Расчет электроприводов постоянного и переменного тока (стр. 1 из 5)

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО

ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра электрооборудования

КУРСОВАЯ РАБОТА

по курсу: «Автоматизированный электропривод»

на тему: «Расчет электроприводов постоянного и переменного тока»

Выполнил студент

гр. ЭО – 95 Васин А.В.

____________________

«__» __________ 1999

Принял ассистент

Захаров К. Д.

____________________

____________________

«__» _________ 1999

Липецк 1999

ЗАДАНИЕ

1. Электропривод с двигателем постоянного тока параллельного возбуждения

1.1. По исходным данным (табл.1), используя нагрузочную диаграмму и тахограмму механизма (рис.1), построить нагрузочную диаграмму двигателя. Известны следующие параметры механизма:

J_S— суммарный момент инерции механизма, приведенный к валу двигателя (с учетом момента инерции самого двигателя) при нагрузке М_с1 и М_с2;

J_S^’=0,2×J_S — суммарный момент инерции при М_с3 и М_с4.

Цикл работы механизмов состоит из следующих операций: подъем груза с М_с1=М_с/h и опускание с М_с2=М_с×h, а также подъем грузозахватывающего устройства с М_с3=0,3×М_с1 и опускание с М_с4=0,3×М_с2 (при активном моменте статическом; кпд передачи h=0,8).

Операции содержат режимы пуска, установившейся работы, предварительного понижения скорости и тормржения (см. рис.1). Продолжительность включения ПВ%=65% при одинаковом времени пауз.

Время установившейся работы на естественной характеристике t_уст =2×t_пуск1; время работы на пониженной скорости составляет 0,5×t_пуск1. Максимально допустимое ускорение электропривода не должно превышать |e_доп| в режиме торможения с М_с3. Во всех остальных переходных режимах момент двигателя должен быть одинаковым, равным М_доп=2,5×М_н.

1.2. По нагрузочной диаграмме выбрать двигатель постоянного тока параллельного возбуждения из серии машин длительного режима работы, имеющих угловую скорость w_р.

1.3. Построить механические w=f(M) и электромеханические w=f(I) характеристики электродвигателя для следующих случаев: пуск в N=2 ступеней, торможение противовключением, получение пониженной скорости w=0,3×w_р шунтированием цепи якоря и возвращение в режим w=0 (остановка) путем торможения противовключением. Определить параметры резисторов.

1.4. Определить пределы, в которых будет изменяться механическая характеристика в естественной схеме включения при колебаниях напряжения питания в пределах ±20%.

1.5. Построить характеристику динамического торможения w=f(I), обеспечивающую замедление с ускорениями, не превышающими |e_доп|. М_с=0,5×М_н. Определить параметры тормозного резистора.

1.6. Изобразить структурную схему двухмассовой системы механизма передвижения тележки. Приняв J₁=J_дв, J₂=3×J₁, w₁₂=1,2 с^-1, построить АЧХ при воздействии возмущения на вал механизма.

1.7. Рассчитать и построить механическую характеристику разомкнутой системы УП-Д, если е_п=220 В; внутреннее сопротивление управляемого преобразователя r_п=2×r_яд.

1.8. Изобразить структурную схему и рассчитать уравнение статической механической характеристики в системе УП-Д с замкнутой обратной связью по скорости. Определить коэффициент обратной связи по скорости К_ос и задающий сигнал U_зс, если статическая механическая характеристика проходит через точки М_н, w_н и имеет жесткость в 10 раз большую, чем в разомкнутой системе. Преобразователь считать инерционным звеном с коэффициентом усиления К_п=100, постоянной времени Т_п=0,01 с и с внутренним сопротивлением r_п=2×r_яд.

2. Электропривод с двигателем постоянного тока последовательного возбуждения.

2.1. Согласно заданному варианту выбрать двигатель последовательного возбуждения тихоходного исполнения.

2.2. Рассчитать и построить естественные w=f(I), w=f(M) и диаграмму пусковых характеристик, определить параметры резисторов при пуске в N=3 ступеней.

2.3. Рассчитать и построить реостатные w=f(I), w=f(M), если известны координаты рабочей точки: w=0,6×w_н, М_с=М_н. Определить величину добавочного резистора.

2.4. Рассчитать и построить w=f(I), w=f(M) при питании двигателя пониженным напряжением U=0,5×U_н.

2.5. Рассчитать и построить w=f(M) динамического торможения с самовозбуждением, позволяющего производить спуск груза (нагрузка М_с=1,5×М_н). Расчет производить для двух случаев: скорость спуска груза равна w_р1=-0,8×w_н и w_р=-0,3×w_н.

3. Электропривод с асинхронным двигателем.

3.1. Производственный механизм — вентилятор. По заданному варианту рассчитать мощность двигателя и выбрать по каталогу двигатель с фазовым ротором крановой или краново-металлургической серии.

3.2. Рассчитать и построить естественные и реостатные w=f(M) и w=f(I₂), если механическая характеристика проходит через точку w_с=0,5×w_н, М_с=М_н. Определить параметры резистора. Построить пусковую диаграмму при пуске в 2;3;3;4 ступени. Определить параметры пусковых резисторов.

3.3. Построить механические характеристики при частотном регулировании с постоянной мощностью в диапазоне 3:1.

3.4. Рассчитать и построить w = f(M), также рассчитать сопротивление добавочного резистора при ЭДТ с независимым возбуждением, если характеристика должна проходить через точку w = w_н, – М = 1,2×М_н.

ОГЛАВЛЕНИЕ

введение........................................................................................................ 7

1. ЭЛЕКТРОПРИВОД С ДВИГАТЕЛЕМ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ.................................................. Ошибка! Закладка не определена.

1.1. Построение нагрузочной диаграммы двигателя постоянного тока____ 8

1.2. Выбор двигателя___________________________________________ 12

1.3. Построение механических и электромеханических характеристик электродвигателя постоянного тока________________________________ 13

1.4. Определение предела изменения w=f(М) в естественной схеме при колебаниях напряжения в пределах ±20%_____________________________ 17

1.5. Построение характеристик электродинамического торможения w = f(I), обеспечивающую замедление с ускорениями, не превышающими |e_доп| М_с = 0,5´ ´М_н_________________________________________________ 18

1.6. Структурная схема двухмассовой системы механизма передвижения тележки.____________________________________________________ 21

1.7. Расчет и построение w=f(М) разомкнутой системы УП-Д___________ 23

1.8. Структурная схема и уравнение статической механической характеристики в системе УП-Д с замкнутой обратной связью по скорости.____ 23

2. ЭЛЕКТРОПРИВОД С ДВИГАТЕЛЕМ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ................... Ошибка! Закладка не определена.

2.1. Выбор двигателя_______________ Ошибка! Закладка не определена.

2.2. Естественные w=f(I), w=f(M) и диаграмма пусковых характеристик__ 25

2.3. Реостатные характеристики w=f(I), w=f(M)______________________ 27

2.4. Построение w=f(I), w=f(M) при питании двигателя пониженным напряжением U = 0,5×U_н_____________________________________________ 29

2.5. Построение w=f(M) электродинамического торможения с самовозбуждением, позволяющего производить спуск груза с М_с = 1,5×М_н________ 29

3. ЭЛЕКТРОПРИВОД С АСИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ..... Ошибка! Закладка не определена.

3.1. Выбор двигателя_______________ Ошибка! Закладка не определена.

3.2. Расчет и построение естественных и реостатных характеристик w=f(M) и w=f(I₂)____________________________________________________ 35

3.3. Построение w=f(M) при частотном регулировании с постоянной мощностью в диапазоне 3:1.____________ Ошибка! Закладка не определена.

3.4. Расчёт и построение w=f(M) ЭДТ с независимым возбуждением Ошибка! Закладка не определена.

заключение......................... Ошибка! Закладка не определена.

Библиографический список Ошибка! Закладка не определена.

ВВЕДЕНИЕ

Автоматизация и электрификация всех отраслей народного хозяйства приводит к облегчению труда рабочих, к уничтожению существенного различия между трудом умственным и физическим, к дальнейшему повышению материального благосостояния людей.

Всякое развитое машинное устройство состоит из трех существенно различных частей: машины-двигателя, передаточного механизма, наконец, машины-орудия или рабочей машины.

Назначение первых двух элементов: двигателя с его системой управления и передаточного механизма, куда могут входить валы, шкивы, ремни, шестерни и т. п., заключается в том, сообщить движение исполнительному механизму.

Следовательно, первая и вторая части машинного устройства служат для приведения в движение рабочей машины. Поэтому их объединяют общим названием «привод».

Сегодня электрический привод представляет собой электромеханическое устройство, предназначенное для приведения в движение рабочего органа машины и управления её технологическим процессом. Он состоит из трёх частей: электрического двигателя, осуществляющего электромеханическое преобразование энергии, механической части, передающей механическую энергию рабочему органу машины. И системы управления, обеспечивающей оптимальное по тем или иным критериям управление технологическим процессом. Характеристики двигателя и возможности системы управления определяют производительность механизма, точность выполнения технологических операций, динамические нагрузки механического оборудования и рад других факторов.

Целью курсовой работы является приобретения навыков расчёта автоматизированного электропривода.

1. ЭЛЕКТРОПРИВОД С ДВИГАТЕЛЕМ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО ВОЗБУЖДЕНИЯ

1.1. Построение нагрузочной диаграммы двигателя постоянного тока

Известны следующие параметры механизма:

JS=3,6 Нм×с²- суммарный момент инерции механизма, приведенный к валу двигателя (с учетом момента инерции самого двигателя) при нагрузке Mc1 и Mc2.