43373

Вибір потужності двигуна і дослідження процесу пуску електроприводу двигуна постійного струму

Курсовая

Производство и промышленные технологии

Вибір потужності двигуна і дослідження процесу пуску електроприводу двигуна постійного струму. Розрахувати можливе перевантаження обраного двигуна при роботі в короткочасному режимі із часом роботи хв. Додаткові умови: передаточне число редуктора ; ККД редуктора ; коефіцієнт запасу прийняти рівним 12513; момент інерції агрегату в 50...

Украинкский

2013-11-04

284.5 KB

4 чел.

Національний АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Кафедра автоматизації та енергоменеджменту

Курсова робота

з дисципліни «Автоматизований електропривод»

Тема: Вибір потужності двигуна і дослідження процесу пуску електроприводу двигуна постійного струму

Виконав: ст. 403 групи механіко-енергетичного факультету Бєлік Є.І

Перевірив: доцент Красношапка Н. Д.

Київ-2010


Національний АВІАЦІЙНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Кафедра автоматизації та енергоменеджменту

ЗАВДАННЯ

на виконання курсової роботи

Бєлік Євген Ігорович

Тема курсової роботи: Вибір потужності двигуна і дослідження процесу пуску електроприводу двигуна постійного струму.

1. За відомою інформацією вибрати двигун за каталогом;

   2. Розрахувати і побудувати для ДПС механічну  і електромеханічну  характеристики;

3. Розрахувати перехідний електромеханічний процес пуску привода з обраним двигуном для пуску з навантаженням при  і в холосту .

Розрахунок перехідного процесу пуску електропривода при  провести графоаналітичним методом, а для  - графічним.

4. Розрахувати можливе перевантаження обраного двигуна при роботі в короткочасному режимі із часом роботи  хв.

Додаткові умови:

    - передаточне число редуктора ;

    - ККД редуктора ;

    - коефіцієнт запасу прийняти рівним 1,25…1,3;

    - момент інерції агрегату в 50 разів більше моменту інерції двигуна;

- двигун постійного струму (ДПС) вибрати серії 2ПО, 2ПФ, 2ПН або 2ПБ.


Вихідні дані

Тип двигуна - ДПС;

        Напруга живлення  - 220 В;

    Потужність агрегату,  - 4 кВт;

    Кутова швидкість обертання агрегату, - 15 рад/с;

    Постійна часу нагріву, Т - 20 хв.;

   ;

.

Передаточне число редуктора ;

ККД редуктора ;

Коефіцієнт запасу - ;

Момент інерції агрегату - .

        


Розрахунок

1. За відомою інформацією оберемо двигун за каталогом

Для того щоб вибрати двигун, розрахуємо для початку його потужність, кутову швидкість обертання та частоту обертання двигуна:

- потужність двигуна: ; В,  = 5,26 кВт;

- кутова швидкість двигуна:   ; ;

- частота обертання двигуна: ; .

Вибираємо тип двигуна за розрахованими значеннями. Це двигун 2ПН132LYXЛ4 з наступними параметрами:

   - номінальна потужність ;

   - номінальний коефіцієнт корисної дії при 100 %   ;

   - номінальна частота обертання двигуна

   - момент інерції двигуна ;

2. Розрахунок та побудова механічної  та електромеханічної  характеристик.

При побудові знехтуємо реакцією якоря, тобто будемо вважати, що СФ = const. При цьому механічна () та електромеханічна характеристика () мають вигляд прямої і для їх побудови достатньо двох точок.

;

;

Побудова механічної характеристики за точками холостого ходу та номінального режиму:

.

Рівняння механічної характеристики для ДПС має вигляд:

;

для точки ідеального холостого ходу:

;

;

;

;

.

Тоді швидкість холостого ходу визначатиметься по формулі:

.

Будемо вважати, що в номінальному режимі роботи половину всіх втрат складають електричні втрати:

;

;

;

;

.

При  номінальна швидкість обертання двигуна дорівнюватиме:

Обчислимо номінальний струм якоря:

Знайдемо швидкість холостого ходу:

Розрахуємо номінальний момент двигуна:

.

За розрахованими даними проведемо побудову механічної  та електромеханічної  характеристик. (див. додаток 1, додаток 2.).

3.  Розрахунок перехідного електромеханічного процесу пуску привода з обраним двигуном для пуску з навантаженням при  і в холосту .

1. Розрахунок перехідного процесу пуску електропривода при  проведемо графоаналітичним методом.

1) будуємо механічну характеристику двигуна постійного струму без навантаження ().

2) механічна характеристика двигуна поділяється на ряд ділянок, на кожній з яких момент вважається постійним і дорівнює середньому значенню. При однаковій величині  на всіх ділянках загальний час пуску визначається за формулою:

.

Побудова перехідного процесу пуску електропривода при  графоаналітичним методом.

Розрахунок перехідного електромеханічного процесу пуску привода з обраним двигуном для  графічно представлено в додатку 3.

Розбиваємо механічну характеристику двигуна на п’ятнадцять ділянок з кроком .

Знайдемо середні значення моментів на кожній з ділянок і розрахуємо час перехідного електромеханічного процесу пуску привода з обраним двигуном для кожної із отриманих ділянок, за наступними формулами:

де   Мс=0;

.

Знайдені моменти і час перехідного електромеханічного процесу пуску привода занесемо до таблиці 1.


Таблиця1

п.п

М

1

300

0,0088

2

280

0,0094

3

260

0,0102

4

240

0,0110

5

220

0,0120

6

200

0,0132

7

180

0,0147

8

160

0,0165

9

140

0,0189

10

120

0,0220

11

100

0,0264

12

80

0,0330

13

60

0,0440

14

40

0,0661

15

20

0,1321

Визначимо загальний час пуску привода з обраним двигуном:

2. Розрахунок перехідного процесу пуску електропривода при  проведемо графічним методом.

1) в лівому квадранті схеми будуємо характеристики  і графічно знаходимо їх різницю.

.

- крива динамічного моменту (будується в тому ж квадранті).

Криву динамічного моменту замінюємо ступінчастою лінією з ділянками .

2) від кількості ділянок залежить точність побудови і кінцеві результати. Точність розрахунків буде тим більшою, чим більше ділянок на які розбита крива динамічного моменту.

3) отримані на окремих ділянках середні значення динамічного моменту відкладаються вгору по осі ординат  Відмічені на осі ординат точки В12,...Вn з’єднуються прямими з точкою А, яка розташована на осі абсцис на відстані від точки 0, пропорційній величині моменту інерції.

4) із початку координат проводять пряму лінію – ОС, яка паралельна АВ. Ця пряма характеризує функцію  для заданої ділянки зміни швидкості.

5) після проведення аналогічних побудов для всіх ділянок характеристики отримаємо в результаті час пуску привода.

.

Побудова перехідного процесу пуску електропривода при  графічним методом.

Графічне представлення дослідження процесу пуску електроприводу двигуна постійного струму зображено в додатку 4.

Розбиваємо механічну характеристику двигуна постійного струму на п'ятнадцять ділянок.

Визначаємо середній момент на кожній із отриманих ділянок і запишемо значення в таблицю 2 :

Таблиця2

п.п

М

1

290

2

268

3

245

4

225

5

205

6

190

7

173

8

160

9

137

10

117

11

95

12

75

13

50

14

25

;

; ; ; ;

АО = 30 мм

Згідно графічного розрахунку час перехідного процесу пуску електроприводу двигуна постійного струму становить: .

4. Розрахунок можливого перевантаження обраного двигуна при роботі в короткочасному режимі із часом роботи  хв.

Розрахуємо номінальні втрати в двигуні постійного струму:

Відношення втрат в сталі до втрат в міді дорівнює:

Тоді номінальні втрати в міді становитимуть:

Розрахуємо номінальні втрати в сталі:

Знайдемо масштабні втрати для номінального режиму.

1.Розрахуємо перевантажувальну здатність , при роботі протягом часу  хв.

;

Т - постійна часу нагріву – Т = 20 хв.;

Знайдемо масштабні втрати при роботі двигуна протягом часу  хв.:

При роботі двигуна протягом часу  хв. в обмотці виділяються втрати:

Потужність двигуна при роботі протягом часу  хв. може досягати значення:


Розрахувавши всі параметри при різному часі роботи двигуна, отримаємо таблицю.

 Таблиця 3

, Вт

,  Вт

,  Вт

10

2,55

2604

2009

11442

20

1,59

1619

1024

8169

30

1,29

1316

721

6855

40

1,16

1181

587

6183

50

1,09

1112

518

5807


Висновки

У даній курсовій роботі був проведений розрахунок потужності двигуна постійного струму. Після розрахунку параметрів був обраний тип двигуна – 2ПН132LYXЛ4. Для даного типу двигуна побудовані механічна  та електромеханічна  характеристики, згідно з якими визначено критичний момент і струм короткого замикання.

Також проведено дослідження процесу пуску електроприводу двигуна постійного струму із навантаженням при  і в холосту при . Отже час перехідного процесу для  становить ,а для  - .

Було проведено розрахунок можливого перевантаження обраного двигуна - 2ПН132LYXЛ4 при роботі в короткочасному режимі із різним часом роботи, і при цьому визначено, що при більш тривалій роботі двигуна потужність яку він може розвивати зменшується. Це пов’язано з тим що при більш тривалій роботі він більше перегрівається.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

73827. Системы уравнений в линейной алгебре 467.5 KB
  Если это определение озвучить в терминах определителей то оно будет выглядеть примерно так: Матрица размера m×n имеет ранг r если существует хотя бы один отличный от нуля определитель rго порядка тогда как определитель любой подматрицы более высокого порядка равен нулю. Для вычисления ранга матрицы можно использовать метод элементарных преобразований строк и столбцов в точности тот самый метод который применяется для вычисления определителей. Целью элементарных преобразований является приведение матрицы к...
73828. Модель затраты- выпуск (модель В. Леонтьева) 121 KB
  Либо не весь объём производства расходуется на потребление и его достаточно для расширения производства тех видов продукции на которые имеется растущий спрос либо объём производства недостаточен для воспроизводства трудового ресурса на постоянном уровне. Свойство наличия баланса состоит как раз в том что полные объёмы всей продукции складываются только из объёмов её конечного потребления и объёмов потребления продукции в производственных процессах межотраслевых потоков. Примером такой взаимосвязи может служить например потребление с х...
73829. Комплексные числа 388 KB
  Определение комплексного числа. Первая компонента комплексного числа действительное число называется действительной частью числа это обозначается так; вторая компонента действительное число называется мнимой частью числа. Два комплексных числа и равны тогда и только тогда когда равны их действительные и мнимые части.
73830. Многочлены -ой степени 536.5 KB
  Многочленом ой степени называется функция где постоянные комплексные числа коэффициенты многочлена комплексная переменная. Число в котором многочлен принимает нулевое значение называется корнем многочлена. Представим в виде многочлена по степеням. Очевидно отсюда следует утверждение: для того чтобы число было корнем многочлена необходимо и достаточно чтобы коэффициент при нулевой степени в разложении по степеням был равен нулю: .
73831. Линейные пространства 451.5 KB
  Обозначим множества векторов направленных отрезков на прямой на плоскости в пространстве соответственно с обычными операциями сложения векторов и умножения векторов на число. Вместо свободных векторов можно рассмотреть соответствующие множества радиус-векторов. Например множество векторов на плоскости имеющих общее начало т. Множество радиус-векторов единичной длины не образует линейное пространство так как для любого из этих векторов сумма не принадлежит рассматриваемому множеству.
73832. Проектирование операционных технологических процессов обработки заготовок 67.5 KB
  обработки позволяет правильно выбрать станок из имеющегося парка или по каталогу. По типу обработки устанавливают группу станков: токарный сверлильный В соответствии с назначением станка его компоновкой степенью автоматизации определяют тип станка: токарный одношпиндельный многошпиндельный револьверный полуавтомат и т. Если эти требования выполнимы на различных станках то при выборе учитывают следующие факторы: 1 соответствие основных размеров станка габаритным размерам обрабатываемой заготовки или нескольких одновременно...
73833. Анализ технологичности конструкции деталей 43 KB
  Ее следует отрабатывать на технологичность комплексно учитывая зависимость технологичности от следующих факторов: исходной заготовки вида обработки технологичности СЕ в которую эта деталь входит. Конструкция должна быть такой чтобы для ее изготовления можно было применять высокопроизводительные методы обработки. Повышение технологичности конструкции изделия предусматривает проведение следующих мероприятий: Создание конфигурации деталей и подбор их материалов позволяющих применение наиболее совершенных исходных заготовок сокращающих объем...
73834. Выбор вариантов схем базирования 40.5 KB
  Для создания возможности повышения уровня концентрации обработки в операции и снижения разнообразия технологической оснастки лучше принять в качестве базы для обработки всех поверхностей детали одну и туже базу Е. Синтез маршрута обработки заготовки Первый шаг синтеза маршрута обработки заготовки распределение отобранных переходов обработки типовых поверхностей заготовки по этапам типовой схемы изготовления деталей соответствующего класса или подкласса. Типовая схема обработки является вариантом полного типового решения. Причиной...
73835. Проектирование маршрутных технологических процессов механической обработки 52 KB
  Маршрутное описание ТП заключается в сокращенном описании всех технологических операций в маршрутной карте в последовательности их выполнения без переходов и технологических режимов. Операционное описание ТП характеризуется полным описанием всех технологических операций в последовательности их выполнения с указанием переходов и технологических режимов. Маршрутнооперационным описанием ТП называют сокращенное описание технологических операций в маршрутной карте в последовательности их выполнения с полным описанием отдельных операций в других...