Построение и расчет статических характеристик электропривода системы генератор-двигатель системы (стр. 1 из 3)

Министерство образования и Науки Украины

Тема проекта:

«Построение и расчет статических характеристик электропривода системы генератор-двигатель системы Г-Д»


Содержание

1. Исходные данные

2. Описание работы электропривода системы генератор-двигатель

3. Выбор генератора

4. Расчет и построение статических характеристик электропривода

5. Определение динамических параметров для электродвигателя

6. Определение коэффициента форсировки

7. Расчет резисторов в цепи обмотки возбуждения генератора

7.1 Определение сопротивления разрядного резистора R4

7.2 Определение сопротивления резисторов R1, R2, R3

Заключение

Список использованной литературы


1. Исходные данные (вариант №5)

1. Тип электродвигателя Д-32

2. Номинальная мощность Рном 12 к Вт

3. Номинальная скорость nном 770 об/мин.

4. Номинальный ток Iном 65 А

5. Суммарное сопротивление электродвигателя Rя.д.+Rдп.д. 0,28 Оm

6. Число активных проводников Wя.д. 558

7. Число параллельных ветвей якоря 2а 2

8. Число полюсов 2р 4

9. Момент инерции якоря Jд 0,425 кг·м2

10.Коэффициент инерции привода Кj 1,6

11.Коэффициент нагрузки привода Кз 1


2. Описание работы электропривода системы генератор-двигатель

Схема управления силовой частью системы Г-Д (рисунок 2.1) обеспечивает две рабочие скорости вращения двигателя М1: основную (номинальную) wдном и половинную, равную 0,5wдном. Управление системой осуществляется с помощью командоаппарата S5, имеющего пять положений. Когда S5 находится в положении 1, двигатель М1 работает на основной характеристике, переключение в положение 2 обеспечивает вращение двигателя с половинной скоростью. В положении 3 обмотка возбуждения генератора LG1.2 отключена. В положениях 4 и 5 двигатель М1 вращается в противоположном направлении (реверс) соответственно с половинной и основной скоростью. При номинальной скорости вращения электродвигателя М1 в цепь возбуждения генератора LG1.2 включены резисторы R1 и R2, при половинной скорости – R1, R2, R3. Пуск электродвигателя осуществляется с форсировкой возбуждения генератора, выполняемой закорачиванием на время переходного процесса резисторов R2 и R3 контактами контактора К5. Отключение форсировки выполняется с помощью реле напряжения К6 и К7, включенных на шины генератора G1 и настроенных на напряжения срабатывания, соответствующие значениям выбранной скорости двигателя. Останов электродвигателя происходит при переводе командоаппарата в положение 3, при этом гашение энергии магнитного поля возбуждения генератора осуществляется в разрядном контуре «обмотка возбуждения LG1.2 – разрядное сопротивление R4».

Схема обеспечивает ряд защит электропривода:

- от снижения тока возбуждения двигателя ниже допустимого – с помощью реле обрыва поля К9;

- от превышения напряжения генератора выше допустимого – реле К8;

- максимальную токовую защиту – реле К11;

- нулевую защиту (от самозапуска ЭП после кратковременного исчезновения напряжения в сети переменного тока) – реле К1.

Все реле защиты воздействуют на реле нулевой защиты К1, отключающее обмотку возбуждения генератора.

Рисунок 2.1 – Схема электрическая принципиальная системы Г-Д


3. Выбор генератора

Выбор генератора производится по номинальным данным двигателя, при этом номинальное напряжение генератора должно быть приблизительно на 5% больше напряжения двигателя, а

Iн.г. Iн.д. (3.1)

где Iн.г., Iн.Д. – номинальный ток соответственно генератора и двигателя, А.

В соответствии с выше переведенными рекомендациями я выбрала такой генератор:

1. Тип генератора П71

2. Номинальный ток генератора Iн.г. 69.5 А

3. Число витков обмотки якоря Wя.г. 297

4. Сопротивление якоря Rя.г. 0,224 Ом

5. Число витков обмотки последовательного возбуждения WО,В.г. 14

6. Сопротивление ОПВ Rо.вз..г 0,0115 Ом

7. Число витков обмотки возбуждения Wв.г. 950

8. Сопротивление обмотки возбуждения Rв.г. 43 Ом

9. Номинальное напряжение Uн.г. 230 В

10.Номинальная скорость nн.г. 1450 об/мин

11.Число пар полюсов 2р 4

12.Число параллельных ветвей 2а 4

Таблица 3.1- Кривая намагничивания генератора

F, A 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 8000
Ф,Вб 0 0,0031 0,0053 0,00687 0,0081 0,0088 0,0094 0,0103

Рисунок 3.1 – График зависимости Фг.н.=f(Iв.г.н.)

Построим характеристику ЭДС холостого хода генератора

при номинальной скорости вращения генератора
. ЭДС холостого хода генератора определяем по соотношению:

, (3.2)

где Eг. –ЭДС генератора, В;

Кг. – конструктивный коэффициент генератора;

Фг. – поток возбуждения, Вб;

wг.н. – номинальная угловая скорость вращения якоря генератора, рад/с.

(3.3)

где n – номинальная скорость генератора, об/мин.

Конструктивный коэффициент генератора Кг определяется по формуле:

, (3.4)

где Wя – число витков обмотки якоря генератора;

р – число пар полюсов обмотки возбуждения генератора;

а – число параллельных ветвей обмотки якоря генератора.

Ток возбуждения генератора Iв.г, А:

, (3.5)

где F – магнитодвижущая сила, А;

Wов.г.– число витков обмотки возбуждения генератора.

Результаты расчетов для построения зависимости

свести в табл. 3.2

Таблица 3.2– Расчет характеристики холостого хода генератора

Iв.г.,A 1,052 1,95 2,105 3,157 4,21 4,68 5,263 6,315 8,421 12,631
Eг., A 89 144,79 151,16 197,23 232,54 242,72 252,64 269,87 295,71 321,54

Рисунок 3.2 – Характеристика ЭДС холостого хода генератора


4. Расчет и построение статических характеристик электропривода

Статические характеристик (электромеханическая f(IЯ) и механическая f(М) ) рассчитываются по известным соотношениям для двигателя постоянного тока независимого возбуждения:

(4.1)

(4.2)

где КД. – конструктивный коэффициент двигателя;

ФН..Д. – номинальный поток его возбуждения, Вб;

- суммарное сопротивление якорной цепи, Оm.

Суммарное сопротивление якорной цепи RяS определяется суммой всех сопротивлений элементов силовой цепи, включенных последовательно с якорем генератора:

= КТ·(RЯД + RДПД+ RЯГ+ RПР+ RДПГ) + 4RЩ, (4.3)

Т·(RЯД + RДПД) + 2RЩ, (4.4)

где КТ– температурный коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления при нагреве, КТ – 1,24;

RЯД, RЯГ– сопротивление якорной цепи двигателя и генератора, Оm;

RДПГ,RДПД – сопротивление дополнительных полюсов генератора и двигателя, Оm;

RЩ – сопротивление щеточных контактов, Оm;

RПР – сопротивление соединительных проводов, Оm.


(4.5)

где UЩ – падение напряжения в щеточных контактах,считаем неизменным 1В.

При определении Rпр длину соединительных проводов принять – l=25 м, провода считать медными:

(4.6)

где ρ -удельное сопротивление Ом×мм2/м (для меди r = 0,017);

l – суммарная длина соединительных проводов, м;

j – допустимая плотность тока, j = 4 А/мм2

IН.Д. – ток якорной цепи системы Г-Д, А

;
Оm;

Окончательное суммарное сопротивление якорной цепи будет иметь вид:

=1,24(0,00805+0,00655+0,00077+0,00309)+4*0,00145=0,902 Оm;

=1,24·0,28+2·0,0153=0,0129 Оm;

Произведение (КД.·ФН.Д.) определяем по паспортным данным двигателя:

, (4.7)

- номинальная угловая скорость вращения двигателя