Автор работы: Пользователь скрыл имя, 04 Марта 2013 в 12:30, курсовая работа
Целью данной курсовой работы является рассмотреть особенности электроприводы с двигателем постоянного тока параллельного возбуждения, с двигателем постоянного тока последовательного возбуждения, с асинхронным двигателем.
Двигатели параллельного возбуждения применяются обычно для длительного режима работы, когда требуется широкое регулирование частоты вращения, например, для металлообрабатывающих станов, для главных приводов трубопрокатных станков.
1. Электропривод с двигателем постоянного тока параллельного возбуждения.
1.1. По заданному варианту построить нагрузочную диаграмму двигателя. Цикл работы механизмов состоит из следующий операций: перемещение механизма с Mc1 = Mc в одном направлении и перемещение с Мc2 = 0.2 ∙ Мс – в обратном (при реактивном моменте статическом). Операции содержат режимы пуска, установившейся работы, предварительного понижения скорости и торможения. 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. Во всех переходных режимах момент двигателя должен быть одинаковым, равным Мдоп = 2,5 × Мн. В таблице 1 приведены необходимые для расчета данные.
Таблица 1 – Задание для расчета электропривода с двигателем постоянного тока параллельного возбуждения
Вариант
МС
21
0,6
4,75
100
157
1.2. По нагрузочной диаграмме выбрать двигатель постоянного тока параллельного возбуждения из серии машин длительного режима работы, имеющих рабочую угловую скорость wр.
1.3. Построить механические w = f(M) или электромеханические w = f(I) характеристики электродвигателя для случаев: пуск в N ступеней (N = 3), торможение противовключением, получение пониженной скорости w = 0,3 × wр шунтированием цепи якоря и возвращение в режим w = 0 (остановка) путём 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. Принять 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 Eп = 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 двигатель последовательного возбуждения тихоходного исполнения Д–810.
2.2. Рассчитать и построить естественные w = f(I), w = f(M) и диаграмму пусковых характеристик, определить параметры резисторов при пуске в N ступеней (N = 3).
2.3. Рассчитать и построить реостатные w = f(I), w = f(M), если известны координаты рабочей точки: wс = 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 × Uя.
2.5. Рассчитать и построить w = f(M) динамического торможения с самовозбуждением, позволяющего производить спуск груза (Мс = 1,5 × Мн). Расчёт производить для двух случаев: скорость спуска равна wр1 = – 0,8 × wн и wр2 = – 0,3 × wн.
3. Электропривод с асинхронным двигателем.
3.1. 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 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.
Пусковая диаграмма приведена на рисунке 3.4.
Для расчёта реостатной характеристики, проходящей через точку wс = 0,5 × wн = 47,91 c-1; Mc = Mн определим добавочное сопротивление:
;
;
Рисунок 3.3 – Электромеханические характеристики
Рисунок 3.4 – Пусковая диаграмма
Mк = 2,3 ∙ Мн = 2,3 ∙ 36,53 = 84,01 Н∙м.
Уравнение механической характеристики:
.
Уравнение электромеханической характеристики:
.
Реостатные механические характеристики приведены на рисунке 3.2 (кривая 2), электромеханические характеристики – на рисунке 3.3.
Построим w = f(M) при частотном регулировании с постоянной мощностью в диапазоне 3:1.
Гц; В;
Ом;
c-1;
;
Н×м;
Н×м.
, Гц; В;
Ом;
c-1;
;
c-1;
Н×м;
Н×м.
Графики приведены на рисунке 3.5.
Схема электродинамического торможения асинхронного двигателя с фазным ротором приведена на рисунке 3.6.
Для получения заданного момента требуется, согласно [1], ток возбуждения IB = 2 ∙ Ixx. При данном токе возбуждения частота вращения двигателя пропорциональна полному активному сопротивлению цепи ротора. По характеристике [1] полное активное сопротивление цепи ротора R* = 1 × Rp*, или, переведя в Омы:
Ом.
Сопротивление добавочного резистора:
Rд = R – rр = 7,628 – 2,017 = 5,611 Ом.
Так как рабочий участок механической характеристики до ωкр практически линейный, то рабочий участок характеристики электродинамического торможения есть прямая линия, проходящая через начало координат и через точку (wн ; –1,2 × Мн). Зависимость w = f(M) приведена на рисунке 3.7.
Рисунок 3.6 – Схема динамического торможения асинхронного двигателя
Рисунок 3.5 – Механические характеристики при частотном
регулировании
Рисунок 3.8 – Механическая характеристика ЭДТ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В первой части курсовой работы был рассмотрен электропривод с двигателем постоянного тока параллельного возбуждения. Была построена нагрузочная диаграмма двигателя, представляющая собой зависимость момента от времени. С помощью справочной литературы был выбран двигатель П21, для которого затем были построены электромеханические характеристики для различных режимов работы, электродинамическая характеристика. Далее было проанализирована зависимость скорости двигателя от напряжения: при увеличении напряжения скорость возрастает, искусственная механическая характеристика лежит выше естественной. Далее была построена механическая характеристика в системе УП-Д, которая лежит ниже основной.
Во второй части курсовой работы был рассмотрен электропривод с двигателем Д–810 постоянного тока последовательного возбуждения. Были построены естественные электромеханические, механические и пусковые характеристики. Далее были построены реостатные электромеханические, механические характеристики, лежащие ниже и левее естественных. Были построены искусственные характеристики при пониженном напряжения, из которых видно, что при уменьшении напряжения скорость падает, искусственные характеристики будут располагаться ниже, левее естественных.
В третьей части курсовой работы был рассмотрен электропривод с асинхронным двигателем. Были построены естественные механические и электромеханические характеристики. Было рассмотрено регулирование скорости асинхронного двигателя изменением частоты: При увеличении частоты скорость двигателя увеличивается, а момент уменьшается. Также была построена характеристика электродинамического торможения.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ
ИСТОЧНИКОВ
1. Вешеневский, С.Н. Характеристики двигателей в электроприводе [Текст] / С.Н. Вешеневский. – М.: Энергия, 1977. – 432 с.
2. Ключев, В.И. Теория электропривода [Текст] / В.И. Ключев. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 560 с.
3. Чиликин, М.Г. Основы автоматизированного электропривода [Текст] / М.Г. Чиликин, М.М. Соколов, В.М. Терехов. – М.: Энергия, 1974. – 568 с.
Информация о работе Электропривод с двигателем постоянного тока параллельного возбуждения