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:
JS— суммарный момент инерции механизма, приведенный к валу двигателя (с учетом момента инерции самого двигателя) при нагрузке Мс1 и Мс2;
JS’=0,2×JS — суммарный момент инерции при Мс3 и Мс4.
Цикл работы механизмов состоит из следующих операций: подъем груза с Мс1=Мс/h и опускание с Мс2=Мс×h, а также подъем грузозахватывающего устройства с Мс3=0,3×Мс1 и опускание с Мс4=0,3×Мс2 (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 tуст =2×tпуск1; время работы на пониженной скорости составляет 0,5×tпуск1. Максимально допустимое ускорение электропривода не должно превышать |eдоп| в режиме торможения с Мс3. Во всех остальных переходных режимах момент двигателя должен быть одинаковым, равным Мдоп=2,5×Мн.
1.2. По нагрузочной диаграмме выбрать двигатель постоянного тока параллельного возбуждения из серии машин длительного режима работы, имеющих угловую скорость wр.
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×wр 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 |eдоп|. Мс=0,5×Мн. Определить параметры тормозного резистора.
1.6. Изобразить структурную схему двухмассовой системы механизма передвижения тележки. Приняв J1=Jдв, 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 еп=220 В; внутреннее сопротивление управляемого преобразователя rп=2×rяд.
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 Кос и задающий сигнал Uзс, если статическая механическая характеристика проходит через точки Мн, wн и имеет жесткость в 10 раз большую, чем в разомкнутой системе. Преобразователь считать инерционным звеном с коэффициентом усиления Кп=100, постоянной времени Тп=0,01 с и с внутренним сопротивлением rп=2×rяд.
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×wн, Мс=Мн. Определить величину добавочного резистора.
2.4. Рассчитать и построить w=f(I), w=f(M) при питании двигателя пониженным напряжением U=0,5×Uн.
2.5. Рассчитать и построить w=f(M) динамического торможения с самовозбуждением, позволяющего производить спуск груза (нагрузка Мс=1,5×Мн). Расчет производить для двух случаев: скорость спуска груза равна wр1=-0,8×wн и wр=-0,3×wн.
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 wс=0,5×wн, Мс=Мн. 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 = wн, – М = 1,2×Мн.
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 |eдоп| Мс = 0,5´ ´Мн_________________________________________________ 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×Uн_____________________________________________ 29
2.5. Построение w=f(M) электродинамического торможения с самовозбуждением, позволяющего производить спуск груза с Мс = 1,5×Мн________ 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.
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.