43091

Привод стенда балансировки роторов электродвигателей выполненного по системе генератор двигатель (ГД) без обратных связей

Курсовая

Производство и промышленные технологии

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.

Русский

2013-11-04

4.33 MB

7 чел.

PAGE  7


EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

Содержание

[1] Содержание

[2]
Введение

[3]
1. Исходные данные

[4] 2. Построение упрощённой тахограммы и нагрузочной диаграммы

[5] 3. Выбор генератора и гонного двигателя

[6] 4. Расчет статических характеристик

[7] 5. Расчет переходных процессов

[7.1] 5.1. Расчет переходного процесса при разгоне до номинальной скорости

[7.2] 5.2. Расчет переходного процесса при разгоне до максимальной скорости

[8] 6. Проверка двигателя по нагреву и перегрузочной способности

[8.1] 6.1. Проверка двигателя по перегрузочной способности

[8.2] 6.2. Проверка двигателя по нагреву

[9] 7. Разработка электрической принципиальной схемы управления приводом

[10] Заключение

[11]
Литература


Введение

Техническое совершенство производственного механизма и осуществляемого им технологического процесса в значительной мере определяется совершенством соответствующего электропривода и степенью его автоматизации. Автоматизированный электропривод 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.


1. Исходные данные

Шифр варианта 1420

Разработать привод стенда балансировки роторов электродвигателей выполненного по системе "генератор  двигатель" (ГД) без обратных связей. Двигатель и генератор  машины независимого возбуждения. Двигатель работает в режиме холостого хода, но на его валу находится присоединенный к нему с помощью муфты ротор, над которым совершается операция балансировки.  Привод работает в следующих режимах: разгон до скорости  , работа с установившейся скоростью  секунд, разгон до скорости , работа в этом режиме  секунд, торможение и остановка. Пауза для смены ротора 200с и т.д.

В задании приведены параметры двигателя. Генератор и гонную машину следует выбрать самостоятельно. Разгон двигателя осуществляется до номинальной скорости полем генератора, а затем ступенчатым ослаблением поля двигателя.

Выполнить расчет статических характеристик и рассчитать переходные процессы пуска и разгона.

Выбрать необходимое число ступеней ослабления поля двигателя так, чтобы не превышался допустимый ток якоря.

Проверить двигатель по нагреву и перегрузочной способности.

Разработать схему автоматического управления приводом.

Двигатель: 2ПБ-112L, паспортные данные двигателя приведены в табл.1

Параметры механизма:

;

Рабочие скорости:

, ;

Время работы в каждом из режимов:

с, с, с.

Таблица 1. Паспортные данные двигателя 2ПБ-112L

Параметр

Значение

Номинальная мощность,

2,0 кВт

Номинальное напряжение,

440 В

Номинальные обороты,

3100 об/мин

Номинальный ток якоря,

5,26 А

Номинальное напряжение обмотки возбуждения,

220 В

Номинальный ток обмотки возбуждения,

0,511 А

К.П.Д. двигателя,

0,815

Количество витков обмотки якоря,

648 вит

Количество витков обмотки добавочных полюсов,

100 вит

Количество витков обмотки возбуждения,

1680 вит

Сопротивление обмотки якоря,

1,73 Ом

Сопротивление добавочных полюсов,

1,510 Ом

Сопротивление обмотки возбуждения,

303 Ом

Номинальный поток возбуждения,

Вб

Момент инерции вала двигателя,

0,018

2. Построение упрощённой тахограммы и нагрузочной диаграммы

В задании указаны относительный момент инерции механизма и относительные рабочие скорости, поэтому перед началом расчетов рассчитаем абсолютные значения этих величин. Момент инерции механизма:

где - момент инерции двигателя.

Для определения рабочих скоростей рассчитаем номинальную частоту вращения вала двигателя:

рад/с,

где об/мин – номинальная частота вращения двигателя.

Рабочая скорость на первом участке:

рад/с

Рабочая скорость на втором участке:

рад/с

Постоянная двигателя:

,

где  В - номинальное напряжение двигателя;

 А - номинальный ток двигателя;

 Ом – номинальное сопротивление якоря двигателя.

Номинальный момент двигателя:

Статический момент на валу двигателя обусловлен потерями на трение и составляет по заданию 20% от номинального:

Суммарный момент инерции на валу двигателя:

Момент двигателя при разгоне до номинальной скорости  примем равным , т.к. в заданной системе Г-Д генератор не сможет обеспечить больший момент при пуске, из-за инерционности обмоток.

Динамический момент на валу двигателя при разгоне:

Момент двигателя при разгоне до максимальной скорости примем равным  , т.к. момент двигателя снижается при ослаблении поля:

Момент двигателя при торможении до номинальной скорости примем равным  , т.к. момент двигателя снижается при ослаблении поля:

Динамический момент при торможении до полной остановки примем равным максимальному:

Исходя из рассчитанных динамических моментов рассчитаем время разгонов и торможений. Время разгона до скорости :

с

Время разгона до скорости :

Время торможения до номинальной скорости:

Время торможения до полной остановки:

Исходя из полученных данных можно построить тахограмму и нагрузочную диаграмму работы привода. Внешний вид полученных характеристик показан на рис.1. Т.к. длительность тахограммы большая и на общем виде моменты разгона и торможения практически не видны, на рис.2-рис.4 показаны участки тахограммы и нагрузочной диаграммы соответствующие разгонам и торможениям.

Рис.1. Тахограмма и нагрузочная диаграмма, полный рабочий цикл.

Рис.2. Тахограмма и нагрузочная диаграмма, разгон до номинальной скорости.

Рис.3. Тахограмма и нагрузочная диаграмма, разгон до максимальной скорости

Рис.4. Тахограмма и нагрузочная диаграмма, торможение

3. Выбор генератора и гонного двигателя

Генератор выбирается исходя из номинального напряжения, тока якоря и мощности. Напряжение генератора должно быть равным напряжению двигателя (440 В), номинальный ток якоря генератора должен быть не менее 5.26 А. Мощность генератора с учётом К.П.Д. будет составлять

Вт

Исходя из этих требований выбираем двигатель марки 2ПБ132М, паспортные данные выбранной машины приведены в таблице 2.

Таблица 2. Паспортные данные двигателя 2ПБ-132М

Параметр

Значение

Номинальная мощность,

2,4 кВт

Номинальное напряжение,

440 В

Номинальные обороты,

1500 об/мин

Номинальный ток якоря,

6,7 А

Номинальное напряжение обмотки возбуждения,

220 В

Номинальный ток обмотки возбуждения,

0,768 А

К.П.Д. двигателя,

0,765

Количество витков обмотки якоря,

961 вит

Количество витков обмотки добавочных полюсов,

159 вит

Количество витков обмотки возбуждения,

1670 вит

Сопротивление обмотки якоря,

2,850 Ом

Сопротивление добавочных полюсов,

1,640 Ом

Сопротивление обмотки возбуждения,

202 Ом

Номинальный поток возбуждения,

Вб

Момент инерции вала двигателя,

0,038

Гонный двигатель выбираем исходя из номинальной частоты вращения и требуемой мощности. Принимаем асинхронный двигатель серии 4А марки 4А100S4У3 с номинальными данными:

кВт, об/мин

4. Расчет статических характеристик

Естественная характеристика двигателя описывается уравнением:

,

где  рад/с - скорость холостого хода;

Ом - полное сопротивление якорной цепи.

Уравнение статической характеристики при работе на скорости  описывается выражением:

Подставив в данное выражение значение требуемой скорости и значение статического момента:

Из полученного выражения выразим значение скорости холостого хода:

рад/с

Для получения данной характеристики к двигателю необходимо приложить напряжение:

В

Следовательно рассчитываемая характеристика описывается выражением:

Данную характеристику можно построить по двум точкам:

  1.  ;
  2.  .

Скорость  достигается ослаблением магнитного поля двигателя.

Рассчитаем конструктивную постоянную двигателя:

Статическая характеристика описывается выражением:

.

Подставим в данное выражение значение скорости и значение статического момента найдем значение потока возбуждения двигателя:

Вб

Следовательно характеристика описывается выражением:

Данную характеристику можно построить по двум точкам:

  1.  ;
  2.  .

Вид рассчитанных характеристик показан на рис.5

Рис.5. Статические характеристики

5. Расчет переходных процессов

5.1. Расчет переходного процесса при разгоне до номинальной скорости

Определим индуктивность обмотки якоря двигателя:

Гн,

где  - число пар полюсов.

Определим индуктивность обмотки якоря  генератора:

Гн

Суммарная индуктивность двух машин:

Гн

Рассчитаем постоянную генератора:

Номинальное значение Э.Д.С. генератора:

В

Примем коэффициент рассеяния:

Найдём зависимость  из заданной кривой намагничивания машин серии 2ПБ-132, она показана на рис.6.

Рис.6 Зависимость

Определим конструктивную постоянную генератора:

Рассчитаем зависимость , данная зависимость описывается выражением:

.

Построим данную характеристику и построим её:

Остальные рассчитанные точки приведены в табл.3, внешний вид зависимости показан на рис.7

Таблица 3. Расчет зависимости

,Вб

0

0

0

0,1

73,62

0,2

139,443

0,3

197,469

0,4

248,106

0,5

293,363

0,6

335,645

0,7

376,421

0,8

413,556

0,9

444,048

1,0

465,95

1,2

493,128

1,4

513,744

1,6

530,502

2

549,312

Рис.7 Зависимость

Найдём по построенной зависимости  значение тока возбуждения генератора исходя из известного значения Э.Д.С. генератора(U=439,032). По кривой определяем А. Для снижения пускового тока разобьем процесс пуска на 4 ступени. На каждой ступени ток возбуждения будет изменятся на А.

Рассчитаем переходные процессы Э.Д.С. генератора на каждой ступени.

На первой ступени ток изменяется от 0 А до 0,209 А. На этом участке разобьем кривую  на 20 участков, и на каждом участке определим начальное и конечное значение тока возбуждения.

Начальное значение тока возбуждения . Последующие значения начального тока на каждом участке определяется выражением:

,

где  А.

Результаты расчетов сведены в таблицу 4. Конечное значение тока на первом участке равно , на последующих участках значение конечного тока определяются по выражению:

.

Результаты расчетов сведены в таблицу 4. Среднее значение тока возбуждения на каждом участке определяется выражением:

.

Результаты расчетов сведены в таблицу 4.

Расчетное значение Э.Д.С. рассчитывается по выражению:

Результаты расчетов сведены в таблицу 4.

Приращение времени на каждом участке определяется выражением:

.

Результаты расчетов сведены в таблицу 4.

Внешний вид зависимости показан на рис.8

Таблица 4. Расчет зависимости

№пп

1

0,000

0,010

0,005

0,004

0,000

2

0,010

0,021

0,016

0,004

8,560

3

0,021

0,031

0,026

0,004

17,034

4

0,031

0,042

0,037

0,004

25,423

5

0,042

0,052

0,047

0,004

33,726

6

0,052

0,063

0,058

0,005

41,944

7

0,063

0,073

0,068

0,005

50,076

8

0,073

0,084

0,079

0,005

58,123

9

0,084

0,094

0,089

0,006

66,085

10

0,094

0,105

0,099

0,006

73,961

11

0,105

0,115

0,110

0,007

81,752

12

0,115

0,126

0,120

0,007

89,457

13

0,126

0,136

0,131

0,008

97,077

14

0,136

0,147

0,141

0,009

104,612

15

0,147

0,157

0,152

0,011

112,061

16

0,157

0,167

0,162

0,013

119,425

17

0,167

0,178

0,173

0,017

126,703

18

0,178

0,188

0,183

0,023

133,896

19

0,188

0,199

0,194

0,038

141,003

20

0,199

0,209

0,204

0,113

148,025

Рис.8 Переходной процесс Э.Д.С. генератора на первой ступени

Расчет остальных ступеней производится аналогично расчету первой ступени. Единственное отличие составляет разница тока. Все ступени разделены на равные участки составляющие одну четверть от требуемого тока возбуждения (0,837 А). Следовательно на первой ступени ток возбуждения изменяется от 0 до 0,209 А, на второй от 0,209А до 0,419А, на третьей от 0,419А до 0,928А, на четвертой от 0,628 А до 0,837А. Результаты расчетов приведены в табл.5-6. Внешний вид характеристик приведены на рис.9-11.

Таблица 5. Расчет зависимости  на второй ступени

№пп

1

0,209

0,220

0,215

0,003

148,025

2

0,220

0,230

0,225

0,003

154,876

3

0,230

0,241

0,236

0,003

161,642

4

0,241

0,251

0,246

0,003

168,322

5

0,251

0,262

0,256

0,003

174,917

6

0,262

0,272

0,267

0,004

181,426

7

0,272

0,283

0,277

0,004

187,850

8

0,283

0,293

0,288

0,004

194,188

9

0,293

0,304

0,298

0,004

200,442

10

0,304

0,314

0,309

0,005

206,610

11

0,314

0,324

0,319

0,005

212,698

12

0,324

0,335

0,330

0,006

218,706

13

0,335

0,345

0,340

0,006

224,638

14

0,345

0,356

0,351

0,007

230,498

15

0,356

0,366

0,361

0,008

236,286

16

0,366

0,377

0,372

0,010

242,007

17

0,377

0,387

0,382

0,013

247,662

18

0,387

0,398

0,393

0,018

253,256

19

0,398

0,408

0,403

0,030

258,790

20

0,408

0,419

0,413

0,088

264,267

Рис.9 Переходной процесс Э.Д.С. генератора на второй ступени


Таблица 6. Расчет зависимости  на третьей ступени

№пп

1

0,419

0,429

0,424

0,002

264,297

2

0,429

0,440

0,434

0,002

269,669

3

0,440

0,450

0,445

0,002

274,992

4

0,450

0,461

0,455

0,003

280,270

5

0,461

0,471

0,466

0,003

285,504

6

0,471

0,481

0,476

0,003

290,699

7

0,481

0,492

0,487

0,003

295,856

8

0,492

0,502

0,497

0,003

300,978

9

0,502

0,513

0,508

0,004

306,068

10

0,513

0,523

0,518

0,004

311,129

11

0,523

0,534

0,529

0,004

316,163

12

0,534

0,544

0,539

0,005

321,174

13

0,544

0,555

0,550

0,005

326,164

14

0,555

0,565

0,560

0,006

331,136

15

0,565

0,576

0,570

0,007

336,092

16

0,576

0,586

0,581

0,009

341,036

17

0,586

0,597

0,591

0,011

345,969

18

0,597

0,607

0,602

0,016

350,895

19

0,607

0,618

0,612

0,026

355,812

20

0,618

0,628

0,623

0,079

360,716

Рис.10 Переходной процесс Э.Д.С. генератора на третьей ступени


Таблица 7. Расчет зависимости  на четвертой ступени

№пп

1

0,628

0,639

0,633

0,002

360,716

2

0,639

0,649

0,644

0,002

365,584

3

0,649

0,659

0,654

0,002

370,429

4

0,659

0,670

0,665

0,002

375,248

5

0,670

0,680

0,675

0,002

380,036

6

0,680

0,691

0,686

0,003

384,791

7

0,691

0,701

0,696

0,003

389,509

8

0,701

0,712

0,707

0,003

394,187

9

0,712

0,722

0,717

0,003

398,821

10

0,722

0,733

0,727

0,004

403,408

11

0,733

0,743

0,738

0,004

407,945

12

0,743

0,754

0,748

0,004

412,427

13

0,754

0,764

0,759

0,005

416,852

14

0,764

0,775

0,769

0,005

421,215

15

0,775

0,785

0,780

0,006

425,514

16

0,785

0,796

0,790

0,008

429,746

17

0,796

0,806

0,801

0,010

433,906

18

0,806

0,816

0,811

0,013

437,991

19

0,816

0,827

0,822

0,021

441,999

20

0,827

0,837

0,832

0,063

445,924

Рис.11 Переходной процесс Э.Д.С. генератора на четвертой ступени

Для уменьшения пусковых токов примем время переходного процесса Э.Д.С. на первой ступени 0,4с, на второй ступени 0,35с, на третьей ступени 0,3с на четвертой ступени 0,25с. Используя полученные зависимости построим зависимость Э.Д.С. генератора от времени на всех ступенях. Полученная зависимость показана на рис. 12

Рис.12 Зависимость Э.Д.С. генератора от времени.

На этом участке разгон двигателя можно разделить на 2 этапа : при неподвижном роторе двигателя нарастает ток  в якорной цепи двигателя до величины тока сопротивления. Второй этап, когда с вращением двигателя появляется его Э.Д.С.

Разбиваем зависимость  на равные участки с.

Суммарное сопротивление якорной цепи двигателя и генератора:

На первом этапе расчёта скорость равна нулю а приращение тока на каждом этапе рассчитывается по формуле:

.

На втором этапе, на каждом участке приращение тока рассчитывается по формуле:

,

где  ;

Ом;

 

Ом

На втором этапе на каждом участке приращение скорости определяется по формуле:

,

где  

рад/с

Для расчета необходимо задаться начальными условиями, примем нулевые начальные условия, т.е. ток и скорость в момент времени примем равными нулю. Результаты расчета приведены в табл.8

Таблица 8. Расчет переходного процесса

k

t

1

0

0

0

0

0

0

2

0,013205

0

0

0,013205

1,166436

0,001

3

0,051599

0

0

0,038395

3,493653

0,002

4

0,112788

0

0

0,061188

5,80391

0,003

5

0,194456

0

0

0,081668

8,085929

0,004

6

0,294392

0

0

0,099936

10,33098

0,005

7

0,410558

0

0

0,116166

12,53716

0,006

8

0,541128

0

0

0,130569

14,70738

0,007

9

0,684469

0

0

0,143341

16,84492

0,008

10

0,839124

0

0

0,154655

18,95228

0,009

11

1,003768

0

0

0,164645

21,03022

0,01

12

1,177169

0,000946

0,000946

0,173401

23,07845

0,011

13

1,358195

0,006247

0,005302

0,181026

25,09661

0,012

14

1,54577

0,016079

0,009832

0,187575

27,08454

0,013

15

1,738912

0,03059

0,014511

0,193142

29,04248

0,014

16

1,93673

0,049906

0,019316

0,197818

30,97096

0,015

17

2,138414

0,074132

0,024226

0,201684

32,87053

0,016

18

2,343229

0,103354

0,029222

0,204816

34,74171

0,017

19

2,550511

0,137641

0,034287

0,207282

36,58492

0,018

20

2,759653

0,177045

0,039405

0,209142

38,4005

0,019

21

2,970107

0,221607

0,044562

0,210454

40,18875

0,02

22

3,181374

0,271352

0,049745

0,211267

41,94998

0,021

Продолжение таблицы 8.

k

t

23

3,393003

0,326294

0,054942

0,211629

43,68452

0,022

24

3,604585

0,386438

0,060144

0,211583

45,3927

0,023

25

3,815753

0,451777

0,065339

0,211168

47,07488

0,024

26

4,026174

0,522298

0,070521

0,210421

48,73141

0,025

27

4,23555

0,597978

0,07568

0,209376

50,36264

0,026

28

4,443612

0,678789

0,080811

0,208062

51,96891

0,027

29

4,650119

0,764695

0,085906

0,206507

53,55055

0,028

30

4,854857

0,855655

0,09096

0,204738

55,10788

0,029

31

5,057633

0,951624

0,095969

0,202776

56,64123

0,03

32

5,258275

1,052551

0,100927

0,200642

58,15091

0,031

33

5,456633

1,158381

0,105831

0,198358

59,63725

0,032

34

5,652571

1,269058

0,110677

0,195939

61,10057

0,033

35

5,845974

1,38452

0,115462

0,193402

62,54116

0,034

36

6,036736

1,504703

0,120183

0,190762

63,95935

0,035

37

6,224769

1,629542

0,124839

0,188033

65,35544

0,036

38

6,409995

1,758968

0,129426

0,185226

66,72973

0,037

39

6,592349

1,892912

0,133944

0,182354

68,08254

0,038

40

6,771774

2,031303

0,13839

0,179425

69,41416

0,039

41

6,948224

2,174067

0,142764

0,17645

70,72486

0,04

42

7,12166

2,321131

0,147064

0,173436

72,01496

0,041

43

7,292053

2,472421

0,15129

0,170393

73,28474

0,042

44

7,459378

2,627862

0,155441

0,167325

74,53448

0,043

45

7,62362

2,787378

0,159516

0,164241

75,76448

0,044

46

7,784766

2,950893

0,163515

0,161146

76,975

0,045

47

7,94281

3,118331

0,167438

0,158045

78,16633

0,046

48

8,097752

3,289615

0,171285

0,154942

79,33873

0,047

49

8,249595

3,46467

0,175055

0,151843

80,49247

0,048

50

8,398345

3,64342

0,178749

0,14875

81,62783

0,049

51

8,544013

3,825788

0,182368

0,145668

82,74508

0,05

52

8,686614

4,011699

0,185911

0,1426

83,84447

0,051

53

8,826162

4,201077

0,189379

0,139549

84,92626

0,052

54

8,962679

4,393849

0,192771

0,136516

85,9907

0,053

55

9,096184

4,589939

0,19609

0,133505

87,03805

0,054

56

9,226702

4,789274

0,199335

0,130518

88,06855

0,055

57

9,354257

4,991781

0,202507

0,127556

89,08246

0,056

58

9,478878

5,197387

0,205606

0,12462

90,08002

0,057

59

9,600591

5,406021

0,208634

0,121714

91,06149

0,058

60

9,719429

5,617611

0,21159

0,118837

92,02708

0,059

61

9,835419

5,832087

0,214476

0,115991

92,97703

0,06

62

9,948596

6,04938

0,217293

0,113177

93,91157

0,061

63

10,05899

6,26942

0,220041

0,110395

94,83093

0,062

64

10,16664

6,49214

0,22272

0,107647

95,73535

0,063

65

10,27157

6,717473

0,225333

0,104933

96,62504

0,064

66

10,37382

6,945353

0,227879

0,102253

97,50025

0,065

67

10,47343

7,175713

0,23036

0,099609

98,36118

0,066

68

10,57043

7,40849

0,232777

0,097

99,20805

0,067

69

10,66486

7,643619

0,235129

0,094426

100,0411

0,068

70

10,75675

7,881038

0,237419

0,091889

100,8604

0,069

71

10,84613

8,120686

0,239647

0,089387

101,6663

0,07

72

10,93306

8,3625

0,241814

0,086922

102,459

0,071

73

11,01755

8,606421

0,243921

0,084492

103,2387

0,072

74

11,09965

8,852389

0,245968

0,082099

104,0055

0,073

75

11,17939

9,100346

0,247957

0,079742

104,7597

0,074

76

11,25681

9,350235

0,249889

0,077421

105,5015

0,075

77

11,33195

9,601999

0,251764

0,075136

106,2311

0,076

78

11,40483

9,855582

0,253583

0,072887

106,9486

0,077

79

11,47551

10,11093

0,255348

0,070674

107,6542

0,078

80

11,544

10,36799

0,257058

0,068495

108,3481

0,079

81

11,61036

10,6267

0,258715

0,066352

109,0306

0,08

Продолжение таблицы 8.

k

t

82

11,6746

10,88702

0,26032

0,064244

109,7017

0,081

83

11,73677

11,1489

0,261874

0,06217

110,3616

0,082

84

11,7969

11,41227

0,263377

0,06013

111,0106

0,083

85

11,85502

11,67711

0,264831

0,058125

111,6488

0,084

86

11,91118

11,94334

0,266235

0,056153

112,2764

0,085

87

11,96539

12,21093

0,267591

0,054215

112,8936

0,086

88

12,0177

12,47983

0,268901

0,052311

113,5004

0,087

89

12,06814

12,75

0,270164

0,050439

114,0972

0,088

90

12,11674

13,02138

0,271381

0,048599

114,684

0,089

91

12,16353

13,29393

0,272553

0,046791

115,2609

0,09

92

12,20855

13,56761

0,273681

0,045015

115,8282

0,091

93

12,25182

13,84238

0,274767

0,04327

116,386

0,092

94

12,29337

14,11819

0,275809

0,041556

116,9344

0,093

95

12,33324

14,395

0,27681

0,039872

117,4737

0,094

96

12,37146

14,67277

0,27777

0,038218

118,0038

0,095

97

12,40806

14,95146

0,278689

0,036594

118,5251

0,096

98

12,44306

15,23102

0,279569

0,034999

119,0376

0,097

99

12,47649

15,51143

0,28041

0,033434

119,5415

0,098

100

12,50839

15,79265

0,281213

0,031898

120,037

0,099

101

12,53878

16,07463

0,281978

0,03039

120,5241

0,1

102

12,56769

16,35733

0,282707

0,02891

121,0031

0,101

103

12,59515

16,64073

0,2834

0,027458

121,474

0,102

104

12,62118

16,92479

0,284057

0,026032

121,9369

0,103

105

12,64581

17,20947

0,28468

0,024633

122,392

0,104

106

12,66907

17,49474

0,285269

0,023261

122,8394

0,105

107

12,69099

17,78056

0,285824

0,021914

123,2792

0,106

108

12,71158

18,06691

0,286346

0,020592

123,7116

0,107

109

12,73087

18,35375

0,286837

0,019296

124,1367

0,108

110

12,7489

18,64104

0,287295

0,018024

124,5545

0,109

111

12,76568

18,92876

0,287723

0,016777

124,9653

0,11

112

12,78123

19,21689

0,28812

0,015555

125,3692

0,111

113

12,79559

19,50537

0,288488

0,014356

125,7662

0,112

114

12,80877

19,7942

0,288826

0,013181

126,1565

0,113

115

12,8208

20,08334

0,289136

0,01203

126,5403

0,114

116

12,8317

20,37275

0,289418

0,010902

126,9176

0,115

117

12,84149

20,66243

0,289673

0,009796

127,2885

0,116

118

12,85021

20,95233

0,2899

0,008713

127,6533

0,117

119

12,85786

21,24243

0,290101

0,007652

128,0118

0,118

120

12,86447

21,5327

0,290276

0,006612

128,3643

0,119

121

12,87007

21,82313

0,290427

0,005593

128,7107

0,12

122

12,87466

22,11368

0,290552

0,004595

129,0513

0,121

123

12,87828

22,40434

0,290653

0,003616

129,3861

0,122

124

12,88093

22,69507

0,29073

0,002657

129,7152

0,123

125

12,88265

22,98585

0,290783

0,001717

130,0386

0,124

126

12,88345

23,27666

0,290814

0,000796

130,3566

0,125

127

12,88334

23,56749

0,290823

-0,00011

130,669

0,126

128

12,88235

23,8583

0,290809

-0,00099

130,9762

0,127

129

12,8805

24,14907

0,290774

-0,00186

131,278

0,128

130

12,87779

24,43979

0,290718

-0,0027

131,5747

0,129

131

12,87426

24,73043

0,290642

-0,00353

131,8663

0,13

132

12,86991

25,02097

0,290545

-0,00435

132,1529

0,131

133

12,86477

25,3114

0,290428

-0,00514

132,4346

0,132

134

12,85885

25,6017

0,290292

-0,00592

132,7114

0,133

135

12,85217

25,89183

0,290137

-0,00668

132,9836

0,134

136

12,84474

26,1818

0,289964

-0,00743

133,2511

0,135

137

12,83658

26,47157

0,289772

-0,00816

133,514

0,136

138

12,82771

26,76113

0,289563

-0,00887

133,7726

0,137

139

12,81815

27,05047

0,289337

-0,00957

134,0267

0,138

140

12,8079

27,33956

0,289093

-0,01025

134,2765

0,139

Таблица 8 приведена в сокращенном варианте, т.к. она содержит 3000 строки и по ориентировочным расчетам полная версия помещается на 58 страниц, что не приемлемо для пояснительной записки курсового проекта. Снизить количество вычислений можно увеличив шаг по времени, но при увеличении шага в 10 раз, разница результатов превышает 10 %, что также не приемлемо для курсового проекта. Расчет такого переходного процесса выполнен с помощью системы MathCAD2003, при расчетах использовалась кубическая аппроксимация зависимости показанной на рис.12.Время расчета переходного процесса на машине уровня Pentium 4 составило приблизительно 3 с. Оформление таблицы выполнено путем внедрения в документ MathCAD объекта таблица MS-Exсel. Вид переходных процессов показан на рис.13.

Максимальное пиковое значение тока составляет 14,468 А, что больше номинального в 2,751 раз. Время переходного процесса составляет 1,42 с, что удовлетворяет рассчитанному значению времени пуска в п.2.

Рис.13. Переходные процессы при разгоне до номинальной скорости.

5.2. Расчет переходного процесса при разгоне до максимальной скорости

Разгон двигателя до максимальной скорости осуществляется путем уменьшения тока возбуждения двигателя. Зависимость магнитного потка двигателя от тока возбуждения двигателя показана на рис.14.

Рис.14 Зависимость потока двигателя от тока возбуждения (каталожные данные)

По зависимости на рис.14 определяем, что для получения требуемого потока Вб(рассчитан при построении статических характеристик) необходимо уменьшить ток до 0,17А.

Разгон двигателя до максимальной скорости будем осуществлять в четыре ступени с целью уменьшения бросков тока. Ток возбуждения на первой ступени изменяется от номинального (0,511 А) до 0,34А, на второй ступени от 0,34А до 0,255А, на третьей ступени от 0,255А до 0,204А, на четвертой ступени от 0,204А до 0,17А.

Рассчитаем зависимость , для этого разобьем участок кривой на 20 равных частей. Найдем приращение тока: А.

Для каждого участка определим установившееся значение тока возбуждения: , . Результаты расчетов приведены в табл.9.

Приращение времени за которое происходит изменение тока на каждом участке определяется выражением:

Результаты расчетов сведены в таблицу 9. Вид зависимости приведен на рис.15

Таблица 9. Расчет первой ступени ослабления потока двигателя

1

0,511

0,003038

0,003

0,003801

0

2

0,502452

0,003

0,002962

0,003679

0,003679

3

0,493904

0,002962

0,002924

0,003567

0,007246

4

0,485357

0,002924

0,002886

0,003465

0,010712

5

0,476809

0,002886

0,002847

0,003371

0,014083

6

0,468261

0,002847

0,002809

0,003284

0,017367

7

0,459713

0,002809

0,00277

0,003204

0,020571

8

0,451165

0,00277

0,00273

0,003131

0,023702

9

0,442617

0,00273

0,00269

0,003063

0,026765

10

0,43407

0,00269

0,00265

0,002999

0,029764

11

0,425522

0,00265

0,00261

0,002941

0,032705

12

0,416974

0,00261

0,002569

0,002887

0,035592

13

0,408426

0,002569

0,002528

0,002837

0,038428

14

0,399878

0,002528

0,002486

0,00279

0,041218

15

0,39133

0,002486

0,002444

0,002747

0,043965

16

0,382783

0,002444

0,002402

0,002707

0,046672

17

0,374235

0,002402

0,002359

0,00267

0,049342

18

0,365687

0,002359

0,002316

0,002635

0,051977

19

0,357139

0,002316

0,002272

0,002603

0,05458

20

0,348591

0,002272

0,002228

0,002573

0,057153

Рис.15 Переходной процесс ослабления поля на первой ступени

Примем время переходного процесса первой ступени 0,7с.

Расчет остальных ступеней аналогичен расчету первой ступени, результаты расчетов приведены в табл.10-12, внешний вид переходных процессов показан на рис.16-18.

Таблица 10. Расчет второй ступени ослабления потока двигателя

1

0,511

0,003038

0,003

0,003801

0

2

0,502452

0,003

0,002962

0,003679

0,003679

3

0,493904

0,002962

0,002924

0,003567

0,007246

4

0,485357

0,002924

0,002886

0,003465

0,010712

5

0,476809

0,002886

0,002847

0,003371

0,014083

6

0,468261

0,002847

0,002809

0,003284

0,017367

7

0,459713

0,002809

0,00277

0,003204

0,020571

8

0,451165

0,00277

0,00273

0,003131

0,023702

9

0,442617

0,00273

0,00269

0,003063

0,026765

10

0,43407

0,00269

0,00265

0,002999

0,029764

11

0,425522

0,00265

0,00261

0,002941

0,032705

12

0,416974

0,00261

0,002569

0,002887

0,035592

13

0,408426

0,002569

0,002528

0,002837

0,038428

14

0,399878

0,002528

0,002486

0,00279

0,041218

15

0,39133

0,002486

0,002444

0,002747

0,043965

16

0,382783

0,002444

0,002402

0,002707

0,046672

17

0,374235

0,002402

0,002359

0,00267

0,049342

18

0,365687

0,002359

0,002316

0,002635

0,051977

19

0,357139

0,002316

0,002272

0,002603

0,05458

20

0,348591

0,002272

0,002228

0,002573

0,057153

Рис.16 Переходной процесс ослабления поля на второй ступени

Принимаем время переходного процесса 0,8с

Таблица 11. Расчет третьей ступени ослабления потока двигателя

1

0,255033

0,001757

0,001742

0,000704

0

2

0,252482

0,001742

0,001727

0,000703

0,001263

3

0,249932

0,001727

0,001712

0,000701

0,002519

4

0,247382

0,001712

0,001697

0,0007

0,00377

5

0,244831

0,001697

0,001682

0,000699

0,005014

6

0,242281

0,001682

0,001667

0,000698

0,006253

7

0,239731

0,001667

0,001651

0,000696

0,007487

8

0,23718

0,001651

0,001636

0,000695

0,008715

9

0,23463

0,001636

0,00162

0,000694

0,009939

10

0,23208

0,00162

0,001605

0,000692

0,011157

11

0,229529

0,001605

0,001589

0,000691

0,012371

12

0,226979

0,001589

0,001574

0,00069

0,013581

13

0,224429

0,001574

0,001558

0,000689

0,014786

14

0,221878

0,001558

0,001543

0,000688

0,015987

15

0,219328

0,001543

0,001527

0,000686

0,017184

16

0,216778

0,001527

0,001511

0,000685

0,018376

17

0,214227

0,001511

0,001495

0,000684

0,019565

18

0,211677

0,001495

0,001479

0,000683

0,020749

19

0,209127

0,001479

0,001463

0,000682

0,021929

20

0,206576

0,001463

0,001447

0,000681

0,023106

Рис.17 Переходной процесс ослабления поля на третей ступени

Принимаем время переходного процесса 0,9 с.

Таблица 12. Расчет четвертой ступени ослабления потока двигателя

1

0,204026

0,001447

0,001437

0,000453

0

2

0,202326

0,001437

0,001426

0,000453

0,000703

3

0,200626

0,001426

0,001415

0,000452

0,001404

4

0,198925

0,001415

0,001405

0,000452

0,002104

5

0,197225

0,001405

0,001394

0,000451

0,002803

6

0,195525

0,001394

0,001383

0,000451

0,003501

7

0,193825

0,001383

0,001372

0,00045

0,004197

8

0,192125

0,001372

0,001361

0,00045

0,004892

9

0,190424

0,001361

0,00135

0,000449

0,005586

10

0,188724

0,00135

0,00134

0,000449

0,006278

11

0,187024

0,00134

0,001329

0,000448

0,006969

12

0,185324

0,001329

0,001318

0,000448

0,00766

13

0,183623

0,001318

0,001307

0,000448

0,008348

14

0,181923

0,001307

0,001296

0,000447

0,009036

15

0,180223

0,001296

0,001285

0,000447

0,009722

16

0,178523

0,001285

0,001274

0,000446

0,010408

17

0,176823

0,001274

0,001263

0,000446

0,011092

18

0,175122

0,001263

0,001252

0,000445

0,011775

19

0,173422

0,001252

0,001241

0,000445

0,012457

20

0,171722

0,001241

0,001229

0,000444

0,013138

Рис.18 Переходной процесс ослабления поля на четвертой ступени

Общий вид переходного процесса потока двигателя на всех четырех ступенях показан на рис.19.

Рис.19 Переходной процесс ослабления поля.

Для расчета переходного процесса разобьем переходной процесс на участки времени с, на каждом участке рассчитаем приращение тока и скорости. Приращение тока определяется по формуле:

Приращение скорости на каждом участке определяется по формуле:

Начальная скорость равна 329,77 рад (рассчитана в п.5.1. установившееся значение скорости), начальный ток равен 1,057 А. рад (рассчитана в п.5.1. установившееся значение тока).

Результат расчетов сведен в таблицу 13. Таблица 13 приведена в сокращенном варианте, т.к. она содержит 10000 строк и по ориентировочным расчетам полная версия помещается на 150 страниц, что не приемлемо для пояснительной записки курсового проекта. Снизить количество вычислений можно увеличив шаг по времени, но при увеличении шага в 10 раз, разница результатов превышает 25 %, что также не приемлемо для курсового проекта. Расчет такого переходного процесса выполнен с помощью системы MathCAD2003, при расчетах использовалась кубическая аппроксимация зависимости показанной на рис.19.Время расчета переходного процесса на машине уровня Pentium 4 составило приблизительно 7 с. Оформление таблицы выполнено путем внедрения в документ MathCAD объекта таблица MS-Exсel. Вид переходных процессов показан на рис.20.

Максимальное пиковое значение тока составляет 15,262 А, что больше номинального в 2,902 раз. Время переходного процесса составляет 5 с, что удовлетворяет рассчитанному значению времени пуска в п.2.

Таблица 13. Расчет переходного процесса

k

t

1

1,057

329,77

0

0

0

0

2

1,197904

329,7707

0,000694

0,140904

0,003028

0,001

3

1,342412

329,7746

0,003954

0,144508

0,003017

0,002

4

1,490323

329,7819

0,007272

0,147911

0,003007

0,003

5

1,641455

329,7926

0,010643

0,151132

0,002997

0,004

6

1,795644

329,8066

0,014062

0,154189

0,002986

0,005

7

1,952741

329,8241

0,017522

0,157097

0,002976

0,006

8

2,112612

329,8452

0,021022

0,15987

0,002965

0,007

9

2,275134

329,8697

0,024555

0,162522

0,002954

0,008

10

2,4402

329,8978

0,028118

0,165065

0,002943

0,009

11

2,60771

329,9296

0,031709

0,16751

0,002932

0,01

12

2,777577

329,9649

0,035323

0,169867

0,002921

0,011

13

2,949722

330,0038

0,038958

0,172145

0,00291

0,012

14

3,124076

330,0464

0,042611

0,174354

0,002898

0,013

15

3,300576

330,0927

0,046279

0,1765

0,002887

0,014

16

3,479168

330,1427

0,04996

0,178592

0,002875

0,015

17

3,659805

330,1963

0,053653

0,180636

0,002864

0,016

18

3,842443

330,2537

0,057354

0,182638

0,002852

0,017

19

4,027047

330,3147

0,061062

0,184604

0,00284

0,018

20

4,213586

330,3795

0,064774

0,186539

0,002828

0,019

21

4,402033

330,448

0,068491

0,188447

0,002816

0,02

22

4,592367

330,5202

0,072209

0,190334

0,002803

0,021

23

4,784569

330,5961

0,075927

0,192203

0,002791

0,022

24

4,978627

330,6758

0,079644

0,194057

0,002778

0,023

25

5,174528

330,7592

0,083358

0,195901

0,002766

0,024

26

5,372265

330,8462

0,087068

0,197737

0,002753

0,025

27

5,571834

330,937

0,090773

0,199569

0,00274

0,026

28

5,773232

331,0315

0,094471

0,201398

0,002727

0,027

29

5,97646

331,1296

0,098162

0,203228

0,002714

0,028

30

6,181521

331,2315

0,101844

0,205061

0,002701

0,029

31

6,388419

331,337

0,105516

0,206898

0,002687

0,03

32

6,597161

331,4462

0,109176

0,208742

0,002674

0,031

33

6,807755

331,559

0,112825

0,210594

0,00266

0,032

34

7,020212

331,6754

0,11646

0,212457

0,002646

0,033

35

7,234543

331,7955

0,120081

0,214331

0,002632

0,034

36

7,450761

331,9192

0,123687

0,216218

0,002618

0,035

37

7,66888

332,0465

0,127276

0,218119

0,002604

0,036

38

7,888915

332,1773

0,130848

0,220036

0,00259

0,037

39

8,110884

332,3117

0,134401

0,221969

0,002575

0,038

40

8,334804

332,4497

0,137935

0,22392

0,002561

0,039

Продолжение таблицы 13.

k

t

41

8,560692

332,5911

0,141448

0,225889

0,002546

0,04

42

8,788569

332,7361

0,144939

0,227877

0,002531

0,041

43

9,018455

332,8845

0,148408

0,229886

0,002516

0,042

44

9,250371

333,0363

0,151853

0,231915

0,002501

0,043

45

9,484337

333,1916

0,155273

0,233966

0,002486

0,044

46

9,720377

333,3503

0,158667

0,23604

0,00247

0,045

47

9,958513

333,5123

0,162034

0,238136

0,002455

0,046

48

10,19877

333,6777

0,165372

0,240255

0,002439

0,047

49

10,44117

333,8463

0,168681

0,242398

0,002423

0,048

50

10,68573

334,0183

0,17196

0,244566

0,002407

0,049

51

10,93249

334,1935

0,175206

0,246758

0,002391

0,05

52

11,18147

334,3719

0,17842

0,248976

0,002375

0,051

53

11,43269

334,5535

0,181599

0,251219

0,002359

0,052

54

11,68617

334,7383

0,184743

0,253488

0,002342

0,053

55

11,94196

334,9261

0,187849

0,255783

0,002325

0,054

56

12,20006

335,117

0,190918

0,258104

0,002309

0,055

57

12,46051

335,311

0,193947

0,260452

0,002292

0,056

58

12,72334

335,5079

0,196934

0,262827

0,002275

0,057

59

12,96522

335,7091

0,201136

0,241877

0,002272

0,058

60

13,18373

335,9143

0,205204

0,218515

0,002272

0,059

61

13,38089

336,1231

0,208877

0,197157

0,002272

0,06

62

13,55852

336,3353

0,212189

0,177629

0,002272

0,061

63

13,71829

336,5505

0,215171

0,159777

0,002272

0,062

64

13,86175

336,7684

0,21785

0,143456

0,002272

0,063

65

13,99029

336,9886

0,220254

0,128536

0,002272

0,064

66

14,10518

337,211

0,222405

0,114897

0,002272

0,065

67

14,20761

337,4353

0,224325

0,102429

0,002272

0,066

68

14,29864

337,6614

0,226035

0,091033

0,002272

0,067

69

14,37926

337,8889

0,227551

0,080617

0,002272

0,068

70

14,45036

338,1178

0,228892

0,071096

0,002272

0,069

71

14,51275

338,3479

0,230072

0,062396

0,002272

0,07

72

14,5672

338,579

0,231104

0,054444

0,002272

0,071

73

14,61438

338,811

0,232002

0,047178

0,002272

0,072

74

14,65492

339,0438

0,232777

0,040539

0,002272

0,073

75

14,68939

339,2772

0,23344

0,034473

0,002272

0,074

76

14,71832

339,5112

0,234

0,028932

0,002272

0,075

77

14,74219

339,7457

0,234467

0,023869

0,002272

0,076

78

14,76143

339,9805

0,234848

0,019245

0,002272

0,077

79

14,77646

340,2157

0,235151

0,015022

0,002272

0,078

80

14,78762

340,4511

0,235382

0,011166

0,002272

0,079

81

14,79527

340,6866

0,235548

0,007645

0,002272

0,08

82

14,7997

340,9223

0,235655

0,004431

0,002272

0,081

83

14,8012

341,158

0,235707

0,001497

0,002272

0,082

84

14,80001

341,3937

0,23571

-0,00118

0,002272

0,083

85

14,79639

341,6293

0,235668

-0,00362

0,002272

0,084

86

14,79054

341,8649

0,235584

-0,00585

0,002272

0,085

87

14,78265

342,1004

0,235462

-0,00788

0,002272

0,086

88

14,77292

342,3357

0,235307

-0,00974

0,002272

0,087

89

14,76149

342,5708

0,23512

-0,01143

0,002272

0,088

90

14,74852

342,8057

0,234904

-0,01297

0,002272

0,089

91

14,73416

343,0404

0,234663

-0,01437

0,002272

0,09

92

14,71851

343,2748

0,234397

-0,01564

0,002272

0,091

93

14,70171

343,5089

0,234111

-0,01681

0,002272

0,092

94

14,68384

343,7427

0,233804

-0,01786

0,002272

0,093

95

14,66502

343,9762

0,23348

-0,01882

0,002272

0,094

96

14,64532

344,2093

0,23314

-0,0197

0,002272

0,095

97

14,62483

344,4421

0,232785

-0,02049

0,002272

0,096

98

14,60362

344,6745

0,232416

-0,02121

0,002272

0,097

99

14,58176

344,9066

0,232036

-0,02186

0,002272

0,098

Рис.21. Переходные процессы при разгоне до максимальной скорости.

6. Проверка двигателя по нагреву и перегрузочной способности

6.1. Проверка двигателя по перегрузочной способности

В рассматриваемом приводе двигатель должен обеспечить следующие моменты:

;

;

;

;

.

Рассматриваемый привод может обеспечить трехкратный момент:

Из этого несложно заметить, что двигатель может обеспечить необходимые моменты в системе.

6.2. Проверка двигателя по нагреву

Т.к. рассматриваемый привод предусматривает двухзонное регулирование скорости, проверку будем производить по току двигателя.

Определим токи двигателя во всех режимах работы двигателя:

,

Величина эквивалентного тока определяется выражением:

Из этих расчетов несложно заметить, что  соответственно привод прошел проверку по нагреву.

7. Разработка электрической принципиальной схемы управления приводом

По заданию необходимо разработать принципиальную схему управления привода в функции времени и предусмотреть в ней необходимые защиты.

Принципиальная схема должна обеспечивать автоматический пуск двигателя до номинальной скорости в четыре ступени, разгон двигателя до максимальной скорости в четыре ступени, торможение двигателя до нуля, выдержку рабочих интервалов времени, а также защиту якорной цепи по току, защиту цепей управления, защиту гонного двигателя от перегрева и максимального тока.

Принципиальная схема привода показана на рис.21. Рассмотрим её работу.

Для подготовки привода к запуску необходимо включить автомат SF1 и SF2. Через автомат SF1 получают питание цепи управления, через автомат SF2 получает питание цепь запуска гонного двигателя.

После этого необходимо нажать кнопку SB2, которая предназначена для запуска гонного двигателя. Цепь запуска гонного двигателя работает следующим образом: через кнопку SB2 включается реле К23, которое своими контактами закорачивает кнопку SB2 и включает контактор KM1. После включения контактора гонный двигатель начинает вращение. Останов гонного двигателя осуществляется нажатием кнопки SB3. Отключить гонный двигатель также можно с помощью автомата SF2. Защита гонного двигателя от токов короткого замыкания осуществляется посредством автоматического выключателя SF2. Защита от перегрузки реализована с помощью тепловых реле К21 и К22 контакты которых в случае перегрева разрывают цепь реле К23, отключение которого ведет к отключению контактора КМ1.

Защита цепей управления осуществляется посредством автомата SF1 и предохранителя F1.

Показанная на рисунке схема обеспечивает выполнение одного рабочего цикла, включая паузу для смены ротора.

Рассмотрим более подробно работу автоматики.

Запуск на выполнение рабочего цикла осуществляется нажатием кнопки SB1. Нажатие этой кнопки ведёт к включению реле К1, которое своими контактами закорачивает кнопку SB1 и подаёт питание на реле времени К2-К5. Реле времени К2-К4 срабатывают поочередно включая реле К6-К8 соответственно. Реле К6-К8 своими контактами шунтируют добавочные сопротивления в цепи обмотки возбуждения генератора, тем самым обеспечивают плавный пуск двигателя в четыре ступени.

Реле времени К5 предназначено для отсчета времени работы привода на номинальной скорости. После того как реле времени К5 сработает, начнется разгон двигателя до максимальной скорости.

Контакты реле К5 подают питание на реле времени К9-К12. Реле К9-К12 поочередно подают питание на реле К13-К15, которые в свою очередь вводят в цепь возбуждения двигателя добавочные сопротивления, чем и обеспечивается плавный разгон двигателя до максимальной скорости.

Реле времени К12 отсчитывает время работы двигателя на максимальной скорости. После срабатывания реле К12, с помощью его контактов включается реле К16, которое ставит себя на само питание и отключает питание реле К9-К12, следовательно потеряют питание реле К13-К15 и начнется торможение двигателя увеличением тока возбуждения. Одновременно с реле К16 получает питание реле времени К17, которое определяет время торможения двигателя с максимальной скорости до номинальной. Срабатывание реле К17 вызывает включение реле К18, которое своими контактами отключает реле К1, отключает обмотку возбуждения от питания и закорачивает её на тормозной резистор R8. Через некоторое время двигатель остановится.

Одновременно с включением реле К18 получает питание реле времени К19, которое возвращает схему управления в исходное состояние спустя время паузы.

Защита якорной цепи двигателя и генератора от токов короткого замыкания осуществляется с помощью предохранителя F2. Защита якорной цепи от перегрузок осуществляется с помощью теплового реле К20, которое при срабатывании своими контактами разбирает схему.

Рис.21. Принципиальная электрическая схема управления приводом

Заключение

В ходе выполнения курсового проекта были решены следующие задачи:

  1.  Рассчитана упрощенная Тахограмма и нагрузочная диаграмма привода;
  2.  Выбран генератор и гонная машина;
  3.  Построены статические характеристики привода для всех режимов работы;
  4.  Рассчитаны и построены переходные процессы тока и скорости двигателя при разгоне до номинальной и максимальной скорости;
  5.  Произведена проверка двигателя по перегрузочной способности;
  6.  Разработана принципиальная схема управления приводом.

При расчеты тахограммы и нагрузочной диаграммы привода был рассчитан статический момент, а также приняты динамические моменты разгона и торможения. Исходя из полученных динамических моментов, было рассчитано ориентировочное время переходных процессов. В итоге была построена тахограмма и нагрузочная диаграмма привода.

Исходя из мощности, К.П.Д, номинального напряжения. двигателя был выбран генератор. По номинальной мощности двигателя, суммарного К.П.Д. двигателя и генератора, а также частоты вращения генератора был выбран асинхронная гонная машина.

Расчет статических характеристик включал в себя расчет статических характеристик, а также напряжений и потока для получения заданных статических характеристик.

Расчет переходных процессов был выполнен с учетом нелинейности обмоток возбуждения машин, а также электромагнитной постоянной якорной цепи. Расчет переходных процессов выполнялся с помощью пакета программ MathCAD2003, и был произведен расчет с шагом по времени 0,001с, поэтому полные табличные данные расчета не приводятся в пояснительной записке. Увеличение шага по времени, приводит к значительной погрешности, данный факт был установлен путем сравнения результатов расчета при шаге 0,0001, 0,001, 0,01. Разница между первым и вторым вариантом расчета составила не более 3%, а разница между третьим и вторым вариантом расчета составляет более 10%, данный результат объясняется тем, что при увеличении шага расчета, не правильно рассчитываются время появления пиков тока.

Проверка двигателя по перегрузочной способности показала, что данный двигатель выдержит работу в длительном режиме.

В 7 главе была разработана принципиальная электрическая схема обеспечивающая реализацию заданной тахограммы в автоматическом режиме. Кроме этого схема включает в себя все необходимые защиты.


Литература

1. Андреев В. П., Сабинин Ю. А. Основы электропривода. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1963. 772 с.

2. Вешеневский С. Н. Характеристики двигателей в электроприводе. М.: Энергия, 1977. 432 с.

3. Зимин Е. Н., Яковлев В. И. Автоматическое управление электроприводом: Учеб. Пособие для студентов вузов. М.: Высш. Школа, 1979. 318с.

4. Методические указания к курсовому проекту по теории электропривода. Новочеркасск: изд. НПИ, 1985. 52 с.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

17360. ВЕНЧУРНИЙ БІЗНЕС ТА ЙОГО МОЖЛИВОСТІ 143.5 KB
  ВЕНЧУРНИЙ БІЗНЕС ТА ЙОГО МОЖЛИВОСТІ Зазначимо що інноваційна підприємницька діяльність у формі інноваційного бізнесу в країнах Заходу дає понад 50 найважливіших нововведень. ВСТУП. Основною причиною високої ефективності малого бізнесу в цій сфері є специфіка п
17361. Ціни і ціноутворення та підприємництво, венчурний бізнес й інновації в ринковій економіці 130.5 KB
  Ціни і ціноутворення та підприємництво венчурний бізнес й інновації в ринковій економіці Визначення ціни в межах ринкового підходу: Ціна – це форма вираження цінності благ що мають прояв в процесі їх обміну. Тут виділяємо два акценти: 1підкреслюється безпосередній
17362. Фірма як основна структурна одиниця бізнес-діяльності 123.5 KB
  Фірма як основна структурна одиниця бізнесдіяльності. Фірми являють собою складне економічне утворення. Так Фірми з одного боку – це особливий інститут сучасної економічної системи в якому домінує контрактне право. А Фірми з другого боку – це основна...
17363. Малий і середній бізнес та його місце в Україні 55.5 KB
  Малий і середній бізнес та його місце в Україні. Світовий досвід і практика господарювання показують що найважливішою ознакою ринкової економіки є існування і взаємодія багатьох великих середніх і малих підприємств їх оптимальне співвідношення. Найбільш динам
17364. ІННОВАЦІЙНА ЕКОНОМІКА 114 KB
  ІННОВАЦІЙНА ЕКОНОМІКА Вступ Інновація кінцевий результат впровадження нововведення з метою зміни об'єкта управління і отримання економічного соціального екологічного науковотехнічного або іншого виду ефекту. До того ж необхідно зазначити: Людей які задумують ...
17365. ФРАНЧАЙЗИНГ 31 KB
  ФРАНЧАЙЗИНГ апгл. franchising букально це угода про передання права на використання торгової марки у широкому значенні це форма поєднання переваг великого і малого бізнесу змістом якої є система взаємовідносин між франчайзером материнською компанією і франчайз
17366. Економічна сутність заробітної плати і чинники її величини 216 KB
  1. Економічна сутність заробітної плати і чинники її величини Категорія Заробітна плата З/П є конкретизацією таких категорій як трудові відносини наймана праця робоча сила ринок робочої сили ринок праці власність на робочу силу вартість робочої ...
17367. Національна економіка і цілі її розвитку. Структура національної економіки. Економічні системи. Економічна політика держави 86.5 KB
  Національна економіка і цілі її розвитку. Структура національної економіки. Економічні системи. Економічна політика держави. Національна економіка характеризується: 1.рівнем розвитку продуктивних сил; 2.типом економічної системи; 3.характером суспільного відтворення; 4....
17368. Система національних рахунків (СНР) 57 KB
  Система національних рахунків СНР Потреба у координації статистичних міжнародних рекомендацій і необхідність створення міжнародної системи національного рахівництва вимагали країни Західної Європи. Перший варіант таких рахунків був опублікований Європейськ