Электропривод продольнострогательного станка. Пояснительная записка. Рис. 1, и удовлетворяющего следующим условиям Исходные данные конструктивнотехнологических параметров

• Название: Рис. 1, и удовлетворяющего следующим условиям Исходные данные конструктивнотехнологических параметров
• Анкор: Электропривод продольнострогательного станка
• Дата: 13.04.2021
• Размер: 0.99 Mb.
• Имя файла: Пояснительная записка.doc
• Тип: Реферат; #194432
• страница: 3 из 3

Нагрузочная диаграмма и тахограмма электропривода приведены на Рис. 4.

5.Проверка выбранного двигателя по нагреванию и перегрузке
Проверку двигателя по нагреву проводим по методу эквивалентного тока для двигателя, имеющего независимую вентиляцию:

(5.44 [4])

Итак, двигатель загружен на и имеется запас около , что подтверждает проверку двигателя по нагреву.


6.Анализ динамических свойств электромеханического преобразователя,

как объекта управления. Анализ соотношения механических и

электрических постоянных времени
Модуль жесткости статической характеристики в разомкнутой системе определяется выражением:

, (4.7 [4])

где - активное сопротивление якорной цепи:

.

Электромагнитная постоянная времени вычисляется по формуле:

, (4.7 [4])

где - индуктивное сопротивление якорной цепи:

, (3.42 [4])

где - коэффициент для некомпенсированных двигателей.

Электромеханическая постоянная времени вычисляется по формуле:

. (Стр. 253 [4])

Отношение постоянных времени электропривода, определяющее колебательность электропривода:

. (Стр. 254 [4])

Переходный процесс колебательный.

Частота колебаний переходного процесса:

.
Вещественная составляющая корней:

.

Время достижения максимума:

.

Скорость холостого хода (задания) двигателя, при которой обеспечивается максимально допустимый момент, определяется выражением:

.


Структурная схема электромеханической линеаризованной модели приведена на рис. 5. График переходного процесса и при ступенчатом задании скорости равной представлен на рис. 6.


Рис. 5. Структурная схема электромеханической линеаризованной модели

Рис. 6. График переходного процесса и

при ступенчатом задании скорости
7.Выбор параметров силовой части электропривода и

системы управления силовым преобразователем энергии.
Схема силовых цепей выпрямительно-инверторного преобразователя должна обеспечивать выполнение требований, предъявляемых к электроприводу, при минимальном количестве управляемых вентилей и высоких технико-экономических показателях, поэтому мы выбираем комплектный тиристорный электропривод постоянного тока на токи с микропроцессорной системой управления и воздушным охлаждением российской фирмы «УРАЛЭЛЕКТРОТЯЖМАШ»

Выбирается пульсность схемы исходя из мощности привода. Выбираем пульсность (Табл. 2 [7]) для мощностей .
включает в себя следующие функциональные узлы и устройства:

• силовая часть с трёхфазной мостовой схемой выпрямления и встечно-параллельным соединением тиристоров для реверсивных КТЭ;

• система управления тиристорами;

• система автоматического регулирования;

• система защиты, сигнализации и управления электропривода;

• устройство питания электромагнита механического тормоза;

• устройство питания обмотки возбуждения двигателя;

• устройство питания обмотки возбуждения тахогенератора;

• устройство динамического торможения (включая резисторы динамического торможения);

• силовые сетевые реакторы;

• сглаживающие или токоограничивающие реакторы в цепи выпрямленного тока;

• силовая коммутационная и защитная аппаратура в цепях переменного и постоянного тока.
Выбираем номинальный выпрямленный ток преобразователя из стандартного ряда. Этот ток должен превышать номинальный ток двигателя: .

Принимаем при
По каталогам выбираем
Тиристорные комплектные электроприводы серии КТЭУ являются регулируемыми электроприводами постоянного тока, в которых преобразование напряжение переменного тока постоянной амплитуды и частоты в выпрямленное напряжение регулируемой величины осуществляется с помощью тиристорных преобразователей.

Кроме тиристорного преобразователя КТЭУ включает в себя дополнительные элементы, узлы и устройства, обеспечивающие работу электропривода как функционально законченного устройства во всех требуемых режимах и осуществляющие автоматическое регулирование таких координат, как ток якоря, его поток возбуждения, частота вращения, положение и т.д.
ТЭУ включает в себя следующие функциональные узлы:

• силовая часть тиристорного преобразователя;

• силовой питающий трансформатор;

• коммутационная защитная аппаратура на стороне как переменного, так и постоянного тока;

• система импульсно-фазового управления тиристорами;

•система защит преобразователя;

• оперативная коммутационная аппаратура на стороне постоянного тока (рубильник иди разъединитель, контакторы линейный и динамического торможения);

• резисторы динамического торможения (если оно есть);

• сглаживающий реактор в цепи постоянного тока (для КТЭУ при I_ном > 800 А);

• управляемый тиристорный возбудитель для питания обмоток возбуждения;

• система автоматического регулирования (САР) координат электропривода;

• систему логического управления и защит электропривода, включающую сигнализацию срабатывания защит;

• блок возбуждения тахогенератора (при необходимости);

• электроизмерительные приборы.

В КТЭУ используется трехфазная мостовая схема без последовательного соединения тиристоров. Функциональная схема электропривода КТЭУ изображена на рис.8.

Преобразователь выбираем по номинальному току I_N = 230 А и напряжению U_N = 230 В. Номинальные данные КТЭУ: I_ном = 250 А; U_ном = 230 В; однодвигательный; реверсивный; питание через силовой трансформатор от сети 380 В [1].

Выполняем расчет механических характеристик. Вначале рассчитываем внешние характеристики системы ТП-Д E_Я = f(I_Я) для нескольких значений угла управления. В первую очередь находим приближенную границу (полагая R_ЯЦ = 0) между зонами прерывистого и непрерывного тока. Координаты границ [2]

,

,

где


Задаемся значениями угла управления: α = 15, 60, 90, 120, 150 °. В режиме прерывистого тока в начале находим минимальную ЭДС якоря при I_Я = 0 и при больших углах управления [2]

.

Затем, задаваясь рядом значений угла проводимости λ в пределах от одного шага расчета до , вычисляют [2]

,

,

где ,

В режиме непрерывного тока внешние характеристики являются прямыми линиями [2]

E_Я = E_d(α) – R_ЭI_Я – ΔU_Щ – ΔU_Т ,
где ΔU_Щ – падение напряжения в щетках двигателя; ΔU_Т – прямое падение напряжения на открытых тиристорах; R_Э – эквивалентное активное сопротивление цепи якоря [2]


Внешние характеристики в определенном масштабе совпадают с механическими характеристиками ω = f(M), для этого введем необходимый коэффициент – произведение постоянной двигателя на его магнитный поток


Тогда угловая скорость и момент двигателя находятся через его ток и ЭДС

,

.

Рис. 9. Механические характеристики

8.Расчеты по энергетике электропривода (расчет потерь за цикл работы,

энергии, потребляемой из сети, среднециклового КПД и т.д.)
Номинальный КПД двигателя определяются по формуле:

.

Переменные потери в номинальном режиме имеют вид:

.

Условно постоянные потери двигателя:

.

Коэффициент отношения потерь имеет вид:

.

Коэффициент переменных потерь для каждого участка нагрузочной диаграммы имеет общий вид:

.

Тогда потери на любом из участков определяются так:

.

Активная энергия, потреблённая двигателем на каждом из участков:

.

Суммарная энергия, потреблённая за цикл, вычисляется по формуле:

.

Среднецикловой КПД имеет вид:

.

Таблица 2. Значения времени , коэффициента

переменных потерь , потери на участках и

активная энергия, потреблённая двигателем

№	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10/	10//	11	12/	12//
	0,194	0,8	0,16	0,453	12,3	0,453	0,16	0,8	0,194	0,676	0,676	3,473	0,676	0,676
	1	0,142	0,877	1,735	0,877	-0,4	0,877	0,142	-0,78	-1	-1	-0,14	0,932	0,932
	5,02	1,1	4,1	13,1	4,1	1,6	4,1	1,1	3,5	5,02	5,02	1,1	4,5	4,5
	2	2,1	2,15	15,7	432,3	3,02	2,15	2,1	1,5	-9,2	-9,2	40,2	-8,6	-8,6

Заключение
В курсовом проекте рассчитан электропривод механизма главного привода продольно-строгального станка. В качестве двигателя выбран двигатель постоянного тока с независимым возбуждением : номинальная мощность , скорость вращения . Двигатель приводит во вращение механизм через две пары зубчатых колес и червячную передачу.

Двигатель проверен по нагреву методом эквивалентного тока и перегрузке.

В качестве преобразователя напряжения двигателя выбран промышленный реверсивный тиристорный преобразователь типа КТЭУ с номинальным выпрямленным током и на напряжение . К сети переменного напряжения преобразователь подключен через анодный реактор. Для более качественного управления двигателем в цепи постоянного тока установлен дроссель.

Рассчитано значение энергии потерь и активная энергия, потребляемая двигателем из сети за цикл. При заданной тахограмме двигатель работает со среднецикловым КПД равным 0,832.

Библиографический список.
1) Теория Электропривода: Методические указания и типовые задания к проекту /И.Я.Браславский, В.И.Лихошерст, В.П.Метельков, Е.Ф.Тетяев. Свердловск: УПИ, 1991. 36 с.
2) Проектирование электрических машин: Учеб. для вузов /И.П.Копылов, Б.К.Клоков, В.П.Морозкин, Б.Ф.Токарев; Под ред. И.П.Копылова. – 3-е изд.,испр. и доп. – М.: Высш.шк., 2002. – 757 с.:ил.
3) Вольдек А.И. Электрические машины. Учебник для студентов высш. техн. учебн. заведений. – 3-е изд., перераб. – Л.: Энергия, 1978. – 832 с., ил.
4) Ключев В.И. Теория электропривода: Учеб. для вузов. – 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1998. – 704 с., ил.
5) Справочные данные по элементам электропривода: Методические указания к курсовому проекту по дисциплине “Теория электропривода” / И.Я.Браславский, А.М.Зюзёв, В.И.Лихошерст, В.П.Метельков, С.И.Шилин. Екатеринбург: УГТУ, 1995. 56 с.
6) Редукторы. Справочное пособие. Изд. 2-е , доп. и перераб. Краузе Г.Н., Кутилин Н.Д., Сычко С.А. Л., “Машиностроение”, 1972 г. 144 стр., 206 табл., 82 ил.
7) Справочное пособие.