиальная схема

Постоянные времени разгона на соответствующих ступенях определятся как:

;

;

;

,

а время разгона на соответствующей ступени пуска –

;

;

;

.

В приведенных уравнениях ток нагрузки Ic принят равным номинальному.

В качестве контакторов КВ и КП, осуществляющих переключения в якорной цепи двигателя используем контакторы типа КТПВ600, имеющие два замыкающих силовых контакта и три блок контакта, допускающих до 1200 включений в час. Собственное время срабатывания этих контакторов при включении нормируется на уровне 0,08 с.

Для контакторов ускорения будем использовать контакторы типа КПВ, которые комплектуются одним силовым замыкающим контактом с номинальным током 630 А. Собственное время срабатывания этих контакторов при включении нормируется на уровне 0,08 с.

Уставка времени реле ускорения РУ1 определится как tуст1 = t1 – tсраб. КВ,

где tсраб. КЛ – собственное время срабатывания контактора КВ.

При использовании в качестве реле ускорения реле времени электромагнитного типа РЭВ 815   [5] tуст1 = 0,58 с  . Аналогично находится и уставка реле ускорения      РУ2 tуст2 = t2 – tсраб. КУ1 = 0,32 с.

Уставка реле времени РВ1 определится из выражения

tуст. РВ1= 10t1 + t2 – tсраб.КУ1 –tсраб.КВ1 = 10· 0,6 + 0,4 – 0,08 – 0,08 = 6,26 с.

Уставки срабатывания реле ускорения РУ3 и РУ4 находятся также, как и уставки РУ1 и  РУ2 :

tуст3 = t3 – tсраб. КУ2 = 0, 22 с

tуст4 = t4 – tсраб. КУ3 = 0,17 с,

а уставка реле времени РВ2, контролирующего длительность работы на номинальной скорости определится как  tуст. РВ2= 75tΣ + tе – tсраб.КУ4 = 75· 1,55 + 0,17 – 0, 08 = 116,34 с,

где te = 0, 17 – время разгона на естественной характеристике.

Для определения уставки времени реле торможения РТ найдем вначале величину сопротивления торможения противовключением:

,

где   Rу = R1 + R2 + R3 + R4 = 0,65 Ом,

Rпр = 0,88 Ом.

Время торможения определится как

,

где - постоянная времени торможения противовключением.

Уставка реле торможения РТ найдется как tуст. РТ = tт – tсрабКУ4 = 7,7 – 0,08 = 7,62 с.

В качестве реле торможения можно использовать реле времени типа РЭВ814.

Защита силовых цепей от токов к.з. выполнена на реле максимального тока РМ1 и РМ2, в качестве которых можно использовать реле типа РЭВ570.

Уставка срабатывания этих реле выбирается из условия Iуст.РМ =1,25*124 = 155 А.

Тепловая защита якоря двигателя реализована на тепловом реле РТ, в качестве которого используется электротепловое реле серии ТРТП с уставкой срабатывания    Iуст.РТ = 1,05*124 = 130,2 А.