3399

Автоматизации электроприводов в производственном прцессе

Реферат

Производство и промышленные технологии

Выполним расчет пусковых сопротивлений выполним графическим способом, для нормального режима пуска. Графический способ расчёта пусковых сопротивлений для двигателей постоянного тока параллельного возбуждения базируется на следующих положениях

Русский

2014-10-10

104.36 KB

18 чел.

Введение

Техническое совершенство производственного механизма и осуществляемого им технологического процесса в значительной мере определяется совершенством соответствующего электропривода и степенью его автоматизации. Автоматизированный представляет собой комплекс электрических машин, аппаратов и систем управления, в котором электродвигатели конструктивно связан с исполнительным механизмом. Параметры отдельных элементов электропривода должны быть выбраны таким образом, чтобы была обеспечена возможность выполнения требуемого производственного процесса. Процесс развития автоматизации электроприводов может быть разбит на два основных этапа. К первому этапу относиться создание устройств, предназначенных для выполнения операций автоматического управления собственно электроприводом. Сюда включают операции пуска, торможения, реверса, изменения скорости и т.п. Вторым этапом является внедрение устройств автоматического управления и регулирования, назначение которых заключается в обеспечении определенных условий протекания рабочего процесса. При этом следует отметить, что системы автоматического управления на начальном этапе в основном были контакторно-релейные. В настоящее время получают широкое распространение системы непрерывного управления, в которых широко используются полупроводниковая и другая бесконтактная аппаратура.


Выбор электродвигателя

Для выбора электродвигателя необходимо построить диаграмму мощности электродвигателя. Для расчета мощности воспользуемся соотношением:

Для расчета мощности примем скорость вращения двигателя постоянной на всех участках и равной 1000 об/мин, тогда:

Определяем мощность двигателя на каждом участке нагрузочной диаграммы:

Нагрузочная диаграмма двигателя построена на рисунке 2. Из нагрузочной диаграммы видно что двигатель работает в перемежающимся режиме S6. Выбор двигателя будем производить методом средних потерь.

Первоначально принимаем двигатель 4ПН225МУХЛ4, с номинальными параметрами:

  1.  кВт;
  2. ;
  3.   В;
  4.  об/мин;
  5.   Ом;
  6.   Ом;
  7.   Ом.

Величину потерь на каждом участке определяем по формуле:

где   – мощность на i-ом участке нагрузочной диаграммы;

 – К.П.Д двигателя на на i-ом участке нагрузочной диаграммы, который определяется по рисунку 1 в зависимости от коэффициента загрузки ;

Рисунок 1 Зависимость КПД двигателя от нагрузки для машин 2ПН

Результаты расчета потерь мощности сведены в таблицу 1.

Таблица 1 Расчет мощности потерь электродвигателя

, кВт

1

10,472

0,476

0,828

2,18

2

15,708

0,714

0,859

2,569

3

26,18

1,19

0,746

8,903

4

20,944

0,952

0,842

3,933

5

5,236

0,238

0,66

2,695

Определяем среднее значение потерь:

Определяем номинальные потери двигателя:

Так как значение средних потерь меньше, чем номинальные потери двигателя, следовательно двигатель выбран правильно.

Рисунок 2 Нагрузочная диаграмма мощности на валу двигателя и потерь в нём.

Расчет пусковых сопротивлений

Выполним расчет пусковых сопротивлений выполним графическим способом, для нормального режима пуска. Графический способ расчёта пусковых сопротивлений для двигателей постоянного тока параллельного возбуждения базируется на следующих положениях:

  1. Механические характеристики при любых значениях сопротивлений силовой цепи двигателя прямолинейны и пересекаются в одной точке, соответствующей скорости идеального холостого хода.
  2. При номинальном моменте двигателя долевые (в относительных единицах) падения скорости двигателя равны долевым (в относительных единицах) значениям сопротивления якорной цепи двигателя.

Определяем параметры для построения естественной характеристики.

Номинальный ток двигателя:

Номинальное сопротивление двигателя:

Полное сопротивление якорной цепи двигателя:

Постоянная двигателя:

Номинальный момент двигателя:

Момент нагрузки на первом участке в относительных единицах:

Для построения семейства характеристик задаемся переключающим моментом, .

Используя полученные данные строим семейство механических характеристик (см. рисунок 3).

Рисунок 3 Пусковые характеристики двигателя

По графику на рисунке 3 определяем значения пусковых сопротивлений:

Определяем величину ступеней пускового реостата в Ом:

Расчет характеристики противовключения

Расчет характеристики противовключения выполняем графическим методом. Задаемся величиной момента торможения, равным , выполняем построения (рисунок 4). Из рисунка определяем величину добавочного сопротивления торможения:

Рисунок 4 Характеристика противовключения двигателя

Разработка схемы управления приводом

Схема электрическая принципиальная электропривода приведена на рисунке 5 и обеспечивает автоматический пуск электродвигателя в три ступени в функции тока, и автоматическое торможение двигателя в одну ступень в функции скорости.

Силовая часть схемы обеспечивает включение якоря двигателя в прямой полярности (двигательный режим) и в обратной (торможение противовключением). Прямое включение осуществляется с помощью контактора КМ5, обратное с помощью КМ6. Пуск осуществляется путем последовательного выведения ступеней пускового реостата R1-R3 из силовой цепи путем шунтирования контакторами КМ1-КМ3. В режиме торможения в цепь якоря двигателя включается все ступени пускового реостата и дополнительное сопротивление торможения R4, которое в двигательном режиме шунтируется контактором КМ4. Контроль тока осуществляется с помощью реле тока К1. Контроль скорости осуществляется посредством измерения ЭДС двигателя с помощью реле напряжения KV1 в цепь которого включен регулировочный реостат R5. Защита электродвигателя и силовой цепи от перегрузок осуществляется с помощью автоматического выключателя SF2, в состав которого входит как магнитоэлектрический расцепитель, так и тепловой расцепитель.

Цепи управления включают в свой состав необходимое количество аппаратов для автоматического управления приводом. Пуск двигателя осуществляется нажатием кнопки SB1, которая включает промежуточное реле К2, после включения К2 ставится на самопитание. Контакты реле К2 включают контактор КМ5 подавая питание на якорь двигателя, а также контактор КМ4 который шунтирует сопротивление торможения. Начинается торможение двигателя на первой ступени, как только ток двигателя снизится до тока переключения, контактами К1.1 включается промежуточное реле К3, которое включает промежуточное реле К4, и выполняется шунтирование перовой ступени пускового реостата с помощью контактора КМ1. Далее ситуация повторяется пока не будут шунтированы все пусковые реостаты.

Рисунок 5 Схема электрическая принципиальная управления электродвигателем

Торможение двигателя осуществляется по нажатию кнопки SB2. Нажатие кнопки вызывает включение промежуточного реле К7. Реле К7 отключает промежуточное реле К2 (подготавливая схему к последующему пуску) и включает контактор КМ6 подключая двигатель в обратной полярности. Так как реле К2 отключается, выполняется отключение контакторов КM1-КM5. Отключение реле К7 осуществляется с помощью реле KV1, которое отключается при снижении скорости двигателя к нулевой. Защита цепей управления осуществляется с помощью автоматического выключателя SF1 с магнитоэлектрическим расцепителем.

Заключение

В ходе выполнения работы был выполнен расчет и выбор мощности электродвигателя методом средних потерь. Выбран двигатель 4ПН225МУХЛ4, мощностью 22 кВт, с номинальным напряжением 220В. Построив семейство пусковых характеристик определили число ступеней и величину сопротивления пускового реостата. Построив характеристику торможения противовключением рассчитали величину добавочного сопротивления торможения. После получения всех характеристик привода была разработана схема управления электроприводом, обеспечивающая пуск и торможение двигателя в автоматическом режиме.

Литература

  1. Электропривод: учеб. пособие к курсовому проектированию/ В.И. Гребенников. – Юж.-Рос. гос. техн. ун-т. – Новочеркасск: ЮРГТУ, 2009. – 75с.
  2. Вешеневский С.Н. Характеристики двигателей в электроприводе. - М.:            "Энергия", 1977.-432 с.
  3. Терехов В.М. Элементы автоматизированного электропривода. -М. :               Энергоатомиздат, 1987. -224 с.
  4. Башарин А.В., Новиков В.А., Соколовский Г.Г. Управление электроприводами.     -Л.:Энергоиздат, 1982. -392 с.
  5. Башарин А.В., Голубев Ф.Н., Кепперман В.Г. Примеры расчетов автоматизированного электропривода. -Л.:"Энергия", 1971. -440


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

65322. МУЛЬТИАГЕНТНІ МЕТОДИ ПОБУДОВИ НЕЙРО-НЕЧІТКИХ МЕРЕЖ 1.04 MB
  Проте методи навчання що використовуються при побудові нейронечітких мереж характеризуються недоліками пов’язаними з проблемою встановлення параметрів навчання вимагають участі користувача вимогою диференційованості функцій належності до нечітких термів...
65323. МОДЕЛІ АВТОМАТИЗОВАНОГО СИСТЕМНОГО ПРОЕКТУВАННЯ АВТОМАТИЧНОЇ ТРАНСМІСІЇ 663.5 KB
  Метою роботи є підвищення ефективності синтезу АТ за рахунок розробки математичних моделей автоматизованого проектування АТ та її блоків системи автоматичного управління САУ та її елементів зв’язків між ними вибору програмного забезпечення...
65324. ОБГРУНТУВАННЯ ПАРАМЕТРІВ ЗАСОБІВ ІНДИВІДУАЛЬНОГО ПРОТИГАЗОТЕПЛОВОГО ЗАХИСТУ ГІРНИКІВ 341.5 KB
  Тому розробка і створення індивідуальних засобів протигазотеплового захисту гірників членів ДГК є актуальним науковотехнічним завданням вирішення якого дозволить підвищити безпеку та ефективність ведення робіт в умовах нагрівального мікроклімату.
65325. ПЕРЕТРАВНІСТЬ КОРМУ, ОБМІН РЕЧОВИН І ПРОДУКТИВНІСТЬ КУРЕЙ-НЕСУЧОК ЗА РІЗНОГО РІВНЯ ТА СПІВВІДНОШЕННЯ СІРКИ І СЕЛЕНУ В КОМБІКОРМІ 283 KB
  Доведена доцільність використання в якості джерела сірки сульфату натрію оптимальна кількість якого в комбікормах для курчатбройлерів та ремонтного молодняку курей становить 03 від маси корму для каченят і гусенят − 10 а для курейнесучок − 05 від маси комбікорму.
65326. НЕЙРОМЕРЕЖНА ОБРОБКА БАГАТОВИМІРНИХ СИГНАЛІВ 457 KB
  Обрана тема дисертаційної роботи є актуальною тому що штучні нейронні мережі ШНМ протягом останнього часу переконливо довели свою ефективність при вирішенні різноманітних задач адаптивної обробки інформації таких як апроксимація нелінійних функцій класифікація управління...
65327. ОРГАНІЗАЦІЯ РОЗСЛІДУВАННЯ ЗЛОЧИНІВ ТА ЇЇ МІСЦЕ У СТРУКТУРІ КРИМІНАЛІСТИКИ 147.5 KB
  Чільне місце серед функцій держави займає правоохоронна яка реалізується зокрема за допомогою організації розслідування злочинів. Організаційна діяльність дозволяє підвищувати ефективність розслідування сприяє його всебічності повноті та об’єктивності...
65328. МІСТОБУДІВНІ ПРИНЦИПИ КОМПЛЕКСНОГО РОЗВИТКУ ПРИМОРСЬКИХ МІСТ (В УМОВАХ АЗОВО-ЧОРНОМОРСЬКОГО РЕГІОНУ) 182.5 KB
  Активізація урбанізаційних процесів суттєві зміни в соціальноекономічних відносинах посилення антропогенних навантажень на природні системи порушення екологічної рівноваги на територіях прибережної смуги...
65329. НАУКОВІ ОСНОВИ ФУНКЦІОНАЛЬНО-СТРУКТУРНОЇ ОПТИМІЗАЦІЇ МОДЕЛЕЙ МЕРЕЖ ГІРНИЧИХ ВИРОБОК ВУГІЛЬНИХ ШАХТ 544 KB
  Мережа гірничих виробок вугільної шахти є важливим її елементом який визначає надійність функціонування й технікоекономічні показники роботи. Питома вага витрат пов'язаних зі спорудженням гірничих виробок під час будівництва...
65330. Визначення контрольованих параметрів арматури експлуатованих залізобетонних конструкцій методом локального руйнування 7.43 MB
  Завдання досліджень: узагальнити результати досліджень в області визначення контрольованих параметрів матеріалів конструкцій при різних впливах неруйнівними методами обґрунтувати необхідність проведення досліджень у цій області сформулювати передумови і припущення...