ФГОУ ВПО Рязанская государственная сельскохозяй..


ФГОУ ВПО Рязанская государственная сельскохозяйственная академия
им. П.А. КостычеваКафедра
«Электротехника, электрооборудование и автоматика»
Методические указания по курсовой работе
по дисциплине «Электропривод»
Для студентов инженерного факультета специальности 110302
«Электрификация и автоматизация сельского хозяйства»
Рязань 2014г.
Авторы:
Кипарисов Н.Г., к.т.н., доцент, Фатьянов С.О., к.т.н., доцент, Третьякова Г.И., ст. преподаватель.
Под общей редакцией д.т.н., профессора Гришина И.И.
Одобрено методической комиссией инженерного факультета
Протокол № отОБЩИЕ УКАЗАНИЯ
1.1. Выбор заданий.
Задание на курсовую работу выполняется по варианту. По первой цифре варианта определяются требования к электроприводу по таблице.1.1, по второй цифре требования к редуктору по таблице 1.2, по двум последним цифрам данные механизма по таблице 1.3.
В курсовой работе требуется произвести расчет замкнутой системы электропривода переменного тока с отрицательной обратной связью по скорости вращения. Скорость вращения регулируется изменением напряжения питания статорной обмотки трехфазного асинхронного электродвигателя комплектным тиристорным регулятором напряжения.
Методика расчета по разделам приведена ниже и снабжена примером расчета.
Курсовая работа состоит из пояснительной записки объемом 20-25 листов формата А4. Текстовую часть выполняют на компьютере. Рисунки можно выполнять на миллиметровке карандашом, черной пастой. Пояснительная записка должна быть сброшюрована и снабжена титульным листом.
Пояснительная записка должна содержать разделы:
содержание; задание на курсовую работу в соответствии с вариантом;
расчетную часть; выводы; перечень литературы.
Таблица 1.1. Варианты заданий
5310, 6310, 7310, 8310, 9310, 7411, 8411, 9411, 5411, 6411, 5304, 6304, 7304,
8304, 9304, 5315, 6315, 7315, 8315, 9315, 5115, 6115, 7115, 8115, 9115, 5416,
6416, 7416, 8416, 9416, 5110, 6110, 7110, 8110, 9110, 5102, 6102, 7102, 8102,
9102, 7716, 8716, 5716, 6716, 9716,5101, 6101, 7101, 8101, 9101, 5303, 6302,

7302, 8302, 9302, 5403, 6403, 7403, 8403, 9403, 5604, 6604, 7604, 8604, 9604,
705, 6705, 7705, 8705, 9705, 5806, 6806, 7806, 8806, 9806, 5107, 6107, 7107,
8107, 9107, 5803, 6308, 7308, 8308, 9308, 5409, 6409, 7409, 8409, 9409, 5610,
6610, 7610, 8610, 9610, 5711, 6711, 7711, 8711, 9711, 5812, 6812, 7812, 8812,
9812, 5402, 6402, 7402, 8402, 9402, 5704, 6704, 7704, 8704, 9704, 5715, 6715,
7715, 8715, 9715,5805, 6805, 7805, 9805, 5408, 6408, 7408, 5417, 6417, 7417,
8417, 9417, 8408, 9408, 5710, 6710, 7710, 8710, 9710, 8805.
571500228600Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
КР ЭП 01.6711.00.00.00
00Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
КР ЭП 01.6711.00.00.00

Таблица 1. 2. Данные вариантов
504634510287000541210510287000468058510287000431482510287000394906510287000358330510287000-7429510287000-7429510287000
-7429519431000Номер варианта 5 6 7 8 9
Диапазон регулирования
-7429518288000скорости вращения D 1.7 1.8 1.9 2.0 2.1.
Наибольший статизм регулирования
скорости вращения , % 10 10 10 15 15
-74295508000Допустимое перерегулирование угловой 25 25 30 25 30
-7429515621000скорости , %
Наибольшее время регулирования,tр с 2.2 2.2 2.5 2.5 2.3
-7429511303000
-7429518288000Наибольшее число колебаний Nр 1.5 1.5 1.5 2.0 2.0
Начальная относительная угловая скорость
привода*1 0.85 0.8 0.85 0.9 0.95
-742952667000Конечная относительная угловая скорость
привода*2 0.9 0.85 0.8 0.95 0.9
-742957493000

Таблица 2. 3. Данные редуктора
-7429512001500-7429512001500175450512001500221170512001500257746512001500303466512001500349186512001500385762512001500431482512001500468058512001500541210512001500504634512001500577786512001500
-7429518986500Вариант 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Передаточное
отношение i= дв/рм 4 6 12 9 18 36 13.5 27 54 108
-742953365500
Коэффициент полезн-
ого действия, н 0.96 0.96 0.94 0.96 0.94 0.94 0.94 0.94 0.92 0.9
-742956032500
571500228600Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
КР ЭП 01.6711.00.00.00
00Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
КР ЭП 01.6711.00.00.00

Показатели Варианты задания
01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12
Данные нагрузочной диаграммы
Моменты сопротивления
на валу
механизма
Н*м Мм1Мм2Мм3
13
22
4
30
50
10 60
125
20 90
150
30 210
390
80 600
1200
400 25
110
40 350
300
110 450
750
110 370
700
100 1000
2000
400 3000
4000
800
Интервалы времени, мин.
t1
t2
t3
tнсtо
1,5
0,5
1
0,45
7
2
0,5
1
0,7
6,5 2,5
1
3
1,3
3,5 3,4
0,6
1
1
17,5 1,5
0,5
1
0,9
8 1
0,5
1
0,5
6,5 1
1,5
2
1,8
6,5 1.5
1,5
1
0,4
5 1.5
1,5
2.5
1.1
4,5 2,5
0,7
2,3
1,65
4 1,5
0,5
2
1
6 1,5
1,5
3
1,2
4
Момент инерции механизма
Jм, 0,02
0,04 0,4 0,3 2,4 8 0,25 0,7 6 3 20 50
Максимальная угловая скорость механизма ωм макс, 22,7 15,1 7,5 10 5,2 2,6 23,5 15,7 7,8 10,4 5,2 2.6

Таблица 1.4. Данные механизма
Продолжение таблицы 1.4. Данные механизма
Показатели Варианты задания
15 16 17 28 29 30 31 32 33 34 35 36
Данные нагрузочной диаграммы
Моменты сопротивления
на валу
механизма
Н*м Мм1Мм2Мм3
25
110
40 450
750
110 210
390
80 120
300
230 140
270
200 400
900
550 1000
1970
1400 200
370
250 350
750
500 500
1200
800 2500
4750
3200 3000
5000
3200
Интервалы времени, мин.
t1
t2
t3
tнсtо
1
1.5
2,5
1,5
6,1
1,5
1,5
2,5
1,1
4,5 1,5
0,5
1
0,9
8 3
4
15
2
300 7
16
11
5
400 11
13
9
4
350 8
8
12
10
350
7
9
8
3
400 5
4
10
4
500 5
4
6
2
250
11
8
14
8
400
12
7
15
4
300
Момент инерции механизма
Jм, 0,3 5 2 2,2 2,6 12 120 2,6 6 12 290 250
Максимальная угловая скорость механизма ωм макс, 10,1 3,3 16 8,7 11,6 5,6 2,9 17,3 11,5 8,7 2,9 2,9

Продолжение таблицы 1.4. Данные механизма
Показатели Варианты задания
37 38 39 40 41 42 43 44 45 Данные нагрузочной диаграммы
Моменты сопротивления
на валу
механизма
Н*м Мм1Мм2Мм3
120
300
230 140
270
200 400
900
550 1000
1970
1400 200
370
250 350
750
500 500
1200
800 2500
4750
3200 3100
4900
3300 Интервалы времени, мин.
t1
t2
t3
tнсtо
3
4
15
3
30 7
16
11
4
50 11
13
9
2
50 8
8
12
5
22 7
9
8
4
40 5
4
10
10
40 5
4
6
3
7 11
8
14
4
37 13
7
14
2
40 Момент инерции механизма
Jм, 2,2 2,6 12 130 2,5 6,5 13 300 270 Максимальная угловая скорость механизма ωм макс, 8,7 11,6 5,6 2,9 17,4 11,6 8,7 2,9 2,9 1. Задание на курсовую работу.
Вариант 6711.
Необходимо выбрать регулируемый нереверсивный электропривод переменного тока для производственного механизма, скорость которого необходимо поддерживать с заданной точностью.
Составить функциональную и структурную схемы электропривода.
Рассчитать и построить его статические и динамические характеристики и определить показатели качества регулирования скорости.
1.2. Исходные данные для проектирования:
1.2.1. Диапазон регулирования угловой скорости при номинальном вращающем моменте электродвигателя D=1.8 (Таблица 1.2).
1.2.2. Электродвигатель соединен с механизмом через редуктор с передаточным отношением i= дв/рм =27 и коэффициентом полезного действия н = 0.94
(Таблица 1.3).
1.2.3. Максимальная угловая скорость приводного вала механизма ωм макс = 5,2 1/c
(Таблица 1.4).
228600018415 Редуктор

00 Редуктор

331470013271500148590013271500411480018415 Механизм
00 Механизм
45720018415Электро-
двигатель
00Электро-
двигатель
22860001841500411480018415004572001841500
Рис. 1.1. Соединение электродвигателя с механизмом.
695325228600Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
КР ЭП 01.6711.00.00.00
00Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
КР ЭП 01.6711.00.00.00

1.2.4. Момент сопротивления механизма не зависит от скорости.
1.2.5. Нагрузочная диаграмма механизма.
Данные нагрузочной диаграммы (Таблица 1.4):
Мм1=1000 Н*м
Мм2=200 Н*м
Мм3=400 Н*м
Интервалы времени (Таблица 1.4):
t1=1,5 мин.
t2=0,5 мин.
t3=2 мин.
tнс=1, мин.
tо=6 мин.
- время работы механизма с низшей угловой скоростью
- время работы механизма с высшей угловой скоростьюВ течение времени tвс механизм вращается с высшей угловой скоростью ωм макс = 5,2 1/c, а в течение времени tнс = 1 мин. – с низшей угловой скоростью
ωм макс / ωм мин = D, ωм мин=5,2/1.8=2,8 1/cek1.2.6. Требуемый статизм регулирования скорости =10, % (Таблица 1.2).
1.2.7. Момент инерции механизма Jм= 20 , (Таблица 1.4).
1.2.8. Момент инерции передаточного устройства равен , где — момент инерции двигателя.
1.2.9. Показатели качества переходного процесса при изменении угловой скорости электропривода от ω*1 =0.8 до ω*2 =0.85 следующие:
перерегулирование ;
время регулирования tp =2.2 c;
число колебаний Np <1.5;
максимальный вращающий момент двигателя в переходном процессе .
1.2.10. Возможны отклонения напряжения сети от номинального значения:
666750266700Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
КР ЭП 01.6711.00.00.00
00Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
КР ЭП 01.6711.00.00.00

Расчетная часть.
1. Выбор электрооборудования.
Выбор электродвигателя.
Режим работы электродвигателя.
По исходным данным построим нагрузочную диаграмму электродвигателя и определим режим его работы.
68580015303500 М, Нм

Мм11367790488950068389561595005715005143500 1000

52578005715005257800571500
136779015621000
Мм2 Мм3
159639082550002514600844550015963908255000159639082550005715008572500 400

136779093980005715009652000 200
25107901619250020535901619250068580016446500160020016446500114300016446500251460016446500297180016446500342900016446500388620016446500434340016446500480060016446500525780016446500525780016446500
t, мин
1 2 4 5 7 8 9
25107901739900015963901739900013677901739900068580016700500 t1 t2 t3 t0
t вс tнс205359052705006819905270500 tц68199012954000
723900314325Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
КР ЭП 01.6711.00.00.00
00Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
КР ЭП 01.6711.00.00.00

Рис.2. Нагрузочная диаграмма.
Как видно из диаграммы режим работы электродвигателя повторно- кратковременный.
2. Эквивалентный момент сопротивления на валу механизма, за время работы в течение одного цикла.

3. Эквивалентный приведенный к валу двигателя момент сопротивления рабочего механизма.
э
4. Наибольшая требуемая угловая скорость и частота вращения электродвигателя .

где - передаточное отношение редуктора = 25,38,
- высшая угловая скорость вращения механизма в течение времени tвс.
5. Эквивалентная мощность на валу двигателя, при

6. Расчетная мощность на валу электродвигателя.

Коэффициент завышения мощности , определяем из (таблицы 6), предварительно вычислив относительную продолжительность работы на 723900238125Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
КР ЭП 01.6711.00.00.00
00Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
КР ЭП 01.6711.00.00.00
пониженной частоте равна,
где = 1,5+0,5+2-1 = 3 мин.
Таблица 6. Статические характеристики =f(D,) при постоянном значении Мс
Параметры D 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4
=0,1 λ 1 1,3 1,5 1,65 1,7 1,85 1,92
=0.15 λ 1 1,35 1,65 1,9 2,1 2,2 2,0
=0.2 λ 1 1,5 1,9 2,2 2,4 2,6 2,8
=0.25 λ 1 1,6 2,1 2,5 2,8 2,95 3,2
=0.3 λ 1 1,7 2,25 2,8 3,15 3,35 3,6
=0.35 λ 1 2 2,6 3,2 3,5 3,8 4
=0. 4 λ 1 2,3 3 3,6 4 4,3 4,6
Мс - момент сопротивления на валу двигателя. Характеристика завышения мощности электродвигателей серии АОС2 при фазовом регулировании угловой скорости.
При , .
Согласно нагрузочной диаграмме рис.1– время цикла tц = 10 мин. т.к. (t1 + t2 + t3 + to =10 мин.), время паузы работы электродвигателя to = 6 мин., продолжительность включения расчётная (ПВрасч.) рассчитывается по формуле: (tц – to)100% / tц = (10 – 6)100%/10 = 40%. т.е. ПВрасч = 40%
ПВст - стандартное значение продолжительности включения, ближайшее к
ПВрасч в % выбираем по таблице П.1.5 (в варианте ПВст совпадает по значению с ПВрасч)
723900323850Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
КР ЭП 01.6711.00.00.00
00Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
КР ЭП 01.6711.00.00.00

Рэ = Вт, , следовательно

7. Выбираем двигатель по частоте вращения и мощности из условий:

(рассчитано в п.4),
(рассчитано в п.6).
Выбираем электродвигатель по (табл. 5) АОС2-42-4 у которого

Паспортные данные двигателя АОС2-41-4:

Момент инерции ;
Кратность пускового момента
Кратность минимального момента
Кратность максимального или критического момента ЭД
Кратность пускового тока 723900257175Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
КР ЭП 01.6711.00.00.00
00Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
КР ЭП 01.6711.00.00.00


Проверка электродвигателя по условиям перегрузки и пуска.
Проверить двигатель по условиям перегрузки.
Максимальный момент электродвигателя , где
наибольший за рабочий цикл приведенный момент сопротивления на валу двигателя.

наибольший за рабочий цикл момент сопротивления на валу двигателя.
где η = 0,94, = 27 (см. таблицу 2)

где - минимальное напряжение в сети в относительных единицах;
= 0,9 В (для всех вариантов).
Значения см. паспортные данные двигателя АОС2-42-4
.

Проверим выбранный асинхронный двигатель по условию пуска.
, где
коэффициент запаса (1,1...1,3); 723900285750Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
КР ЭП 01.6711.00.00.00
00Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
КР ЭП 01.6711.00.00.00

номинальный приведенный к валу электродвигателя момент сопротивления рабочего механизма

= 1000 Нм (см. нагрузочную диаграмму), ,
где - кратность минимального момента двигателя
.
Обоснование применения замкнутой системы электропривода.
Абсолютное снижение угловой скорости электродвигателя, при номинальной нагрузке.
∆, где
δ – требуемый статизм регулирования угловой скорости, %; δ = 10 % (см. исходные данные для проектирования пункт 6);
,
= 132 1/сек (см. расчёт п.4),
D = 1.8 (см. исходные данные для проектирования пункт 2).

723900266700Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
КР ЭП 01.6711.00.00.00
00Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
КР ЭП 01.6711.00.00.00

Абсолютное снижение угловой скорости в приводе в разомкнутой системе, при номинальной нагрузке.
Исходя из технических данных асинхронных электродвигателей,
определяем синхронную частоту вращения .
723900219075Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
КР ЭП 01.6711.00.00.00
00Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
КР ЭП 01.6711.00.00.00
Двигатели АОС2 – 11 – 4, АОС2 – 12 – 4, АОС2 – 21 – 4, АОС2 – 22 – 4, АОС2 – 31 – 4, АОС2 – 32 – 4, АОС2 – 41 – 4, АОС2 – 42 – 4, АОС2 – 51 – 4, АОС2 – 52 – 4, АОС2 – 61 – 4, АОС2 – 62 – 4, АОС2 – 71 – 4, АОС2 – 72 – 4 имеют 4 полюса (по последней цифре в обозначении двигателя) или две пары полюсов, для них = 1500 об/мин.
= 73,3 1/с (см. пункт 1.3 Обоснование применения замкнутой системы электропривода).

Выполняется равенство, ,83,7 >0,733
где ∆= 0,733 1/с
т.е. снижение скорости превышает допустимое значение, и для увеличения жесткости механических характеристик необходима замкнутая система регулирования с отрицательной обратной связью (ООС) по скорости.
1.4. Выбор электропривода. Таблица 7. Технические данные станций управления переменного тока на напряжение 380 В
Тип Номинальный ток, А
ТРСУ – 1011 – У3
ТРСУ – 1012 – У3
ТРСУ – 1013 – У3
ТРСУ – 1014 – У3
ТРСУ – 1015 – У3
ТРСУ – 1016 – У3 6
10
16
25
40
64


Таблица8. Технические данные тахогенераторов
Тип Номинальное напряжение
Uтг , В Номинальная частота вращения об/мин
ТМГ – 30П
ПТ – 1
ПТ – 1
ТГ – 1
ТГ – 2 230
220
220
110
50 4000
3000
1500
1100
2400

Для увеличения жесткости механических характеристик и регулирования нашего электропривода выбираем Станцию управления серии ТРСУ – 1013 – У3
на (станцию управления выбирают по номинальному значению тока электродвигателя; , выбираем станцию на ) и Тахогенератор ПТ и . (Выбор тахометра осуществляется по номинальной частоте вращения; = 1500 след.,)723900247650Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
КР ЭП 01.6711.00.00.00
00Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
КР ЭП 01.6711.00.00.00

Расчет статики.
Построение функциональной схемы.
Строим функциональную схему комплектного электропривода.
737235228600Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
КР ЭП 01.6711.00.00.00
00Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
КР ЭП 01.6711.00.00.00

Рис. 3. Функциональная схема электропривода.
Описание функциональной схемы.
Пользуемся описанием принципиальной схемы, приведённой в приложении. Электропривод построен по системе тиристорный регулятор напряжения (ТРН)– асинхронный двигатель. Угловая скорость двигателя регулируется изменением статорного напряжения от 380 В в сторону уменьшения. Силовая часть состоит из трёхфазного асинхронного электродвигателя с повышенным сопротивлением роторной обмотки и скольжением М, тиристорного регулятора напряжения ТРН и автоматического выключателя QS. Напряжение ТРН зависит от угла регулирования тиристоров и угла сдвига ваз между напряжением и током электродвигателя. Тиристоры открываются серией импульсов с учётом угла . Серии импульсов вырабатываются системой фазоимпульсного управления в состав которой входят управляющее устройство УУ1 – УУ6, усилитель У1 и У2. Входное напряжение первого усилителя U = U3 – Uoc, U3 – напряжение, устанавливаемое задающими устройствами ЗУ, а Uос – напряжение отрицательной обратной связи по скорости. Усилитель Уос и потенциометр П позволяют получить требуемый передаточный коэффициент или обратной связи по скорости. Датчиком угловой
скорости двигателя является тахогенератор ТГ. Блок токоограничения БТО 737235228600Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
КР ЭП 01.6711.00.00.00
00Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
КР ЭП 01.6711.00.00.00
осуществляет отрицательную обратную связь по току двигателя при перегрузке. Пусковое устройство ПУ служит для ограничения пускового тока двигателя.
Построение структурной схемы для расчета статики.
Вычерчиваем исходную структурную схему для расчёта статики.
Преобразуем структурную схему в простейшую.
Рис. 4. Схема для расчета статики.
. Построение статистических характеристик звеньев.
Для расчёта статических механических характеристик двигателя замкнутойсистемы электропривода определим статические характеристики всех элементов системы.
Статические характеристики системы импульсно – фазового управления (СИФУ), управляющего устройства УУ, усилителя У1 – У2 заданы в (таблица 9) и тиристорного регулятора напряжения ТРН в (таблица 8).

Таблица 8. Статические характеристики тиристорного регулятора напряжения (ТРН)
,
град 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130
=20о U* 1 0,97 0,94 0,88 0,80 0,69 0,59 0,48 0,34 0,22 0,14 0,05
=25о U* - 0,99 0,96 0,90 0,82 0,71 0,61 0,50 0,36 0,23 0,15 0,05
=30о U* - 1 0,97 0,93 0,84 0,73 0,63 0,52 0,38 0,24 0,15 0,05
=40о U* - - 1 0,96 0,88 0,77 0,66 0,54 0,40 0,25 0,15 0,06
=50о U* - - - 1 0,93 0,82 0,70 0,57 0,42 0,28 0,18 0,07
=60о U* - - - - 1 0,90 0,78 0,63 0,46 0,32 0,18 0,07
=70о U* - - - - - 1 0,89 0,72 0,55 0,34 0,18 0,08
=80о U* - - - - - - 1 0,83 0,63 0,35 0,2 0,09
где - угол открытия (регулирования) тиристора,
- угол сдвига фаз между напряжением и током электродвигателя,
U* - нормированное напряжение (т.е. значение U/380) тиристорного регулятора.

Таблица 7. Статические характеристики системы фазо – импульсного управления электроприводом переменного тока
,
град 0 20 40 60 65 80 100 120
Uy0
2 4 5,8 6 7,2 8 8,3
2 1,5 1,1 0,71 0,63 0,44 0,2 0
Где - входное напряжение первого усилителя,
Uy - выходное напряжение второго усилителя,
- угол открытия (регулирования) тиристора.
737235228600Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
КР ЭП 01.6711.00.00.00
00Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
КР ЭП 01.6711.00.00.00
2.3.1. Расчёт и построение естественной механической характеристики асинхронного электродвигателя.
Построим зависимость момента от скорости вращения по паспортным данным двигателя серии АОС для ПВ = 25%, (характеристику построить в 784860276225Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
КР ЭП 01.6711.00.00.00
00Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
КР ЭП 01.6711.00.00.00
интервале ωо > ω > 0,1 ωо).
Расчёт выполняем по формуле Клосса:
,
где ε = 2, - активное сопротивление обмотки фазы статора;
- приведённое к статору активное сопротивление обмотки ротора;
Мк – максимальный (критический) момент;
S – скольжение при номинальном режиме S1 или режиме пуска S2;
Sк – критическое скольжение.Характеристика может быть построена с погрешностью 10-15%, если для каких-либо двух режимов работы известны . Этими двумя режимами могут быть номинальный режим и режим пуска.
(для всех вариантов).
- нормированный момент в номинальном режиме.
.
(т. к. для варианта 6711 выбран двигатель АОС2 – 41 - 4 из таблицы 5. Мп/Мн = 2), где
- нормированный момент в режиме пуска;
(для всех вариантов).
Значения критического скольжения Sк и коэффициента ε находим решением системы двух уравнений аналитически или в программе Mathcad.
Из таблицы 5. Мк/Мн = 2,3; т. к. Мн =1 (нормированное значение),
следовательно Ммах = Мк = 2,3 (нормированное значение).
Составим уравнения для этих значений:




Вычитаем из первого уравнения второе:

Помножим каждый член наполучим
737235228600Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
КР ЭП 01.6711.00.00.00
00Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
КР ЭП 01.6711.00.00.00

Находим корни уравнения:

Так как значение некорректно, принимаем .
Теперь найдем коэффициент :

Принимаем .
Решение системы двух уравнений в программе Mathcad




Принимаем ,
Принимаем .
, т. к. Из таблицы 5. Мк/Мн = 2,3;
Формула Клосса примет вид:
.
Угловая скорость:
.
Строим естественную механическую характеристику; после преобразования формула Клосса примет вид:


İ (ω) в данном графике соответствует М (ω) НмРис. 5. Е756285314325Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
КР ЭП 01.6711.00.00.00
00Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
КР ЭП 01.6711.00.00.00
стественная механическая характеристика.
Таблица 10. Зависимость угла в электродвигателе от скольжения s
Скольжение S при различном φ (градусы) Угол φ, при S=0.6 град. Координаты экстрем. точек
80 70 60 50 45 40 35 30 30 35 40 45 φ S
АОС2-41-8 0,015 0,04 0.075 0,13 0,17 0,25 - - - - 0,26 0,4 49 41 0,26
АОС2-51-8 0,01 0,028 0,05 0,087 0,115 0,17 - - - - 0,34 0,5 47 38 0,25
АОС2-62-8 0,01 0,02 0,034 0,052 0,065 0,084 0,116 - - 0,3 0,5 - 42 33 0,18
АОС2-21-6 0,01 0,036 0,068 0.113 0,144 0,184 0,25 - - 0,36 0,5 - 43 33 0,28
АОС2-31-6 0,01 0,03 0,055 0,09 0,115 0,151 0,205 - - 0,35 0,53 - 42 32,5 0,27
АОС2-42-6 0,01 0,028 0,05 0,08 0,098 0,126 0,168 - - 0,42 0,53 - 42 30,5 0,26
АОС2-61-6 0,005 0,01 0,016 0,026 0,032 0,041 0,051 0,068 0,17 0,3 - - 39 27 0,11
АОС2-62-6 0,005 0,01 0,016 0,026 0,032 0,041 0,051 0,068 0,17 0,3 - - 39 27 0,11
АОС2-11-4 0,01 0,027 0,049 0,082 0,98 0,133 - - - - 0,37 0,6 45 36 0,2
АОС2-12-4 0,01 0,024 0,042 0,071 0,093 0,127 0,173 - - 0,27 0,42 - 44 34 0,2
АОС2-21-4 0,01 0,021 0,039 0,064 0,083 0,108 0,145 - - 0,28 0,41 - 43 33 0,19
АОС2-22-4 0,008 0,019 0,034 0,055 0,071 0,094 0,128 - - 0,34 0,5 - 42 32 0,2
АОС2-31-4 - 0,01 0,023 0,042 0,056 0,073 0,098 - - 0,4 0,6 - 40 31 0,19
АОС2-32-4 - 0,01 0,019 0,035 0,048 0,064 0,087 - - 0,4 0,6 - 40 30 0,18
АОС2-41-4 - 0,01 0,018 0,032 0,04 0,05 0,064 0,082 0,3 0,46 - - 38 27 0,18
АОС2-42-4 - 0,08 0,013 0,024 0,03 0,04 0,052 0,07 0,3 0,48 - - 37 26 0,13
АОС2-51-4 - 0,09 0,016 0,027 0,036 0,047 0,058 0,077 0,3 0,48 - - 37 25 0,12
АОС2-52-4 - 0,005 0,016 0,025 0,031 0.038 0,049 0,07 0,32 0,53 - - 39 27 0,15
АОС2-61-4 - 0,005 0,014 0,022 0,028 0,034 0,043 0,062 0,3 0,45 - - 38 26 0,15
АОС2-62-4 - 0,005 0,013 0,02 0,025 0.031 0,04 0,058 0,26 0,4 - - 36 26 0,15
АОС2-71-4 - 0,01 0,014 0,018 0,022 0,028 0,033 0,046 0,3 - - - 34 25 0,11
АОС2-72-4 - 0,01 0,014 0,018 0,022 0,028 0,033 0,046 0,3 - - - 34 25 0,11
АОС2-11-2 - 0,01 0,017 0,028 0,036 0,044 0,057 0,077 0,4 - - - 32 25,5 0,15
АОС2-21-2 - 0,007 0,014 0,024 0,032 0,04 0,053 0,072 0,3 0,6 - - 35 25,5 0,15
АОС2-22-2 - 0,009 0,013 0,023 0,029 0,038 0,051 0,075 0,42 - - - 32 25,5 0,15
АОС2-31-2 - 0,007 0,012 0,02 0,028 0,034 0,044 0,062 0,35 0,6 - - 35 25 0,14
АОС2-41-2 - 0,008 0,01 0,016 0,02 0,026 0,035 0,049 0,3 0,6 - - 35 25 0,1
АОС2-42-2 - - 0,009 0,014 0,018 0,023 0,032 0,048 0,35 0,6 - - 35 25 0,12
АОС2-51-2 - - 0,009 0,01 0,013 0,018 0,025 0,044 0,38 0,6 - - 35 25,5 0,17
АОС2-52-2 - - 0,009 0,01 0,011 0,012 0,017 0,04 0,33 0,6 - - 35 25,5 0,1

737235228600Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
КР ЭП 01.6711.00.00.00
00Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
КР ЭП 01.6711.00.00.00
2.3.2. Расчёт и построение искусственной механической характеристики асинхронного электродвигателя.
Рассчитываем и строим искусственную механическую характеристику электродвигателя в разомкнутой системе , проходящую через точку с координатами , где – среднее значение угловой скорости в переходном процессе. Расчёт выполняем графоаналитическим методом в соответствии с графиком рис.6

Где значения взяты из таблицы 1 варианта 6711,
1/с, - номинальная частота вращения,
= 1000 Нм – см. нагрузочную диаграмму,
– см. таблицу 2,
.
Получили одну из точек через которую проходит искусственная механическая характеристика.
Для дальнейшего расчета найдем требуемое заданное напряжение . Для этого строим декартову систему координат (Рис. 8). В первом квадранте строим характеристику ТРН . Во втором квадранте вычерчиваем характеристику СИФУ . Строим кривую в четвертом квадранте той же системы координат. В первом квадранте строим зависимость .
Вычислим среднее значение скольжения в переходном процессе:
.
По известному по кривой определяем φ:
.
Для построения в первом квадранте характеристики ТРН выбираем из таблицы 8 (статические характеристики тиристорного регулятора напряжения)
характеристику с ,
или приблизительно .
Определяем требуемое напряжение на статорной обмотке для середины участка регулирования
,
определяем графически по естественной механической характеристике при
,
.
Далее по зависимости при ранее определенном определяем угол
.
А по зависимости требуемое значение :
.
При найденном значении и рассчитываем координаты остальных точек регулировочной характеристики .
,
737235228600Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
КР ЭП 01.6711.00.00.00
00Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
КР ЭП 01.6711.00.00.00
.
также можно определить графически из зависимости .о Р=14н двигатель. При ПВ = 100ния и сведем данные в таблицу:венную механическую характеристику электродвигателя
Результаты сведем в таблицу:
Таблица 11.
71 78 81 85 83 75 55 10 0
0 22 44 65,6 87,5 109,3 131 153 169
0,53 37,6 41,3 42,9 45 44 39,7 29,1 5,3 0


723900314325Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
КР ЭП 01.6711.00.00.00
00Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
КР ЭП 01.6711.00.00.00

Рис.3 Конструкция электрического двигателя
733425371475Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
КР ЭП 01.6711.00.00.00
00Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
КР ЭП 01.6711.00.00.00
Вывод
Электродвигатель АОС2-42-4 выбран верно, так как проверка двигателя по условиям
Перегрузки 68,55 > 7,9 – условие выполняется, и по условиям пуска 47,7>43,4 –
условие также выполняется.

Список использованной литературы.
О.Б. Бабаев, А.С. Поликарпов /Автоматизированный электропривод.
491490197485Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
КР ЭП 01.6711.00.00.00
00Изм.
Лист
№ докум.
ПодписьДата
Лист
КР ЭП 01.6711.00.00.00
Учебное пособие по курсовой работе для студентов сельскохозяйственных вузов. Ленинград-Пушкин, 1979.
Копылов И.П. Электрические машины: Учеб. Для вузов.- 4-е изд., испр – М.: Высш. Шк., 2004.
Кисаримов Р.А./ Электропривод: справочник. – М.:РадиоСофт, 2008.

Приложенные файлы

  • docx 14664065
    Размер файла: 903 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий