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 Р_ном 12 к Вт

3. Номинальная скорость n_ном 770 об/мин.

4. Номинальный ток I_ном 65 А

5. Суммарное сопротивление электродвигателя R_я.д.+R_дп.д. 0,28 Оm

6. Число активных проводников W_я.д. 558

7. Число параллельных ветвей якоря 2а 2

8. Число полюсов 2р 4

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

10.Коэффициент инерции привода К_j 1,6

11.Коэффициент нагрузки привода К_з 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) w_дном и половинную, равную 0,5w_дном. 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

I_н.г. I_н.д. (3.1)

где I_н.г., I_н.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 I_н.г. 69.5 А

3. Число витков обмотки якоря W_я.г. 297

4. Сопротивление якоря R_я.г. 0,224 Ом

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

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

7. Число витков обмотки возбуждения W_в.г. 950

8. Сопротивление обмотки возбуждения R_в.г. 43 Ом

9. Номинальное напряжение U_н.г. 230 В

10.Номинальная скорость n_н.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 Ф_г.н.=f(I_в.г.н.)

Построим характеристику ЭДС холостого хода генератора

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

, (3.2)

где E_г. –ЭДС генератора, В;

К_г. – конструктивный коэффициент генератора;

Ф_г. – поток возбуждения, Вб;

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

(3.3)

где n – номинальная скорость генератора, об/мин.

Конструктивный коэффициент генератора К_г определяется по формуле:

, (3.4)

где W_я – число витков обмотки якоря генератора;

р – число пар полюсов обмотки возбуждения генератора;

а – число параллельных ветвей обмотки якоря генератора.

Ток возбуждения генератора I_в.г, А:

, (3.5)

где F – магнитодвижущая сила, А;

W_ов.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(I_Я) и механическая f(М) ) рассчитываются по известным соотношениям для двигателя постоянного тока независимого возбуждения:

(4.1)

(4.2)

где К_Д. – конструктивный коэффициент двигателя;

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

- суммарное сопротивление якорной цепи, Оm.

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

= К_Т·(R_ЯД + R_ДПД+ R_ЯГ+ R_ПР+ R_ДПГ) + 4R_Щ, (4.3)

=К_Т·(R_ЯД + R_ДПД) + 2R_Щ, (4.4)

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

R_ЯД, R_ЯГ– сопротивление якорной цепи двигателя и генератора, Оm;

R_ДПГ,R_ДПД – сопротивление дополнительных полюсов генератора и двигателя, Оm;

R_Щ – сопротивление щеточных контактов, Оm;

R_ПР – сопротивление соединительных проводов, Оm.

(4.5)

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

При определении R_пр 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

I_Н.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 (К_Д.·Ф_Н.Д.) определяем по паспортным данным двигателя:

, (4.7)

- номинальная угловая скорость вращения двигателя