Главная страница
Навигация по странице:

  • ФГБОУ ВО «ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СЕВЕРНОГО ЗАУРАЛЬЯ» МЕХАНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

  • Тюмень – 2018 Содержание

  • 1.1Рассчитать и построить механическую характеристику электродвигателя по пяти точкам

  • 1.2 Расчет механической характеристики по формуле Клосса

  • 1.3 Расчет электромеханической характеристики

  • 1.4 Расчет механической характеристики при понижении напряжения на 25%

  • 2 Расчет механической характеристики рабочей машины \

  • 3 Построение нагрузочной диаграммы при пуске и определении времени пуска

  • 4 Расчет потерь энергии при пуске и реверсе электродвигателя

    		•

    привод кр. Дисциплина Электропривод расчетнопояснительная записка к контрольной работе


    Скачать 52.94 Kb.
    НазваниеДисциплина Электропривод расчетнопояснительная записка к контрольной работе
    Дата14.01.2021
    Размер52.94 Kb.
    Формат файлаdocx
    Имя файлапривод кр.docx
    ТипЛитература
    #167985

    Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

    ФГБОУ ВО «ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ

    УНИВЕРСИТЕТ СЕВЕРНОГО ЗАУРАЛЬЯ»

    МЕХАНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

    Кафедра «Энергообеспечение сельского хозяйства»

    Дисциплина «Электропривод»

    РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

    К контрольной работе


    Выполнил студент 3 курса

    группы Б-ЭЭ

    (подпись)


    Руководитель проекта

    к. т. н. доцент В.В. Юркин

    (уч. степень, уч. звание, должность) (подпись)


    Тюмень – 2018

    Содержание
    Введение 3

    Данные по вариантам 4

      1. Рассчитать и построить механическую

    характеристику электродвигателя по пяти точкам 5

    Расчет механической характеристики по формуле Клосса 6

    Расчет электромеханической характеристики 7

      1. Расчет механической характеристики при понижении

    напряжения на 25% 8

    2. Расчет механической характеристики рабочей машины 8

    3. Построение пусковой нагрузочной диаграммы 9

    4. Расчет потерь энергии при пуске и реверсе электродвигателя 11

    Нагрузочная диаграмма при пуске двигателя и рабочей машины 13

    Литература 14

    Введение
    Преобладающее количество рабочих машин, применяемых в народном хозяйстве, имеют электрический привод различного типа, конструкции и режима работы с простейшими и полностью автоматизированными схемами управления. Электропривод является основным потребителем электрической энергии, поэтому от правильности его выбора зависят экономичность и надежность работы производственных машины.

    Данные по вариантам
    Исходные данные для проведения расчётов берутся из таблиц №1 (по предпоследней цифре номера зачётной книжки) и №2 (по последней цифре номера зачётной книжки). Значение «0» в номере зачётной книжки соответствует номеру варианта «10».
    Таблица №1 – Технические данные рабочей машины

    № варианта
    nрм.н
    Mрм.о
    Mрм.н
    G∙D2рм
    x
    ηпер

    об/мин
    Н∙м
    Н∙м
    кг∙м2
    -
    -

    8
    298
    11
    190
    4,8
    1
    0,77


    Таблица № 2 – Технические данные электродвигателя

    № п/п
    Тип двигателя
    Мощность, кВт
    Частота вращения, об/мин
    КПД
    cos φ
    iП
    mП
    mМ
    mК
    tПО, с
    Момент инерции ротора, кгм2

    9
    4А200М6УЗ
    30
    977
    0.91
    0.89
    6,5
    1,3
    1
    2,4
    0,4
    0,13



    1.1Рассчитать и построить механическую характеристику электродвигателя по пяти точкам
    Каждая точка механической характеристики имеет две координаты: угловая скорость ω и момент, развиваемый электродвигателем, М.

    Точка 1: координаты - ωо, М0=0.

    рад/с

    где ωо– угловая синхронная скорость, рад/с;

    n0– синхронная скорость, об/мин (таблица №2).

    Точка 2: координаты – ωн, Мн.

    =314·(1-0,023)=306,8рад/с





    где ωн – угловая номинальная скорость, рад/с;

    Sн – номинальное скольжение;

    Мн – номинальный момент, Н∙м;

    Рн – номинальная мощность, Вт.

    Точка 3: координаты – ωк, Мк.





    = - для электродвигателей мощностью более 20 кВт.

    где ωк – угловая скорость, соответствующая критическому моменту, рад/с;

    Sк – критическое скольжение;

    Мк – критический момент, Н∙м;

    mк– кратность критического момента.

    Точка 4: координаты – ωмин, Ммин.





    где ωмин угловая скорость, соответствующая минимальному моменту, рад/с;

    Sмин – минимальное скольжение, Sмин=0,85-0,87;

    Ммин – минимальный момент, Н∙м;

    mмин– кратность минимального момента.

    Точка 5: координаты – ωП=0, Мп, .



    где Мп – пусковой момент, Н∙м;

    mп– кратность пускового момента.

    Результаты расчета точек сведены в таблицу №3.
    1.2 Расчет механической характеристики по формуле Клосса



    Принимаем ε=Sк.

    Задаемся Si: 0,SН, 0,8SК,SК, 1,2SК, 0,6, 0,7, SМ, 1.
    Значения критического скольжения SК и момента МК принимаем из предыдущих расчётов механической характеристики.























    Результаты расчета точек сведены в таблицу №3.
    1.3 Расчет электромеханической характеристики
    Точка 1: имеет координаты

    , .





    , = , =0,46
    где Iо – ток на холостом ходу, А;

    Iн – номинальный ток, А;

    Uн – номинальное напряжение, В;

    ηн – КПД при номинальной скорости (таблица №2);

    cosφн – коэффициент мощности при номинальной скорости.

    Точка 2: имеет координаты – ωн=306,8 рад/с , ,

    Точка 3: имеет координаты – ωк =288,8 рад/с,

    ,

    где Iп – пусковой ток, А;

    Iк –ток при критическом моменте, А;

    iп – кратность пускового тока.

    Точка 4: имеет координаты – ωп=0, .

    Данные расчетов сводим в таблицу №3.
    1.4 Расчет механической характеристики при понижении напряжения на 25%
    Как известно, снижение напряжения на зажимах асинхронного электродвигателя приводит к снижению момента на валу. Данная зависимость отображается с помощью нижеприведённой формулы



    где ΔU=25 – падение напряжения на зажимах электродвигателя, %;

    Мj– момент двигателя при номинальном напряжении, Н∙м;

    Значения данного момента берутся из расчётов механической характеристики асинхронного двигателя и принимаются равными М0, МН, МК, ММ и МП.

    Мu – момент двигателя при пониженном наΔUнапряжении, Н∙м.

    0 Н∙м

    55Н∙м

    132Н∙м

    55Н∙м

    71Н∙м

    Расчеты остальных точек сведены в таблицу №3.
    2 Расчет механической характеристики рабочей машины

    \

    Момент сопротивления рабочей машины, приводим к валу электродвигателя:

    =

    =

    =

    =

    =

    =

    ,



    где ωрм.н – угловая номинальная скорость вала рабочей машины, рад/с;

    nрм.н – номинальная скорость вала рабочей машины, об/мин.

    Мрм.н - момент сопротивления рабочей машины при номинальной частоте врашения, Н∙м;

    Мрм.о - момент сопротивления рабочей машины, не зависящий от скорости, Н∙м;

    iр – передаточное отношение редуктора между двигателем и рабочей машиной;

    ηпер – КПД передачи между двигателем и рабочей машиной;

    х – степень уравнения.

    Расчеты остальных точек сведены в таблицу №3.
    Таблица №3 – Расчетные данные к построению механической и электромеханической характеристик асинхронного двигателя


    Расчетное скольжение
    0
    Sн
    0,8SК
    Sк
    1,2Sк
    0,6
    0,7
    Sm
    1

    Скорость
    ω
    Рад/с
    314
    306,8
    -
    288,8
    -
    -
    -
    44
    0

    1,1
    Ме
    Нм
    0
    97,8
    -
    234,7
    -
    -
    -
    97,8
    127,1

    1,2
    М
    Нм
    0
    109,5
    195,3
    199,8
    196,7
    55,6
    48
    39,4
    34

    1,3
    Iс
    А
    15,2
    56,3
    -
    293
    -
    -
    -
    -
    366,2

    1,4
    Мu
    Нм
    0
    55
    -
    132
    -
    -
    -
    55
    71,5

    2
    Мс
    Нм
    25,6
    25,1
    -
    23,7
    -
    -
    -
    4,8
    1,5


    По результатам расчетов, приведенных в таблице №3 строим заданные графики.

    3 Построение нагрузочной диаграммы при пуске и определении времени пуска
    Суммарный приведенный момент инерции:

    ,=

    ,=

    где GD2 – маховой момент инерции рабочей машины, кг∙м2;

    k – коэффициент, учитывающий момент инерции передачи от двигателя к рабочей машине;

    Jд – момент инерции двигателя, кг∙м2;

    Jрм– момент инерции рабочей машины, кг∙м2.
    По данным пунктов 1.1, 1.3 и 2 во втором квадранте системы координат построим механическую М(ω) (далее МД(ω)) и электромеханическую I(ω) характеристики электродвигателя, механическую характеристику рабочей машины МC(ω) и определим установившуюся скорость ωу(точку пересечения механических характеристик электродвигателя и рабочей машины)(рис.1). Скорость ωу определим на графике при равенстве моментов двигателя и рабочей машины, т.е. МД = МC .

    Отрезок оси от 0 до ωу, разделим на 6 отрезков 0-1; 1-2; 2-3 и т.д. Через точки 1, 2, 3 и т.д. проводим прямые, параллельные оси моментов и времени. Для каждой скорости ω1, ω2, ω3 … по графикам МД(ω) и МC(ω) определим значения моментов двигателя МП, M11, М12... и значения моментов сопротивления МТР, М21, М22… и внесем их в таблицу 4.

    Рассчитаем динамический момент системы МДИНi= МДi - МСi для каждого i значения скорости. По данным расчетов построим график МДИНi(ω). Операция определения МДИН выполняется графическим способом. Так, на рисунке для каждого значения скорости, допустим ω3 замеряется отрезок 3-13, равный моменту двигателя М13 из него вычитается отрезок 3-23 момента МC = М23. Динамический момент на скорости ω3 равен М43. Отрезки 3-23 и 43-13 равны.
    Таблица №4 – Результаты расчетов нагрузочных диаграмм при пуске двигателя и рабочей машины
    точка
    0
    1
    2
    3
    4
    5
    6

    1
    ωi
    рад/с
    0
    50
    100
    150
    200
    250
    300

    2
    Δωi
    рад/с
    0
    50
    50
    50
    50
    50
    50

    3
    Mдв.i
    Н∙м
    127
    99
    125
    150
    175
    200
    150

    4
    Mс.i
    Н∙м
    1,5
    6
    10
    10
    18
    22
    25

    5
    Mдин.i
    Н∙м
    34
    50
    75
    120
    150
    170
    135

    6
    Mдин.ср. i
    Н∙м
    0
    42
    62
    98
    135
    160
    175

    7
    Δt i
    с
    0
    0,24
    0,16
    0,1
    0,08
    0,06
    0,06

    8
    Ii
    А
    366
    331
    296
    261
    226
    191
    135

    9
    t i
    с
    0
    0,24
    0,4
    0,51
    0,58
    0,65
    0,70



    Время изменения скорости двигателя от ω2 до ω3 рад/с.





    Расчет остальных точек аналогичен. Результаты расчетов сведены в таблицу №4. Время пуска составляет tп =0,34 с, что значительно больше tпо=0,04 с.











    =0,70


    4 Расчет потерь энергии при пуске и реверсе электродвигателя
    Потери энергии в двигателе при пуске на холостом ходу:




    При торможении противовключениемотωо до 0 на холостом ходу:





    Потери энергии при пуске с нагрузкой:



    где α=0.6 – коэффициент, учитывающий способ пуска.







    Литература


    1. Кондратенков Н.И., Грачёв Г.М., Антони В.И. Курсовое проектирование по электроприводу в сельском хозяйстве. Учебное пособие. – Челябинск: ЧГАУ, 2002, 236 с.

    2. Епифанов А.П., Гущинский А.Г., Малайчук Л.М. Электропривод в сельском хозяйстве. М.: Лань, 2010, 224 с.

    3. Шичков Л.П. Электрический привод. М.: Колос, 2006, 279 с.

    4. Фролов Ю.М., Шелякин В.П. Основы электрического привода. М.: Колос, 2007, 252 с.

    5. Чиликин М.Г., Сандлер А.С. Общий курс электропривода. М.: Энергоиздат, 1981, 576 с.

    6. Кацман М.М. Электрический привод. М.: Издательский центр «Академия», 2005, 384 с.

    написать администратору сайта