ВЫБОР РОДА ТОКА И ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ

2. ВЫБОР РОДА ТОКА И ВЕЛИЧИНЫ НАПРЯЖЕНИЯ

На металлургическом производстве применяются привода как переменного, так и постоянного тока. Каждый вид привода обладает своими достоинствами и недостатками.

Привод переменного тока прост и надёжен, удобен и нетребователен в эксплуатации, прост в подключении (основной род тока питающей сети: переменный 50 Гц), но возможности регулировки скорости вращения весьма ограничены и нет простого способа плавного регулирования частоты вращения.

Привод постоянного тока более гибок: двигатели по своему устройству допускают плавное регулирование скорости в широких пределах, большая допускаемая перегрузка по току позволяет создавать двигатели с высокой перегрузочной способностью, но за данные преимущества приходится платить большей сложностью двигателя (из-за наличия коллектора), трудностями в обслуживании и ремонте (машина постоянного тока слывет своенравной и капризной).

В соответствии с требованиями технологии, механизмы привода фурм должны позиционироваться с большой точностью (до нескольких сантиметров), что пока не могут обеспечить приводы переменного тока, хотя известны попытки замены приводов постоянного тока приводами системы ЧП-Д (частотный преобразователь - двигатель, например НПЧ - непосредственный преобразователь частоты). Таким образом для привода фурмы принимается привод постоянного тока.

Так как мощность двигателей привода невелика (менее 250 кВт), то для его питания потребуется напряжение < 1 кВ. Стандартный ряд напряжений допускает значения в 220, 440 и 660 В (на трамваях). Для крановых механизмов (и механизмов подьёма-спуска) применяются в основном 2 первых значения напряжения. Так как мощность двигателя по всей видимости, будет менее 100 кВт, для его питания хватит напряжения 220 В.

Вывод: применяется привод постоянного тока на напряжение 220 В.

3. РАСЧЕТ И ВЫБОР МОЩНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ

3.1. Определяем эквивалентный момент двигателя, М_э

(3.1)

где = 0,7 - коэффициент, учитывающий ухудшение условий охлаждения во время переходных процессов (по [2], стр. 10)

М_п - пусковые моменты

М_т - тормозные моменты

М_у - моменты установившихся режимов

Все значения моментов берутся из задания.

t_п - время пусков

t_т - время тормозных режимов

t_у - время установившихся режимов

Все значения времен берутся также из задания.

= 0,65 кН*М

3.2. Определяем скорость двигателя, n, об/мин:

(3.2)

где i - передаточное соотношение редуктора

Д - диаметр барабана, м

 - скорость движения, м/сек.

Все данные берутся из задания.

В соответствии с заданной тахограммой выделяем 3 скорости: максимальную (0,6 м/с), среднюю (0,5 м/с) и минимальную (0,1 м/с).

3.3. Определяем продолжительность включения привода:

(3.3)

где t_раб - общее время работы

t_ц - время цикла

по тахограмме t_ц=28,7 сек, t_раб=12,7 сек.

3.4. Производим пересчет момента на стандартную продолжительность включения:

(3.4)

кН*М

Определяем мощность двигателя, Р, кВт

(3.5)

кВт

В соответствии с пунктом 2.1 методразработки ([2], стр. 4, пункт 2.1) увеличиваем мощность двигателя на 20% (из-за дополнительного нагрева пульсациями выпрямленного тока при системе ТП-Д).

Р ^/ = Р*1,2 = 49,22*1,2 = 59,06 кВт

3.5. По каталогу, [3], стр. 408, приложение 7, выбираем двигатель постоянного тока типа П102. Его данные заносим в таблицу:

Таблица 3.1

Максимальная скорость двигателя в приводе равна 687,55 об/мин, а максимальная скорость самого двигателя 750 об/мин, то есть в относительных единицах:

n_max = n_max / n_ном = 687,55/750 = 0,92

Минимальная скорость:

n_min = n_min / n_ном = 114,59/750 = 0,15

Диапазон регулирования скорости:

n_max / n_min = 687,55/114,59 = 6,00

4. ВЫБОР ОСНОВНОГО СИЛОВОГО ОБОРУДОВАНИЯ

4.1. Выбор тиристорного преобразователя

Учитывая, что использована однозонная система регулирования (т. к. максимальная скорость двигателя в относительных единицах n_мах = 0,92 < 1), следовательно магнитный поток двигателя постоянный, определяем постоянную С_мФ и строим нагрузочную диаграмму токов:

(4.1)

Н*м

По каталогу номинальный ток двигателя 286 А.

М_ном = С_мФ*I_ном , С_мФ = М_ном / I_ном (4.2)

С_мФ = 700,33 / 286 = 2,45

Величина С_мФ безразмерная и представляет собой постоянную, на которую надо умножить значения моментов на нагрузочной диаграмме для преобразования её в диаграмму токов.

Выполнив эти действия, получим диаграмму токов (на рис. 4.1).

рис. 4.1

Определяем среднеквадратичный ток двигателя.

(4.3)

= 251,43 А

В соответствии с пунктом 2.2 методразработки по [4], стр. 14, выбираем преобразователь типа КТЭУ 320/230 (комплектный тиристорный электропривод универсальный). Его данные: I_d = 320 А, U_d = 230 В, = 2,25 (значение перегрузочной способности взято из [2], стр. 5, табл. 1).

Нужно произвести проверку правильности выбора преобразователя, проверку соответствия трём условиям:

I_{d н}  I_ном 320>286

U_{d н} U_ном 230>220

 I_{d н} I_мах 2,25*320=720>367,35