Разработка регулируемого электропривода механизма с заданным рабочим циклом Требования к (стр. 4 из 6)

Питание обмотки возбуждения осуществим от вторичной обмотки выбранного трансформатора. Для выпрямления переменного напряжения, очевидно, подойдёт ещё один рассчитанный ранее выпрямитель по трёхфазной мостовой схеме. В связи с тем, что коэффициент пульсаций выпрямителя достаточно мал и индуктивность обмотки возбуждения достаточно большая (по сравнению с якорной обмоткой) дополнительных фильтров устанавливать не будем.

В данном приводе (по заданию) необходимо предусмотреть защиту от аварийных ситуаций.

В системах АЭП применяются защиты [ ]:

Основные:

1) максимально-токовая защита;

2) тепловая защита;

3) минимально-токовая защита;

специализированные:

4) защита от перенапряжения;

5) защита от превышения напряжения и скорости двигателя.

Максимально-токовую защиту (защиту от КЗ) осуществим автоматическими выключателями с максимально-токовыми расцепителями, соответственно для всей схемы (SF1- автомат АК63-3МГ на ток 50 А и напряжение 500 В.) и для двигателя (SF2 – автомат AК63-1МГ на ток 50 А. И напряжение 220 В.).

Тепловую защиту двигателя (защиту от длительной перегрузки током в повторно-кратковременном режиме ) осуществим реле максимального тока КА1 (РЭВ-570 на 40 А.).

Для защиты двигателя от снижения тока в цепи возбуждения применим минимально-токовое реле КА2( РЭВ-830 на 1,6 А.).

Для защиты двигателя от превышения напряжения на якоре применим реле напряжения KV (РН53/400 на 400 В.) в сочетании со встроенным тахогенератором.

Для защиты двигателя от перенапряжений на обмотке возбуждения (при отключении или обрыве) используем разрядные резисторы, которые включаются как можно ближе к клеммам этих обмоток.

Рис. 2 Схема защиты обмотки возбуждения от перенапряжений

Разрядный резистор R_p выбирается из условий ограничения перенапряжений на уровне U_перср£ 1000В.

При U_Н = 220В; R_p = 4,5 R_В=4,5×216=972 Ом.

В целях унификации ставим диод Д246.

Рис. 3 Схема силовой цепи электропривода

6. Расчёт статических характеристик электропривода

Суммарное сопротивление якорной цепи:

Ом.

Жесткость механической характеристики:

Максимальное напряжение на двигателе:

В.

Параметры рабочих режимов сведены в табл. 5

Таблица 5.Параметры рабочих режимов.

	83,776	8,378	-83,776	-8,378
	800	80	-800	-80
	7.927	31.496	-7.927	-15.783

Необходимое напряжение питания двигателя в соответствии с формулой:

Относительная длительность включения [ , стр. 77] :

Скорость холостого хода:

Результаты расчета механических характеристик сведены в табл. 6., статические механические характеристики приведены на рис.3 и рис.4.

Таблица 6.Статические механические характеристики.

В.	206.029	67.316		-202.02	-40.331
	0.968	0.653	0	0.041	0.408	0
рад/сек	88.824	28.435		-88.824	-18.429
об/мин	848.207	271.537		-848.2	-175.98

7. Расчёт переходных процессов в электроприводе

Из условия ограничения ускорения при пуске значением в 0,4 м/с² имеем:

Н×м

Из условия ограничения ускорения при торможении значением в 0,4 м/с², имеем:

Н×м

Электромеханическая постоянная времени:

мс.

Электромагнитная постоянная времени:

мс.

Соотношение постоянных времени:

Видно, что электропривод не имеет склонности к колебательности. Для упрощения, построим переходные процессы не учитывая электромагнитную инерцию.

Далее проведём расчёт переходных процессов по участкам.

Участок 1 – пуск до w₀₁=83.776 с^-1 с последующим приложением момента М_С=7.927 Н×м.

Участок 2 – торможение до w₀₂=8.378 с^-1 с набросом момента до М_С=31.496 Н×м.

Участок 3 – торможение до w₃=0 без момента сопротивления (М_С=0).

Участок 4 – пуск до w₀₄=-83.78 с^-1 с моментом сопротивления М_С=-7.927 Н×м.

Участок 5 – торможение до w₀₅=-8.378 с^-1 с моментом сопротивления

М_С=-15.783 Н×м.

Участок 6 – торможение до w₆=0 без момента сопротивления (М_С=0).

Для моделирования переходных процессов составлена модель в Matlab (схему см. Приложение).

Результаты расчетов и моделирования представлены на рис. 5 - 11.

Рис. 5. Результаты моделирования (участок 1).

Рис. 6. Результаты моделирования (участок 2).

Рис. 7. Результаты моделирования (участок 3).

Для проверки ошибок по расчетным данным, увеличим значение задания