Курсовая Электропривод. Разработка разомкнутой системы реверсивного электропривода производственного механизма
![]()
|
![]() ![]() ![]() ![]() 3) П 42.- ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Выбираем двигатель руководствуясь следующими данными: ![]() где ![]() ; ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 2) ![]() 3) ![]() ![]() Выбираем двигатель серии П-42. Для дальнейших расчетов выбираем ближаешее меньшее стандартное передаточное число редуктора и его тип РМ-500: ![]() Рассчитываем мощность генератора: ![]() В качестве генератора будем использовать двигатель типа П-41. Рассчитываем мощность АД: ![]() В качестве гонного двигателя используем асинхронный двигатель серии МТН с фазным ротором: Тип МТН-111-6: ; ; ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 6. Построение тахограммы и нагрузочных диаграмм Тахограмма представляет собой зависимость ![]() Подъём: 1 интервал- время работы двигателя с ![]() ![]() 2 интервал- время разгона двигателя и длина участка пути: ![]() 3 интервал- время перехода от ![]() ![]() ![]() 4 интервал- время работы на ![]() ![]() где ![]() ![]() 5 интервал- время замедления скорости тележки до “0” и длина участка пути: ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 6 интервал- время разгрузки: Аналогично рассчитывается интервалы второй половины цикла. При этом время разгона двигателя и длина пути на спуске равны этим значениям на подъеме: Спуск: 7 интервал: ![]() 8 интервал: ![]() 9 интервал: ![]() 10 интервал: ![]() 11 интервал: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() 12 интервал: Нагрузочная диаграмма электропривода представляет собой зависимость ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ; где ![]() ![]() ![]() соотношение между угловыми ускорениями двигателя, барабана и линейным ускорением тележки или угловое ускорение вала двигателя. ![]() Подъем: На 1 интервале двигатель должен преодолевать как статическую, так и динамическую нагрузки. При этом величина определяется: ![]() ![]() ![]() ![]() На 2 интервале имеет место движение с ![]() ![]() На 3 интервале имеет место замедления тележки: ![]() ![]() ![]() 4 интервал: ![]() 5 интервал: в момент времени ![]() Аналогично рассчитываются и строятся графики ![]() ![]() Спуск: 7 интервал: ![]() ![]() ![]() ![]() 8 интервал: ![]() 9 интервал: ![]() ![]() 10 интервал: ![]() 11 интервал: 6. Проверка двигателя по перегрузочной способности и мощности Построенная нагрузочная диаграмма позволяет проверить правильность выбора двигателя с точки зрения обеспечения перегрузочной способности. Если ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Воспользуемся методом эквивалентного момента: ![]() где m- число рабочих участков; ![]() ![]() - время работы двигателя на ![]() ![]() ![]() Приближенное зависимость коэффициента ухудшение теплоотдачи от угловой скорости можно считать линейной. Тогда для установившейся угловой скорости ![]() ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() Эквивалентный момент равен: ![]() ![]() ![]() С помощью выражения эквивалентного момента, реальная многоступенчатая нагрузочная диаграмма двигателя приводится к типовой (S3) эквивалентной по нагреву одноступенчатой нагрузочной диаграмме, рис.3; с эквивалентной продолжительностью включения: ![]() где ![]() ![]() участка и паузы. ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Как правило, рассчитанная ![]() ![]() ![]() ![]() Если номинальное значение соответствующего параметра предварительно выбранного двигателя со стандартным ![]() ![]() ![]() ![]() 7. Расчет и построение механических (электромеханических) характеристик электропривода Расчет и построение характеристик ![]() ![]() ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ЭДС генератора при подъеме: ![]() ![]() ЭДС генератора при спуске: ![]() ![]() Ток и момент короткого замыкания для соответствующего режима определяется выражениями: ![]() ![]() При подъеме: ![]() ![]() ![]() При спуске: ![]() ![]() 8. Расчет и построение графиков переходных процессов электропривода ![]() ![]() ![]() Переходные (динамические) режимы в двигателе связанные с изменением управляющего воздействия (ЭДС генератора) параметров якорной цепи или нагрузки на валу двигателя и т.д., приводят к изменению ЭДС, угловой скорости, момента и тока двигателя и соответственно механических и электромагнитных и тепловых переходных процессов, в виду на весьма большой инерционности и электромагнитных процессов в якорной цепи двигателя (генератора) из-за их быстрого протекания, не учитывают: При расчете переходных процессов сделаны следующие допущения: 1. Магнитная система генератора не насыщена. 2. Влияние гистерезиса и вихревых токов мало и не учитывается. 3. Реакция якоря и последовательная обмотка генератора отсутствует, а ток якоря на цепь возбуждения не влияет. 4. Магнитный поток двигателя ![]() При скачкообразном приложение ![]() ![]() ![]() При достижение тока ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() где ![]() ![]() Чрезмерное перенапряжения может привести к пробою изоляции обмотки возбуждения. Обычно принимаем ![]() ![]() ![]() Сопротивление ![]() ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() Индуктивность обмотки возбуждения: ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Электромагнитная постоянная времени контура возбуждения: ![]() ![]() Величина напряжения на входе схемы возбуждения: После подачи ![]() ![]() При достижение тока возбуждения величины ![]() ![]() ![]() ![]() На первом участке ![]() ![]() тогда: ![]() ; где - ток короткого замыкания, соответствующая новой электромеханической характеристики ![]() Продолжительность первого участка определяется как: ![]() когда в момент времени ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Уравнение ЭДС генератора ![]() Из этого уравнения можно описать изменение ЭДС генератора на всех участках движения тележки. На участке ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() На интервале ![]() ![]() Для второго и последующих участков уравнение равновесия ЭДС и напряжений записываются в виде: где принято: ![]() ![]() ![]() ![]() После преобразования и решения получим исходные дифференциальные уравнения для определения ![]() ![]() ![]() ![]() где ![]() - ![]() - ![]() - - угловая скорость идеального холостого хода соответствующая ![]() ![]() -- угловая скорость идеального холостого хода соответствующая ![]() ![]() - ![]() ![]() ![]() ![]() где ![]() ![]() ![]() - ![]() - ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() На участке ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() На оставшихся участках все процессы будут представлены следующими уравнениями: для участка ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() для участка ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() На участке в обмотке возбуждения генератора переходного процесса нет и следовательно, двигатель работает на характеристике, обеспечивающий движение тележки с ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() На участке ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() В момент времени ![]() ![]() ![]() где второе слагаемое приравнивается к ![]() ![]() ![]() ![]() На участке ![]() ![]() где ![]() ![]() Схема включения обмотки возбуждения Кривая изменения ![]() 1) участок ![]() 2) участок ![]() ![]() 3) участок ![]() ![]() 4) участок ![]() ![]() 5) участок ![]() 6) участок ![]() ![]() 7) участок ![]() ![]() 9. Проверка двигателя по нагреву с учетом реальных переходных режимов Метод эквивалентного момента: ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Двигатель выдержал проверку с учетом переходных процессов. 10. Расчет и выбор пусковых резисторов приводного АД Если мощность сети достаточна и допускает прямой пуск асинхронного двигателя, то в качестве приводного двигателя используется асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором. Т.к. в задании на курсовую работу мощность сети не оговаривается и, учитывая учебный характер работы, то предусматривается осуществлять непрямой пуск приводного двигателя, т.е. использовать асинхронный двигатель с фазным ротором. Необходимо рассчитать величину сопротивлений пусковых ступеней и выбрать тип используемых резисторов. Асинхронный двигатель серии МТН с фвзным ротором: Тип МТН-111-6: ; ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Для определения числа ступеней: ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Учитывая, что приводной двигатель пускается практически в холостую, то его статический момент холостого хода будет составлять не более ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() m=1 –округленное до целого числа ступеней пуска. Кратность пусковова момента по отношению к переключающему ![]() Уточним значение: ![]() Пусковая диаграмма асинхронного двигателя приведена на рис. 8 и имеет одну ступень ускорения. Рассчитаем величину сопротивления ступени реостата для случая соединение обмоток ротора в звезду: ![]() Полное сопротивление (активное) линий ротора: ![]() Выбираем тип резисторов: тип ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() Режим работы тока в резисторе кратковременный. Тепловой расчет сводится к определению эквивалента изменяющегося по времени тока: ![]() где, ![]() ![]() ![]() ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() Таблица зависимости : ![]() ![]() ![]() ![]() Время разгрузки на ступени: ![]() где ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() ![]() При любых значениях тока, проходящего через резистор, средний ток имеет наименьшую величину, большее значение имеет эквивалентный ток по теплу и самое большее значение – эквивалентный по перегреву. Для многих практических случаев, когда время цикла по отношению к постоянной времени нагрева мало, удовлетворительные результаты можно получить, если эквивалентный по перегреву ток определить как эквивалентный по теплу, т.е. ![]() |