Современный автоматизированный электропривод (АЭП). Выбор электродвигателя и расчет электромеханических характеристик

1. Задание на курсовую работу

Основными функциональными задачами современного автоматизированного электропривода (АЭП) являются:

- Управление процессами пуска, торможения, реверса (функции управления). Эту функцию могут выполнять разомкнутые системы АЭП. В процессе управления осуществляется грубый контроль за током. Жесткость механических характеристик хуже естественных. К настоящему моменту это самая распространенная группа АЭП.

- Стабилизация заданной величины (ток, скорость, положение, мощность и т.д.) (функция стабилизации). Эту функцию может выполнить только замкнутая система АЭП. Основная регулируемая величина – та, по которой замыкается главная обратная связь.

- Слежение за вводимыми в систему изменяющимися  входными сигналами (функция слежения). Эта задача может быть выполнена только в замкнутых системах. Современная следящая система, как правило, трехконтурная.

- Выбор целесообразных режимов работы АЭП (функция адаптации). Задача может быть выполнена в замкнутых системах.

Кроме основных функций, система АЭП выполняет еще и дополнительные:

- защита электродвигателя и оборудования от коротких замыканий, перегрузок по току, напряжению и т.д.;

- блокировка, которая обеспечивает определенную последовательность операций и исключающая аварийные режимы;

- сигнализация.

В данной курсовой работе проводится расчет регулируемого электропривода постоянного тока по схеме "тиристорный преобразователь – двигатель" (ТП - Д), выполняющего стабилизацию частоты вращения и ограничение пусковых токов. Основной задачей выполнения курсовой работы является развитие навыков самостоятельной творческой работы и ознакомление с основными этапами проектирования. В результате выполнения курсовой работы студенты должны овладеть методами расчета и выбора элементов автоматизированного электропривода, анализа и синтеза систем автоматического управления приводами, навыками использования прикладных программ по моделированию и расчету электромеханических и силовых электронных устройств различных типов на ЭВМ. Для выполнения курсовой работы необходимо:

а) выбрать по каталогу электродвигатель, рассчитать и построить естественную электромеханическую характеристику и характеристику при минимальной скорости;

б) составить принципиальную силовую схему электропривода по схеме ТП – Д (схему преобразователя выбрать согласно заданному варианту), рассчитать и выбрать основные элементы схемы;

в) рассчитать и построить статические электромеханические характеристики разомкнутой системы электропривода;

г) составить функциональную схему системы автоматического управления привода, рассчитать параметры необходимых обратных связей и узел отсечки по току (ток отсечки-1,5,ток стопорения-2).

д) рассчитать и построить статические электромеханические характеристики замкнутой системы электропривода.

е) обосновать систему автоматического регулирования и рассчитать параметры регуляторов.

Варианты задания выбираются из таблиц 1 и 2 по номеру зачетной книжки и начальной букве фамилии студента.

Дано:

Р = 10 кВт

n = 1000 об/мин

D = 10

= 5 %

Схема преобразователя: 3-х ф. нулевая

К_Н=0,854

К_{u макс}=2,09

К_Т2=0,577

К_Т1=0,817

К_М=1,345

К_u=1,05

K_a=1,2

K_R=1,05

K_i=1,1

Выбор двигателя: П-41

I_Н = 63 (58) А

2. Выбор электродвигателя и расчет электромеханических характеристик

Выбор электродвигателя постоянного тока производится по каталогу в соответствии с заданием. Для построения естественной электромеханической характеристики двигателя постоянного тока независимого возбуждения по уравнению

2.1. Определим номинальную частоту вращения двигателя (рад/с)

       

2.2. Определим номинальный момент двигателя (нм)

2.3. Определим сопротивление якоря (Ом)

2.4. Определяем параметр Кф (ВС)

2.5. Определяем скорость идеального ХХ

2.6. Строим электромханическую характеристику по точкам:

2.7. Сторим механическую характеристику по точкам

3. Расчет и выбор элементов силовой схемы

3.1. Расчет мощности и выбор силового трнсформатора и вентилей преобразователя

Подводимое к схеме выпрямления напряжение

Расчет действующее значение тока во вторичной обмотке определяется