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

27742. Российское образование 14 KB
  Учреждения дополнительного образования; другие учреждения предоставляющие образовательные услуги. Государственные и муниципальные образовательные учреждения осуществляют свою деятельность на базе типовых положений утвержденных Правительством РФ о соответствующих типах и видах образовательных учреждений.
27743. Мезофакторы социализации 19.5 KB
  В России в сельской местности проживает около 26 населения. Но при этом они обладают типичными характеристиками: небольшое количество жителей; малая плотность населения; малая степень разнообразия видов трудовой деятельности; плохо развитое общественное обслуживание; почти полное отсутствие учреждений культуры и возможностей для проведения досуга. Происходит уменьшение сельского населения. Город тип поселения для которого характерны концентрация большого количества людей и высокая плотность населения на ограниченной территории...
27744. Иоганн Фридрих Гербарт 19.36 KB
  Гербарт получил образование сначала в латинской классической школе а затем в Иенском университете.Окончив университет Гербарт стал воспитателем детей в семье швейцарского аристократа.С 1802 года Гербарт работал в Гёттингенском и Кенигсбергском университетах в должности профессора.
27745. Станислав Теофилович Шацкий 22.81 KB
  Шацкий писал по этому вопросу в 1918 г. Шацкий родоначальник русской и советской дошкольной педагогики. Еще в дореволюционные годы им и его ближайшими сотрудниками была разработана оригинальная как Шацкий называл русская система воспитания в детском саду существенно отличавшаяся от той что была создана Фрёбелем и современницей Шацкого М.
27746. Цель деятельности социального педагога 19.77 KB
  Предлагаемые ниже таблицы отражают примерный перечень как основных направлений деятельности социального педагога так и их содержание. Предлагаемые ниже таблицы отражают примерный перечень как основных направлений деятельности социального педагога так и их содержание. Направления деятельности Содержание Социальнопедагогическое исследование с целью выявления социальных и личностных проблем детей всех возрастов проведение социальной паспортизации классов учебного учреждения микрорайона; изучение и анализ культурнобытовых отношений в семьях...
27747. Педагогическая деятельность Песталоцци 20.29 KB
  Иоганн Генрих Песталоцци 1746 1827 родился в Швейцарии в Цюрихе в семье врача. Песталоцци близко ознакомился с тяжелым положением крестьян и с малых лет проникся глубоким сочувствием к народу. Образование Песталоцци получил сначала в начальной а затем в латинской средней школе и в высшем учебном заведении гуманитарного направления коллегиуме на филологическом и философском отделениях где под влиянием французских просветителей развивались передовые демократические идеи.
27748. Факторы социализации и формирования личности 20.14 KB
  Факторы социализации и формирования личности Социализация как уже отмечалось осуществляется в различных ситуациях возникающих в результате взаимодействия множества обстоятельств. В подростковом и юношеском возрасте увеличивается и оказывается наиболее действенным влияние групп сверстников в зрелом же возрасте на первое место по значимости выходят сословие трудовой или профессиональный коллектив отдельные личности.В последние годы все большее значение ученые придают макпофакторам социализации в том числе и природногеографическим...
27749. Основными направлениями социально-педагогической деятельности являются 17.47 KB
  Поскольку проблема ребенка требующая разрешения как правило имеет и внутренние личностные и внешние аспекты социальнопедагогическая деятельность обычно включает две составляющие: непосредственную работу с ребенком; посредническую деятельность во взаимоотношениях ребенка со средой способствующую их социальнокультурному становлению и развитию. По содержанию социальнопедагогическая деятельность чрезвычайно многообразна. Однако в настоящее время эта задача непростая поскольку сфера практической социально педагогической деятельности...
27750. Становление идей воспитывающего и развивающего обучения в педагогической мысли Западной Европы до 80-х гг. XIX в 27.72 KB
  Становление идей воспитывающего и развивающего обучения в педагогической мысли Западной Европы до 80х гг. в педагогической мысли возникают теории обучения и воспитания которые становятся классическими педагогическими теориями и базой для дальнейшего развития науки и практики образования во всех странах. Так один из основоположников дидактики начального обучения швейцарский педагог Иоганн Генрих Песталоцци 1746–1827 окончивший два курса коллегиума Каролинум вел активную просветительскую деятельность организовал ряд приютов для детей из...