Электропривод постоянного тока. Механизм Рольганг. Мощность двигателя, рабочая скорость

Страницы работы

Фрагмент текста работы

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

ГОМЕЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ имени П.О.СУХОГО

Факультет автоматизированных и информационных систем

Кафедра «Автоматизированный электропривод»

ОТЧЁТ

по  расчётно-практической работе

по дисциплине «Системы управления электроприводами»

на тему: «Электропривод постоянного тока»

Исполнитель: студент группы ЭП-41

Руководитель: преподаватель, к.т.н.

Гомель 2009

Задание:

Механизм Рольганг

Мощность двигателя: Р = 43 кВт,

Рабочая скорость: nр = 240 об/мин,

Момент инерции: J = 1,4 кг∙м².

1. Выбор электродвигателя и расчет его параметров

Выбираю электродвигатель по номинальной мощности и частоте вращения. Исходя из вида рабочей машины, выбираю двигатель серии  Д.

Выбранный двигатель: Д818

UН = 220 В,

PН = 106 кВт,

nН = 470 об/мин,

Iн = 415 А,

J = 27,5 кг∙м².

Таблица 1.1 – Обмоточные данные двигателя

Число активных проводников якоря N

Число парал. ветвей якоря 2а

Сопр. якоря и добавочн. полюсов, Ом

Сопр. парал. обмотки,

Ом

Магнитный поток на полюс,

10-2 Вб

505

8

0,0066

22

9,77

Рассчитываю недостающие параметры:

– индуктивность якоря

где: βК = 0,6  – коэффициент, учитывающий отсутствие компенсационной бмотки и для двигателей серии Д, рД = 2  – число пар полюсов двигателя,

ωН = 49,19  – номинальная угловая скорость вращения двигателя (рад/с);

 рад/с

– конструктивная постоянная двигателя

где: N – число активных проводников якоря,

2а – число параллельных ветвей обмотки якоря;

– произведение конструктивной постоянной на номинальный магнитный поток     (Вб)

– номинальный момент (Н·м)

Приводим  сопротивление к рабочей температуре:

где: α – температурный коэффициент (для меди α = 3,9·10-3),

Δt – разница между допустимой температурой обмотки (для класса изоляции F-  1600С) и температурой, для которой приведено сопротивление в справочнике (200С)

2. Выбор комплектного электропривода. Выбор трансформатора. Расчет параметров якорной цепи двигателя

Выбор комплектного электропривода производим исходя из вида рабочей машины,  для которой рассчитывается электропривод.

Выбор трансформатора производим по требуемым номинальным напряжению и току преобразователя.

Выбираем из справочника [3] ЭП.

КТЭ-500/220-132-1ВТ-УХЛ4

Комплектный тиристорный электропривод  серии КТЭ. Iном = 500 А, Uном = 220 В. 1-однодвигательный без линейного контактора; 3-реверсивный с изменением полярности напряжения на якоре; 2-c трансформатором.

1-АСР скорости однозонная; В- наличие устройства питания обмотки возбуждения двигателя; Т-наличие питания обмотки возбуждения тахогенератора.

Выбираем из справочника трансформатор ТСЗП-160/0,7-У3

Таблица 2.1. – Справочные данные трансформатора

Номин. мощность,

кВ*А

Напр. сетевой обмотки, В

Вентильная обм.

Преобразователь

Потери, Вт

Uк %

Iхх %

Напр. В

Ток, А

Напр. В

Ток, А

Рхх

Ркз

143

380

202

408

230

500

795

2400

4,5

5,2

Для трансформатора рассчитываем параметры обмотки фазы, приведенные ко вторичной обмотке:

– полное сопротивление:

где uК – напряжение короткого замыкания,

U2НФ – номинальное фазное напряжение вторичной обмотки трансформатора,

I2 - номинальный ток вторичной обмотки трансформатора;

– активное сопротивление

где РКЗ – потери короткого замыкания (Вт);

– реактивное сопротивление (Ом) и индуктивность (Гн)

,

где: ωс = 2πfc – угловая скорость вращения напряжения сети (рад/с).

Расчет параметров якорной цепи двигателя производим по следующим формулам:

– активное сопротивление при мостовой силовой схеме тиристорного преобразователя

где Rк – коммутационное сопротивление

где р – количество пульсаций выпрямленного напряжения за период сети (р = 6 для трехфазной мостовой схемы выпрямления);

– индуктивность при мостовой силовой схеме тиристорного преобразователя

– постоянная времени якорной цепи

3. Расчет параметров и характеристик тиристорных преобразователей для режимов непрерывного и прерывистого тока

Для тиристорного преобразователя якорного канала строим регулировочные и внешние характеристики в режимах непрерывного и прерывистого токов. Определяются: постоянная времени, коэффициент передачи для обоих режимов, внутреннее сопротивление для режима прерывистого тока.

Постоянная времени преобразователя равна

Построение характеристик производим в следующем порядке.

Максимальное значение ЭДС преобразователя

где:  kсх – схемный коэффициент силовой цепи преобразователя (для трехфазной мостовой kсх =2,34).

Внешние характеристики в режиме прерывистого тока строим для нескольких значений α ( 0°,10° … 90° ). Для каждого значения α определяем граничный угол проводимости из уравнения

где Em = √2U2НЛ – для мостовой схемы выпрямления.

Далее расчет реализуется в MathCAD.

По полученным значениям получаем семейство характеристик при различных

α (рис.1).

Рис.1. Семейство внешних характеристик преобразователя в режиме прерывистого тока.

Через несколько значений Ed = Eя проводим горизонтальные линии и в точках пересечения с характеристиками определяем по несколько значений Id = Iя и а для каждого Eя . Полученные значения заносим в первые 3 столбца таблицы 3.1.

Рассчитываем и заносим в таблицу следующие величины:

- Фактическое значение ЭДС преобразователя

Еd=Ея + (Rя - Rк)∙Iя

- Напряжение управления преобразователем

где Uоп мах = 8В амплитуда пилообразного опорного напряжения СИФУ.

- Приращение тока якоря

- Приращение ЭДС преобразователя 

- Приращение напряжения управления 

где ,,― разность соседних величин       соответствующих величин

- Коэффициент передачи преобразователя

Таблица 3.1 – Данные для построения регулировочных характеристик

                         преобразователя в режиме прерывистого тока

 Eя,В

Iя,А

α,град

Ed,B

Uy,B

ΔIя,А

ΔEd,B

ΔUy,B

Ктп,о.е.

142,5

0

90

142,5

0

0,75

80

142,515

0,889

0,75

0,015

0,889

0,017

5,875

70

142,6

1,778

5,125

0,085

0,889

0,096

 

18,75

60

142,875

2,667

12,875

0,275

0,889

0,31

 

183,75

0

80

183,75

0,889

 

0,625

70

183,762

1,778

0,625

0,012

0,889

0,0135

 

4,93

60

183,85

2,667

4,305

0,088

0,889

0,099

 

15

50

184,05

3,556

10,07

0,2

0,889

0,225

 

219,4

0

70

219,4

1,778

 

0,5

60

219,41

2,667

0,5

0,01

0,889

0,011

 

3,84

50

219,48

3,556

3,34

0,07

0,889

0,078

 

11,25

40

219,625

4,444

7,41

0,145

0,888

0,163

 

248,06

0

60

248,06

2,667

 

0,4

50

248,07

3,556

0,4

0,01

0,889

0,0112

 

2,65

40

248,11

4,444

2,25

0,04

0,888

0,045

 

7,32

30

248,2

5,333

4,67

0,09

0,889

0,1

 

 Ом

По уравнению регулировочной характеристики

задавая Uу = - Uоп мах,..., Uоп мах   строим  характеристику преобразователя   для режима непрерывного тока.

Затем, по данным из таблицы 3.1, в этих же осях строим семейство характеристик режима прерывистого тока, как показано на рис. 1. Выбираем рабочую точку, ближайшую к режиму электропривода с моментом сопротивления холостого хода. В этой точке определяем по наклону касательной коэффициент передачи преобразователя для режима прерывистого тока Kтп'=0,163. Рассчитываем полное сопротивление якорной цепи для режима прерывистого тока Rя' = Rяд + Rп'

Rя' = 0,01+ 2,6 =2,61 Ом

Рис. 2. Регулировочные характеристики преобразователя в режимах непрерывного и прерывистого тока.

4. Выбор структуры системы управления. Расчет параметров структурной схемы

Исходя из характера рабочей машины, выбираем однозонную систему управления.

Так как возможен режим работы "на упор", то следует применять 2 контура

Похожие материалы

Информация о работе