31882

Электрический привод системы генератор-двигатель

Курсовая

Производство и промышленные технологии

Номер варианта Закон изменения момента сопротивления рабочей машины Момент инерции рабочей машины в долях от момента инерции двигателя Тип двигателя и способ его питания 4 1500 45 Постоянного тока от генератора постоянного тока Примечание: Характер момента сопротивления реактивный. Требуемую перегрузочную способность двигателя. Средняя температура нагрева изоляции двигателя не должна превышать допустимую. Предварительный подбор двигателя.

Русский

2013-09-01

1.05 MB

7 чел.

Федеральное агентство по образованию РФ

Пермский государственный технический университет

Березниковский филиал

Кафедра «Технология и механизация производств»

Курсовой проект

по курсу «Процессы и аппараты химических производств»

по теме «Электрический привод системы

генератор-двигатель»

                  Выполнил: студент группы АТП 99

                        Шейкин Е.Г.

                   Проверил: преподаватель

                        Найданов

Березники, 2006


Задание на курсовой проект.

                                                                                                                                                                                        Таблица 1

Тахограмма механизма.

Номер варианта

t1

t2

t1

t0

з

0з.макс в % от

1/с

С

%

1

15

2

5

30

15

15

75

5

96

                                                                                                                                                                                            Таблица 2

Механические характеристики механизмов.

Номер варианта

Закон изменения момента сопротивления рабочей машины Мсм, Нм

Момент инерции рабочей машины Jм в долях от момента инерции двигателя, кгм2

Тип двигателя и способ его питания

4

1500

4,5

Постоянного тока, от генератора постоянного тока

Примечание: Характер момента сопротивления - реактивный.

Требования к электроприводу.

   Спроектированная система электропривода должна обеспечить выполнение следующих требований:

  1.  Необходимый диапазон регулирования скорости вращения рабочей машины
  2.  Плавный пуск, торможение и реверс рабочей машины.
  3.  Заданное быстродействие
  4.  Минимум потерь энергии в переходных процессах.
  5.  Возможность изменения направления вращения механизма.
  6.  Режим рекуперативного торможения.
  7.  Требуемую перегрузочную способность двигателя.
  8.  Средняя температура нагрева изоляции двигателя не должна превышать допустимую.
  9.  Статическая ошибка по скорости не должна превышать заданную.

Содержание:

Основное содержание проекта……………………………………………………………………………………………………………………………………………….....…………..4

1.Тахограмма рабочей машины………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….…….…4

   2.Механическая характеристика рабочей машины………………………………………………………………………………………………………………………...4

3. Нагрузочная диаграмма рабочей машины…………………………………………………………………………………………………………………..….……………….4

4. Предварительный подбор двигателя……………………………………………………………………………………………………………………………………………….4

5. Выбор электродвигателя и редуктора…………………………………………………………………………………………………………………………………………..5

6 Выбор преобразователя для электропривода………………………………………………………………………………………………………………………………8

7. Тахограмма  работы двигателя с установившимися скоростями…………………………………………………………………………………..9

8. Приведенные к валу двигателя статические моменты сопротивления……………………………………………………………………….9

9. Обосновать способы пуска, регулирования скорости и торможения (останова) электродвигателя…………..9

10. Статические механические характеристики……………………………………………………………………………………………………………………………9

11. Расчет переходных процессов…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………17

12. Проверка двигателя на нагрев и перегрузочную способность…………………………………………………………………………………….25

13. Структурная схема разомкнутой системы электропривода ……………………………………………………………………………..…………29

14. Точность поддержания скорости привода……………………………………………………………………………………………………………………………….29

15. Принципиальная схема разомкнутой системы электропривода……………………………………………………………………………………30

Заключение……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….………………30

Список литературы………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………31


ВВЕДЕНИЕ

Правильный выбор элементов системы электропривода и получение нужных статических и динамических характеристик определяют не только производительность рабочего механизма, но и качество выпускаемой продукции. Для решения этих задач необходимы всесторонние знания теории и практики электропривода, которые приобретаются при изучении курса «Теория электропривода», при проектировании электроприводов, а также при эксплуатации электроприводов на промышленных предприятиях.

Такую цель преследует и курсовой проект по курсу «Теория электропривода». Предполагается, что при его выполнении студенты должны овладеть определёнными навыками анализа данных о режимах нагрузки, построения нагрузочных диаграмм механизма и электропривода, научиться правильно выбирать электрические машины и преобразовательные устройства с учётом требований технологического процесса и современных тенденций развития автоматизированного электропривода, обосновывать целесообразность применения разомкнутой или замкнутой системы исходя из заданных условий, рассчитывать параметры и выбирать элементы принятой системы, оценивать энергетические показатели спроектированной системы электропривода.

Предполагается также, что выполнение данного курсового проекта будет способствовать закреплению и углублению знаний по теории электропривода и специальности в целом, развитию творческой инженерной инициативы. приобретению или закреплению навыков использования средств вычислительной техники, справочной, учебной и специальной технической литературы, навыков выполнения технической документации.

Целью данного курсового проекта является детальный расчёт регулируемого электропривода производственной установки с двигателями постоянного или переменного тока в системах Г-Д, ТП-Д, ТПЧ-Д.

Выполненный проект (чертёж и пояснительная записка) передаётся руководителю проекта от кафедры для проверки. После проверки проекта студенту сообщается о возможности допуска к защите. К защите допускаются проекты, оформленные в соответствии с  изложенными выше требованиями.

Основное содержание проекта.

      КП.1 Тахограмма рабочей машины строится по данным табл.1, по ней  же определяется расчетная  в %.,

где: n,- число установившихся режимов работы, их длительность и время их цикла.

     -продолжительность включения расчетная;

=    

КП.2  Механическая характеристика рабочей машины  строится по уравнению в табл.2.

КП.3  Нагрузочная диаграмма рабочей машины  строится на основании ее тахограммы и механической характеристики. Для каждой из  рабочих скоростей по механической характеристике определяются моменты сопротивления. Нагрузочная диаграмма получается путем замены на тахограмме скорости соответствующим ей моментом  сопротивления.

КП.4  Предварительная мощность двигателя рассчитывается по нагрузочной диаграмме и тахограмме рабочей машины. При этом можно использовать формулу:

     (кВт)

где    - коэффициенты, учитывающие, соответственно, пульсирующий характер питающего напряжения; возможный режим ослабления магнитного потока двигателя; динамические нагрузки двигателя в переходных процессах.  

- номинальный момент механизма, Нм.

где - средний и среднеквадратичный моменты механизма, определяемые по нагрузочной диаграмме рабочей машины.

          

где n,- число установившихся режимов работы в цикле и их длительность (см. тахограмму РМ).

-основная скорость вращения механизма; по рекомендации методического указания за основную скорость была принята скорость , так как она является максимальной и применяется однозонное регулирование. Найденная расчетная мощность пересчитана на номинальную ;;

1)

2);

3);

4) ;

5)

КП.5.По расчетной мощности подошли два двигателя:1)Д812(U=220В, Р=38 кВт,М=2800Нм);

2)Д812(U=440В,Р=36 кВт,М=2060Нм)

Проведем предварительный подбор редуктора для двигателя 1), для этого рассчитаем     расчетное передаточное отношение редуктора ,

где  - основная скорость вращения механизма (см. КП.4);

       -скорость вращения двигателя (см./1/-Таблица П.1);

                                           

Выбор редуктора типа ЦОН:

      1) Расчетная мощность редуктора  

где  - номинальная мощность, передаваемая с вала двигателя;

      - коэффициент режима работы (равный 1,7 при тяжелом режиме работы)

                                          

2) По таблице методических указаний при i=6,175 и   ближайшее значение мощности редуктора  =85,2 кВт. Следовательно, редуктором, допускающим при заданных условиях такую нагрузку, будет ЦОН-30.

3) По фактическому передаточному числу редуктора определяется момент инерции электропривода, приведенный к валу двигателя

где:  - коэффициент, учитывающий момент инерции вращающихся частей редуктора и полумуфт;

-момент инерции двигателя (см. /1/-Таблица П.2);

- момент инерции рабочей машины

(см. таблица 2);  

- номинальный КПД редуктора (см. /1/-Таблица П.11);

i=4,0- фактическое передаточное число редуктора;

Проведем предварительный подбор редуктора для двигателя 2),

для этого рассчитаем     расчетное передаточное отношение редуктора ,

где  - основная скорость вращения механизма ( см. КП.4);

       -скорость вращения двигателя (см. /1/-Таблица П.1);

                                           

Выбор редуктора типа ЦОН:

      1) Расчетная мощность редуктора  

где  - номинальная мощность, передаваемая с вала двигателя;

      - коэффициент режима работы (равный 1,7 при тяжелом режиме работы)

                                          

2) По таблице методических указаний при i=6,175 и   ближайшее значение мощности редуктора  =64,5 кВт. Следовательно, редуктором, допускающим при заданных условиях такую нагрузку, будет ЦОН-25.

3) По фактическому передаточному числу редуктора определяется момент инерции электропривода, приведенный к валу двигателя

где: -коэффициент, учитывающий момент инерции вращающихся частей редуктора и полумуфт;

-момент инерции двигателя (см. Таблица П.2);

- момент инерции рабочей машины

(см. таблица 2);  

- номинальный КПД редуктора (см. /1/-Таблица П.11);

i=5.5- фактическое передаточное число редуктора (см. /1/-Таблица П.12);

Редукторов требуемой мощности типов ГО, РЦ1-150А среди ряда, предложенного методическим указанием не оказалось.

Результаты предварительных  расчетов сведем в Таблицу 3:

Тип

двигателя

Рнд, кВт

ωн,

1/с

Тип редуктора

i

Д812

(U=220В)

38

58,09

7,0

ЦОН-30

85,2

4,0

78,5

0,97

9,610

Д812

(U=440В)

36

58,61

7,0

ЦОН-25

64,5

4,0

78,5

0,96

9,590

Из предложенных сочетаний «двигатель-редуктор», была выбрана пара Д810(U=440В) - ЦОМ-25, так как данная система обладает наименьшим  моментом инерции электропривода J.

В течение цикла возможны случайные кратковременные перегрузки, превышающие максимальный статистический момент в 2-2,5 раза, поэтому выбранный двигатель нужно проверить на перегрузочную способность. Если он удовлетворяет  условиям перегрузки, для него производятся все дальнейшие расчеты.

1.Рассчитаем номинальный электромагнитный момент двигателя :

Для этого:

а) Найдем ток якоря номинальный ,

где - номинальный ток двигателя;

     - номинальный ток возбуждения;

б) Найдем конструктивный коэффициент момента  (см.  /2/-стр.32),

где - число пар полюсов (см. /1/-Таблица П.2);

      -число активных проводников обмотки якоря (см. /1/-Таблица П.2);

      -число пар параллельных ветвей в обмотке якоря  (см. /1/-Таблица П.2);

в) Найдем номинальный электромагнитный момент двигателя ,(см.  /2/-стр.32),

где - конструктивный коэффициент  момента;

     -ток якоря номинальный;

     -магнитный поток (см. /1/-Таблица П.2);

2.Рассчитаем максимальный статический момент сопротивления:

Для этого рассчитаем:

а) номинальный момент на валу двигателя ,

где - номинальная мощность двигателя (см. /1/-Таблица П.1);

      - номинальная скорость вращения двигателя (см. /1/-Таблица П.1);

б) Момент холостого хода двигателя ,

где - номинальный электромагнитный момент двигателя;

      - номинальный момент на валу двигателя;

в)  Приведенный момент сопротивления рабочей машины для двигательного режима ,

где - максимальный статический момент сопротивления рабочей машины (см. КП.4.-3);

      =4,0- передаточное число редуктора (см. /1/-Таблица П.12);

       - КПД редуктора номинальный  (см. /1/-Таблица П.12);

г) Максимальный статистический момент сопротивления к валу двигателя

где - момент холостого хода двигателя;

     - Приведенный момент сопротивления рабочей машины для двигательного режима;

3.Проверим двигатель на перегрузочную способность :

Для этого рассчитаем:

а) Допустимую перегрузку по моменту ,

где  =2060Нм - максимальный   момент. (см. /1/- Таблица П. 1);

      - номинальный электромагнитный момент двигателя;

б) Фактическую перегрузку по моменту ,

где - максимальный статистический момент сопротивления к валу двигателя;

      - номинальный электромагнитный момент двигателя;

Данный двигатель удовлетворяет условиям перегрузки, так как , значит для него можно проводить дальнейшие расчеты.    

 

 КП.6 Для системы ГД расчет и выбор мощности генератора осуществляются по величине мощности и напряжению приводного двигателя, выбранного ранее. Номинальная мощность генератора определяется по условию .

1.Рассчитаем КПД двигателя , где:

-номинальная мощность на валу двигателя (см. /1/-Таблица П.1);

-электрическая мощность двигателя;

2.Подберем генератор

По расчетной мощности и напряжению питания подошел генератор П-92 (см. /1/-Таблица П.10).

Табл.4 Технические данные генератора П-92

nН

460

980

102,6

42

0,875

В повторно-кратковременном режиме гонный двигатель генератора при остановке приводного двигателя не отключается. Поэтому генератор и его гонный двигатель  выбирают на ПВн=100%. Гонный двигатель (асинхронный короткозамкнутый ) выбирается по мощности и скорости генератора  Его мощность определяется по условию  . скорость данного двигателя должна быть равна или значительна отличаться от номинальной скорости генератора. Выбрать гонный двигатель серий 4А или АИ.

1. Подберем гонный двигатель

По расчетной мощности и скорости вращения подошел двигатель 4А250(см. /1/-Таблица П.7)

Табл.5 Технические данные двигателя 4А250

nН

380

1000

104,7

45

0,89

   

   

   КП.7. Тахограмма работы двигателя с установившимися скоростями строится по тахограмме рабочей машины

КП.8.Скорости на валу двигателя, соответствующие статическим моментам, определены в п.7. Отложив на графике значения момента сопротивления и скорости, строится характеристика момента сопротивления на валу двигателя, которая используется в дальнейших расчетах.

 

   КП.9.Пуск двигателя осуществляется постепенным повышением питающего напряжения, что обеспечивает соблюдение пусковых режимов и параметров питающей сети. Регулирование скорости  вращения вала двигателя производится уменьшением питающего напряжения, благодаря чему обеспечивается жесткость механических характеристик привода. Торможение привода рекуперативное, т.к. оно позволяет при эксплуатации снизить затраты электроэнергии, остановка привода на последнем участке цикла осуществляется свободным выбегом.

КП.10.Статические механические характеристики (М) проектируемых регулируемых ЭП в первом приближении с учетом известных допущений линейны, поэтому в рамках курсового проекта рекомендуется строить их по двум точкам с координатами:

  1.  oi ; М=0 (точка идеального холостого хода);
  2.  ci ; M=Mci (точки i-го установившегося режима работы, координаты которых определены в п.п.7.8.).

Координаты точек для построения статических механических характеристик двигателей определятся следующим образом:

1.Найдем ЭДС генератора, необходимую для обеспечения работы двигателя с установившейся скоростью ci при моменте сопротивления Мci:

,где

K-конструктивный коэффициент двигателя;

- скорость i-го процесса;

- сопротивление якоря двигателя (см. /1/-Таблица П.2);

- сопротивление якоря генератора (см. /1/-Таблица П.10);

- момент сопротивления i-го процесса;

а) Рассчитаем , где

- конструктивный коэффициент ЭДС (см. КП.5.-1);

-магнитный поток (см. /1/-Таблица П.2);

б)Рассчитаем ЭДС генератора для первого режима работы (; )

в) Рассчитаем ЭДС генератора для второго режима работы (; )

г) Рассчитаем ЭДС генератора для третьего режима работы (; )

2.Скорость идеального холостого хода двигателя, соответствующую этой ЭДС:

,где

-ЭДС генератора для i-го процесса;

K=-конструктивный коэффициент двигателя;

а)Рассчитаем скорость идеального холостого хода для первого процесса:

б)Рассчитаем скорость идеального холостого хода для второго процесса:

в)Рассчитаем скорость идеального холостого хода для третьего процесса:

3.Требуемый магнитный поток возбуждения генератора:

Для этого рассчитаем конструктивный коэффициент ЭДС генератора ,где

- число пар полюсов (см. /1/-Таблица П.10);

-число активных проводников обмотки якоря (см. /1/-Таблица П.10);

-число пар параллельных ветвей в обмотке якоря  (см. /1/-Таблица П.10);

а) Найдем номинальную ЭДС генератора  , где

-номинальное напряжение (см. /1/-Таблица П.10);

-номинальный ток;

- сопротивление якоря генератора (см. /1/-Таблица П.10);

б)Найдем номинальный магнитный поток

,где

-номинальная ЭДС генератора;

-  конструктивный коэффициент ЭДС генератора;

-номинальная скорость вращения вала генератора (см. /1/-Таблица П.10);

в)Найдем требуемый поток для первого режима ()

г)Найдем требуемый поток для второго режима ()

г)Найдем требуемый поток для третьего режима ()

Ток возбуждения генератора IВГ, обеспечивающий необходимую ЭДС ЕГi, находится по               кривой намагничивания выбранного генератора. При питании обмотки возбуждения от тиристорного возбудителя Rд=0, а необходимое напряжение UВГ получают изменением угла задержки открывания вентилей  возбуждения.

Для построения кривой намагничивания найдем номинальный ток возбуждения  ,где

-напряжение возбуждения номинальное (см. /1/-Таблица П.10);

-сопротивление обмотки возбуждения (см. /1/-Таблица П.10);

По данным /1/-Таблица П.9 , с использованием  и , строится кривая намагничивания генератора (рис.6) по которой определились требуемые токи возбуждения для первого и второго режимов. Все рассчитанные данные сведены в таблицу  6:

Табл.6

474,56

0,044

6,7

62,21

439,245

58,61

67,2

0,0062

0,4

8,8

7,81

156,54

0.0145

1,2

20,52

19,54

Для рассчитанной ЭДС и скорости идеального холостого хода строится соответствующая механическая характеристика (М) двигателя (см. рис.7).

Естественная механическая характеристика М(S) гонного асинхронного двигателя рассчитывается по уравнению Клосса для скольжений S=(0…1) (см. рис.8).

Рассчитаем параметры необходимые для построения кривой:

1);

2);

3);

;

;

;

;

4);

5);

КП.11. Независимо от типа системы электропривода и способа формирования переходных процессов общий порядок их расчета одинаков:

  1.  на построенных статических механических характеристиках двигателя и рабочей машины находят характерные точки, определяют начальные и конечные условия переходного процесса.
  2.  рассчитывают переходные процессы, т.е. зависимости (t), M(t), I(t); 0(t), I2/(t), I1(t).
  3.  строят графики этих зависимостей.

Расчет переходных процессов в системе следует при общепринятых допущениях (при отсутствии влияния реакции якоря и вихревых токов) и без учета форсировки и переходных процессов в гонном двигателе. Однако по результатам расчета необходимо сделать вывод о целесообразности форсировки и оценить допустимое значение коэффициента форcировки . Для облегчения работы над проектом ниже приводятся основные положения этой методики. Она предполагает постоянство момента сопротивления.

1. Переходный процесс при разгоне двигателя из неподвижного состояния, который производится путем  подачи напряжения на обмотку возбуждения генератора, разбивается на три этапа. Однако, учитывая, что электромеханический переходный процесс заканчивается по окончании переходного процесса в цепи возбуждения генератора и дотягивание двигателя до установившейся скорости при постоянном потоке происходит в течение малого промежутка времени, этим временем можно пренебречь и считать, что разгон происходит в два этапа (на протекание III этапа влияет только электромеханическая постоянная времени и переходный процесс является механическим). По желанию студент может учитывать и третий этап.

На первом этапе, 0<t<t1 (рис.3), ЭДС генератора нарастает по экспоненциальному закону, но двигатель не трогается с места (при реактивном моменте сопротивления) до тех пор, пока его момент не станет равным моменту сопротивления. Поэтому . Начальная механическая характеристика на этом этапе проходит через начало координат, конечная через точку с координатами М=Мс. Ей соответствует скорость идеального холостого хода 0.кон.I.

Разгон двигателя. Этап 1.

1.Найдем закон изменения момента ,где

- коэффициент форсировки;

-момент короткого замыкания на конечной регулировочной характеристике;

  электромагнитная постоянная времени контура возбуждения.

Для этого:

а) Найдем отношение  по кривой намагничивания генератора на начальном участке

(см. рис. 6)

б) Найдем индуктивность обмотки возбуждения , где

  число пар полюсов генератора (см./1/-Таблица П.10);

- число витков одного полюса генератора (см./1/-Таблица П.10);

  коэффициент рассеяния при номинальном режиме;

-номинальный ток возбуждения генератора (см. КП.10.-3,г);

-номинальный магнитный поток возбуждения генератора (см. КП.10.-3,б);

в)Найдем электромагнитную постоянную времени контура возбуждения ,где

-индуктивность обмотки возбуждения;

-сопротивление обмотки возбуждения (см./1/-Таблица П.10);

г)Найдем момент короткого замыкания на конечной регулировочной характеристике

,где

  коэффициент ЭДС двигателя (см. КП.10.-1,а);

- суммарное сопротивление якорной цепи (см. /1/-Таблица П.10,П.2.);

-ЭДС генератора, соответствующая этой характеристике (см. Табл.6)

д) Рассчитаем длительность первого этапа , где

-  электромагнитная постоянная времени контура возбуждения;

- момент короткого замыкания на конечной характеристике;

-коэффициент форсировки;

-статический момент сопротивления (см. Табл.6)

е) Подставляя данные, рассчитанные в (в, г, д) получим закон изменения момента

,где

время t меняется от  до

2. Найдем закон изменения скорости идеального холостого хода

,где

-конечная скорость идеального холостого хода (см. Табл.6);

- электромагнитная постоянная времени контура возбуждения;

-коэффициент форсировки;

,где

время t меняется от  до

Разгон двигателя. Этап 2.

На II этапе пуска двигателя (конец I этапа принимается за новое начало отсчета времени) скорость и момент двигателя изменяются по законам:

где ос, с  конечная скорость идеального холостого хода и статическое падение скорости на конечной регулировочной характеристике; с =const.

1.Рассчитаем жесткость системы, где

- суммарное сопротивление якорной цепи при рабочей температуре (см. /1/-Таблица П.10,П.2.);

   квадрат коэффициента ЭДС двигателя (см. КП.10.-1,а);

2.Рассчитаем электромеханическую постоянную времени привода , где

с=0 жесткость механической характеристики механизма;

- жесткость системы;

-момент инерции привода (см. Табл.3.)

3.Рассчитаем время второго этапа , где

- электромагнитная постоянная времени контура возбуждения;

-время первого этапа;

Задаваясь временем t от 0 до t2, можно рассчитать кривые изменения (t), M(t), 0(t).

4.Рассчитаем статическое падение скорости , где

- скорость и.х.х. регулировочной характеристики (см. Табл.6);

 - установившаяся скорость регулировочной характеристики (см. Табл.6);

5.Найдем законы изменения скорости и момента двигателя, для этого подставим рассчитанные данные.

,

где время процесса изменяется от  до

6.Рассчитаем максимальный момент , где

начальный момент короткого замыкания (равен статическому моменту сопротивления)

7.Закон изменения и.х.х.

, где

время процесса изменяется от  до

Торможение двигателя до .

.Найдем закон изменения скорости и.х.х. , где

- электромагнитная постоянная времени контура возбуждения;

-конечная скорость и.х.х. (см. Табл.6);

-начальная скорость и.х.х. (см. Табл.6);

2.Найдем время торможения , где

- электромагнитная постоянная времени контура возбуждения

-начальная скорость и.х.х. (см. Табл.6);

- электромеханическая постоянная привода;

- статическое падение скорости

3.Найдем закон изменения скорости двигателя   

,где

- электромагнитная постоянная времени контура возбуждения;

-конечная скорость и.х.х. (см. Табл.6);

-начальная скорость и.х.х. (см. Табл.6);

- электромеханическая постоянная привода;

- статическое падение скорости

, где

время t меняется от  до

4.Найдем момент короткого замыкания на конечной характеристике

,где

коэффициент ЭДС двигателя (см. КП.10.-1,а);

- суммарное сопротивление якорной цепи при рабочей температуре (см. /1/-Таблица П.10,П.2.);

-ЭДС генератора, соответствующая этой характеристике (см. Табл.6)

4.Найдем закон изменения момента

, где

-момент короткого замыкания на начальной характеристике;

- момент короткого замыкания на конечной характеристике;

- электромеханическая постоянная привода;

- электромагнитная постоянная времени контура возбуждения;

-статический момент сопротивления (см. Табл.6)

время t меняется от  до

5.Найдем максимальный момент

, где

-момент короткого замыкания на начальной характеристике;

- момент короткого замыкания на конечной характеристике;

- электромеханическая постоянная привода;

- электромагнитная постоянная времени контура возбуждения;

- коэффициент форсировки;

Разгон двигате до ω.

1.Найдем закон изменения скорости и.х.х. , где

- электромагнитная постоянная времени контура возбуждения;

-конечная скорость и.х.х. (см. Табл.6);

-начальная скорость и.х.х. (см. Табл.6);

где ос, с  конечная скорость идеального холостого хода и статическое падение скорости на конечной регулировочной характеристике; с =const.

2.Рассчитаем время четвёртого этапа , где

- электромагнитная постоянная времени контура возбуждения;

3.Рассчитаем статическое падение скорости , где

- скорость и.х.х. регулировочной характеристики (см. Табл.6);

 - установившаяся скорость регулировочной характеристики (см. Табл.6);

4.Найдем момент короткого замыкания на конечной характеристике

,где

коэффициент ЭДС двигателя (см. КП.10.-1,а);

- суммарное сопротивление якорной цепи при рабочей температуре (см. /1/-Таблица П.10,П.2.);

-ЭДС генератора, соответствующая этой характеристике (см. Табл.6)

5.Найдем законы изменения скорости и момента двигателя, для этого подставим рассчитанные данные.

       , где

- электромеханическая постоянная привода;

- электромагнитная постоянная времени контура возбуждения;

-конечная скорость и.х.х. (см. Табл.6);

-начальная скорость и.х.х. (см. Табл.6);

где время процесса изменяется от  до 

6.Найдем закон изменения момента

, где

-момент короткого замыкания на начальной характеристике;

- момент короткого замыкания на конечной характеристике;

- электромеханическая постоянная привода;

- электромагнитная постоянная времени контура возбуждения;

-статический момент сопротивления (см. Табл.6)

,

где время процесса изменяется от  до 

6.Рассчитаем максимальный момент , где

Остановка двигателя свободным выбегом.

При свободном выбеге расчет переходного процесса сводится к расчету времени выбега. Отличительным для свободного выбега является равенство нулю момента двигателя и совпадение с осью скоростей его механической характеристики, а динамический момент равен статическому, взятому с обратным знаком. Время свободного выбега :

где  - скорость, при которой двигатель отключается от источника питания;

соответствующий этой скорости статический момент;

-момент инерции привода

Выводы:

1.Найдем суммарное время переходных процессов , где

- время первого этапа пуска двигателя;

-время перехода с первой на вторую регулировочную характеристику;

-время перехода со второй на третью регулировочную характеристику;

           -время разгона двигателя,

2.Найдем время цикла , где

-время работы в цикле;

- время отдыха в цикле;

-время переходных процессов в цикле;

3.Найдем быстродействие системы , где

- время переходных процессов в цикле;

-время цикла;

4.Найдем фактическую продолжительность включения

, где

-общее время работы;

- общее время цикла;

Быстродействие системы удовлетворяет заданию, динамический момент при пуске незначительно превышает допустимое  значение. 

КП.12. При проверке двигателя на нагрев по методу эквивалентных величин (тока, мощности, момента) вычисленные эквивалентные ток, момент, мощность следует сравнивать с допустимыми по условиям нагрева током, моментом, мощностью, приводимыми в каталогах для номинального ПВ после пересчета их на фактическую ПВ%, найденную из нагрузочной диаграммы привода.

Проведем расчет на нагрев предварительно выбранного двигателя по методу эквивалентного момента.

Для проверки:

1.Выполним линеаризацию

построенной в отдельной системе координат кривой М(t) за цикл работы с учетом установившихся режимов стандартными фигурами треугольник, трапеция, прямоугольник.

Определим:

2. Эквивалентный момент Мэi для каждой стандартной фигуры. 

а) ;

б) ;

в)

г) ;

д)

е)

ж)

з) ;

и) ;

к) ;

л)

м)

н)

о)

п)

р) ;

с)

т)

у)

ф)

х)

3.Коэффициенты, учитывающие ухудшение (улучшение) условий охлаждения двигателя

,  , где

  00.5коэффициент, учитывающий ухудшение условий охлаждения двигателя во время паузы.

- скорости вращения вала двигателя (см. Табл.6);

- номинальная скорость вращения вала двигателя (см. Табл.3);

,   

4.Эквивалентный момент за цикл

,

где ti  отрезок времени, на который опирается  i-я стандартная фигура; n  число этих фигур; tпп.z-суммарное время переходных процессов за цикл; ,i  коэффициенты, учитывающие ухудшение (улучшение)условий охлаждения двигателя в переходных процессах и в статических режимах работы при ciн; ti  время работы привода в установившихся режимах (см. тахограмму двигателя).

5.Фактическую продолжительность включения

, где

-общее время работы;

- общее время цикла;

6.Коэффициенты постоянных потерь и продолжительности включения

, где

- момент холостого хода (см. КП.5-2,б);

-номинальная скорость вращения двигателя (см. Табл.3)

- сопротивление якорной цепи;

- ток якорной цепи;

 ;

7.Пересчитаем найденное значение  на номинальную продолжитель-ность включения:

8.Проверим двигатель на нагрев

 Подобранный двигатель проходит по нагреву, так как и, следовательно, он подходит для внедрения.

КП.13. Для построения структурной схемы электропривода двигателя постоянного тока независимого возбуждения необходимо написать уравнение динамической механической характеристики этого двигателя совместно с уравнением движения в операторной форме в предположении жестких механических связей и с учетом ЭДС управляемого преобразователя и его передаточной функции.

1) - ЭДС преобразователя (см. Табл.6);

2) -конструктивный коэффициент двигателя (см.КП.10);

3) - ЭДС двигателя (данные из Табл.6);

4) - суммарное сопротивление якорной цепи (см. /1/-Таблица П.10,П.2.);

5) - электромеханическая постоянная привода (см КП.11.);

6)- ток якоря (см КП.5.)

7)- момент сопротивления к валу двигателя (см. КП.11.)

Построим структурную схему привода (рис.11)

КП.14. Точность поддержания скорости привода в установившемся режиме работы (статическая ошибка по скорости) определяется по соотношениям:

,где

1) - скорость идеального холостого хода на первой характеристике;

- статическая скорость;

2) - скорость идеального холостого хода на второй характеристике;

- статическая скорость;

3) - скорость идеального холостого хода на третьей характеристике;

- статическая скорость;

Точность поддержания хода в установившемся режиме работы привода при использовании разомкнутой системы не отвечает заданным условиям, поэтому требуется создание замкнутой системы.

15. Принципиальная схема разомкнутой системы приведена на рис.12

Рис.12 Принципиальная  схема системы ГД с подчиненным контуром регулирования тока и внешним контуром регулирования скорости.

Заключение

Сравнивая технические показатели спроектированного электропривода с предьявляемыми к нему требованиями можно сделать вывод о целесообразности внедрения его для привода рабочей машины.

Но учитывая учебный характер данного курсового проекта расчет велся со некоторыми упрощениями, поэтому точно сказать о целесообразности внедрения данной системы нельзя. Для этого необходимо произвести более подробный расчет.

 

 


Список литературы

         1.Методическое пособие по курсу «Теория электропривода»



 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

49812. Расчет экономической эффективности и срока окупаемости программы «База данных по учету табельного времени» 364.32 KB
  Трудозатраты на разработку и отладку программы Расчет экономической эффективности и срока окупаемости проектируемой программы реализованной на ЭВМ начинается с расчета трудовых затрат так как затраты организаций на оплату труда являются одной из главных статей в структуре себестоимости продукции.1 где: tо нормативы затрат труда на подготовку описания задачи 12 чел час; tн нормативы затрат на исследования алгоритма решения задачи чел час; t нормативы затрат на разработку блок-схемы алгоритма чел час; tп нормативы...
49813. Автомобильный термогенератор 833.5 KB
  Устройство индукционного генератора автомобиля Принцип действия индукционного генератора автомобиля На данный момент основным способом подзарядки является использование ременной передачи от коленчатого вала двигателя к валу индукционного электрогенератора который заряжает аккумулятор и питает электрические приборы автомобиля. Предметом исследований является разработка нового автомобильного генератора работающего за счет тепла выделяемого двигателем авто.
49814. Розробка стратегії, аналіз, концептуальне моделювання та проектування бази даних проходження практики студентами ВНЗ 440 KB
  Мета цієї курсової роботи полягає у розробці бази даних предметної області яка має відношення до проходження практики студентами у ВУЗах. Головною ціллю курсової роботі є проектування бази даних проходження практики студентами у ВУЗі на прикладі факультету комп’ютерних наук Національного авіаційного університету. Мета цілі та задачі створення бази даних Головною стратегічною метою бази даних що проектується є автоматизація процесів довгострокового зберігання обліку й обробки даних проходження практики студентами у...
49815. ИЛОВОЙ ТРЕХФАЗНЫЙ МАСЛЯНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ МОЩНОСТЬЮ 1400кВ·А 5.2 MB
  Трансформатором называется статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более, индуктивно связанные обмотки и предназначенное для преобразования электромагнитной индукции одной или нескольких систем переменного тока в одну или несколько других систем переменного тока.
49817. Проблема согласования библейского повествования о творении мира и современных научных данных 236 KB
  Два мира Физическое состояние человека и мира Первозданный мир Мир после грехопадения. Научно-методическое совещание на тему Преподавание в православных школах вопросов творения мира жизни и человека € проведенное Отделом религиозного образования и катехизации Московского Патриархата.
49818. ПРОГРАМНІ ЗАСОБИ В ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙНИХ СИСТЕМАХ 153.5 KB
  Створення та редагування елементів принципових схем у відповідності до ЄСКД. Створення та редагування елементів принципових схем у відповідності до ЄСКД у САПР ORCD 9. Розміщення елементів на робочому полі. Автоматична нумерація елементів.