привод кр. Дисциплина Электропривод расчетнопояснительная записка к контрольной работе
 Скачать 52.94 Kb.
|
 Министерство сельского хозяйства Российской ФедерацииФГБОУ 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
характеристику электродвигателя по пяти точкам 5 Расчет механической характеристики по формуле Клосса 6 Расчет электромеханической характеристики 7
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
Таблица № 2 – Технические данные электродвигателя
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/сгде 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   ,  .   , = , =0,46где 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∙мРасчеты 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
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
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.       =0,704 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
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||