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

32785. Определение ускорения свободного падения при помощи машины Атвуда 569.5 KB
  Северодвинске Факультет: № 4 Кафедра: № 12 Лабораторная работа Определение ускорения свободного падения при помощи машины Атвуда г. Северодвинск 2007 Лабораторная работа ФМ 11 Определение ускорения свободного падения при помощи машины Атвуда 1. Цель и метод: С помощью машины Атвуда исследовать законы кинематики и научиться экспериментально определять ускорение свободного падения. Законы свободного падения тел открыл итальянский физик Галилео Галилей 1564 ― 1642.
32786. Изучение законов колебания математического и физического маятников 251.5 KB
  Определить положение центра масс физического маятника. Отклонение маятника от положения равновесия будем характеризовать углом образованным нитью с вертикалью рис. При отклонении маятника от положения равновесия возникает вращательный момент силы тяжести равный по модулю произведению силы mg на её плечо = l sin : M = mgl sin где m масса; l длина маятника. 1 Напишем для маятника уравнение динамики вращательного движения обозначив угловое...
32787. Происхождение, сущность и социальные функции науки 15.93 KB
  Наука – исторически сложившаяся форма духовнопрактического освоения мира направленная на познание и преобразование объективной действительности. Понятие наука имеет несколько аспектов: 1 система знаний 2 их духовное производство 3 практическая деятельность на их основе4 социальный институт. Этот аспект подчеркивает социальную сущность науки: наука как социальный институт представляет собой систему взаимосвязей между научными коллективами организациями членами научных сообществ а также систему норм и ценностей. Наука прошла...
32788. Особенности научного познания 14.79 KB
  Особенности научного познания. Цель научного познания – открытие объективных законов природы общества мышления постижение сущности изучаемых явлений. Объективность – адекватное отражение действительности не зависящее от субъекта познания. Наличие методологии познания.
32789. Уровни и методы научного познания 14.54 KB
  Уровни и методы научного познания. В научном познании используются разнообразные методы. Метод греч. Учение о методах – методология ее предметом является обоснование методов исследование их эффективности особенностей применения в различных областях знания.
32790. Диалектика, её исторические формы. Диалектика и метафизика 15.42 KB
  Диалектика и метафизика. диалектика – это учение о всеобщих связях и закономерностях развития природы общества и мышления а также основанный на этом учении метод познания. Диалектика как теория и метод познания в своем историческом развитии прошла несколько этапов. Наивная или стихийная диалектика античности.
32791. Общее понятие о философии. Исторические основания возникновения философии. Дофилософские мировоззренческие системы и их роль в формировании философии 15.71 KB
  Философия зародилась около 25 тыс. Термин философия был введен Пифагором и дословно означал любовь к мудрости phileo – любовь sophi – мудрость. Философия все больше превращалась в обобщенную систему знаний о мире задачей которой являлось дать ответы на наиболее общие глубинные вопросы о природе обществе человеке. Философия – это форма духовной деятельности человека форма общественного сознания направленная на осмысление коренных мировоззренческих вопросов.
32792. Спецефика филосовского знания. Соотношение философии и частных наук. Взаимосвязь философии и медецины 15.26 KB
  Соотношение философии и частных наук. Взаимосвязь философии и медецины. С выделением отдельных наук в самостоятельные области знаний возникает вопрос о соотношении философии и частных наук под частными науками понимаются те которые изучают отдельные области реальности. Роль философии представители данного направления сводят к логическому анализу научного языка; 3антисциентизм ограничивает роль науки решением узко практических задач.
32793. Основной вопрос философии и его 2 стороны. Исторические формы материализма и идеализма 16.65 KB
  Основной вопрос философии и его 2 стороны. Центральная мировоззренческая проблема – об отношении человека к миру – конкретизируется в философии как вопрос об отношении мышления к бытию об отношении идеального и материального. Этот вопрос является основным вопросом философии т. Крупнейший представитель немецкой классической философии И.