Расчет разомкнутой системы электропривода механизма

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Исходные данные

1. Построение нагрузочной диаграммы по исходным данным

2. Расчёт мощности двигателя для повторно-кратковременного режима работы и выбор его по каталогу

3. Расчёт и построение механической естественной характеристики

4. Определение значений статических моментов, скольжения и скорости асинхронного электродвигателя

5. Расчёт сопротивлений пусковых и тормозных резисторов

6. Расчёт и построение статических механических характеристик в режимах пуска и торможения

7. Расчёт и построение переходных процессов в режимах пуска и торможения.

7.1 Переходный процесс на первой реостатной характеристике

7.2 Переходный процесс на второй реостатной характеристике

7.3 Переходный процесс при переходе на естественную характеристику

7.4 Переходный процесс при торможении

Заключение



ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Разработать и рассчитать разомкнутую систему электропривода механизма, имеющего заданную нагрузочную диаграмму P(t). При разработке нужно предусмотреть возможность пуска двигателя в несколько ступеней и остановку динамическим торможением. Пуск двигателя производится под нагрузкой Р₁. Торможение осуществляется на холостом ходу. Момент инерции механизма Jмех, приведенный к валу двигателя, принять равным 3Jдв. Данные задания приведены в таблице 1.

Исходные данные

Параметры нагрузочной диаграммы и данные исполнительного механизма

Таблица 1

Номер варианта	Мощность, кВт	Время, с	JM кгм2
	P1	P2	P3	P4	t1	t2	t3	t4	t0	3JДВ
18	1,5	2,5	0,75	2	110	60	90	50	200	0,2025

1. 

1. Построение нагрузочной диаграммы по исходным данным

По нагрузочной диаграмме исполнительного механизма видно, что двигатель работает в повторно-кратковременном режиме при ударных изменениях нагрузки.



2. Расчёт мощности двигателя для повторно-кратковременного режима работы и выбор его по каталогу

Рассчитаем мощность двигателя для повторно-кратковременного режима работы и выберем его по каталогу.

Продолжительность работы двигателя

Продолжительность цикла

Продолжительность включения

Произведём расчёт эквивалентной мощности электродвигателя

Требуемая мощность двигателя с учётом продолжительности включения

На основании произведённых расчётов по таблице 10 методических указаний произведём выбор двигателя ближайшей большей мощности.

Выбираем двигатель МТМ112-6, имеющий следующие параметры:

Тип	кВт	об/мин		Статор	Ротор
					А	А	Ом	Ом	В	А	Ом	Ом		кгмІ
МТМ 112-6	3,5	895	2,3	0,13	9,5	7,25	2,8	1,67	177	13,5	0,725	0,595	2,02	0,0675



3. Расчёт и построение механической естественной характеристики

Активное сопротивление цепи ротора, приведенное к цепи статора:

где - активное сопротивление цепи ротора, -коэффициент ЭДС.

где - активное сопротивление цепи статора.

Угловая скорость электромагнитного поля статора:

где - частота синусоидального тока в обмотках статора; - число пар полюсов машины.

Номинальная угловая скорость ротора:

где - номинальная скорость двигателя.

Номинальное скольжение двигателя:

Реактивное сопротивление цепи ротора, приведенное к цепи статора:

где - реактивное сопротивление цепи ротора.

Индуктивное сопротивление короткого замыкания:

где - реактивное сопротивление цепи статора.

Критическое скольжение двигателя:

где -активное сопротивление цепи статора.

Максимальное значение момента двигателя:

где -номинальное напряжение сети.

мощность двигатель статический асинхронный

s	0	0,055	0,1	0,11	0,165	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1
?, рад/с	104,7	98,94	94,23	93,7	87,42	83,76	73,3	62,82	52,35	41,88	31,41	20,94	10,47	0
М, Н/м	0	23,1	38,4	41,4	55,55	62,72	77,1	84,85	88,42	89,36	88,68	87,1	84,85	82,36

=



4. Определение значений статических моментов, скольжения и скорости асинхронного электродвигателя

Определим значения для вспомогательной линии

Таблица 2

щ, рад/с	65,59	84,33	93,7	103,07	121,81
M, Нм	22,9	17,8	16	14,5	12,4
S	0,37	0,2	0,1	0,01	-0,16

Значения скольжения двигателя

Значения угловой скорости вращения

Значения момента двигателя

Определим статические моменты, скольжения и скорости двигателя графическим методом

5. Расчёт сопротивлений пусковых и тормозных резисторов

Из построения получаем

мм

мм

Масштабный коэффициент:

Пусковые сопротивления:

Ом].

Ом].

Полные сопротивления:

Ом].

Ом].

[Ом];

[Ом] ;

[Ом];

[Ом].



6. Расчёт и построение статических механических характеристик в режимах пуска и торможения

Полное сопротивление цепи ротора при введении первой ступени пускового реостата:

Ом].

Полное сопротивление цепи ротора при введении первой ступени пускового реостата, приведенное к цепи статора:

Ом].

Критическое скольжение двигателя:

Полное сопротивление цепи ротора при введении второй ступени пускового реостата:

Ом].

Полное сопротивление цепи ротора при введении второй ступени пускового реостата, приведенное к цепи статора:

Ом].



Критическое скольжение двигателя:

1 ступень:

S	0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1
M, Н/м	0	11,80	22,40	31,88	40,31	47,76	54,31	60,05	65,05	69,38	73,11

2 ступень:

S	0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1
M, Н/м	0	22,10	39,79	53,68	64,37	72,46	78,44	82,75	85,74	87,68	88,81

Торможение:

S	0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1	1,2	1,4	1,6	1,8	2
M, Н/м	0	6,14	11,96	17,47	22,68	27,59	32,22	36,58	40,68	44,53	48,13	54,68	60,40	65,37	69,67	73,37



7. Расчёт и построение переходных процессов, в режимах пуска и торможения

7.1 Переходный процесс на первой реостатной характеристике

Определим суммарный момент инерции привода, приведённый к валу электродвигателя

Расчёт электромеханической постоянной времени при переходе двигателя на первую реостатною характеристику

Переходный процесс скорости при пуске привода на первой реостатной характеристике

Переходный процесс момента двигателя

			Mнач	Мкон	Мср	Мдин		t
0	10,47	10,47	71,5	67	69,25	54,25	0,039	0,039
10,47	20,94	10,47	67	62	64,5	49,5	0,043	0,082
20,94	31,41	10,47	62	57	59,5	44,5	0,048	0,13
31,41	41,88	10,47	57	52	54,5	39,5	0,054	0,184
41,88	51,3	10,47	52	47	49,5	34,5	0,061	0,245

7.2 Переходный процесс на второй реостатной характеристике

Расчёт электромеханической постоянной времени при переходе двигателя на вторую реостатною характеристику

Переходный процесс скорости при пуске привода на второй реостатной характеристике

Переходный процесс момента двигателя

			Mнач	Мкон	Мср	Мдин		t
51,3	62,82	11,52	71,5	60,5	65,75	50,75	0,046	0,291
62,82	76,95	14,13	60,5	47	53,75	38,75	0,074	0,365



7.3 Переходный процесс на естественной характеристике

Расчёт электромеханической постоянной времени при переходе двигателя на естественную характеристику

Переходный процесс скорости при пуске привода на естественной реостатной характеристике

Переходный процесс момента двигателя

			Mнач	Мкон	Мср	Мдин		t
76,95	83,76	6,81	71,5	60	65,75	50,75	0,027	0,392
83,76	100,5	16,74	60	15	37,5	22,5	0,151	0,543

7.4 Переходный процесс при торможении

Расчёт электромеханической постоянной времени при торможении

Переходный процесс скорости при торможении

Переходный процесс момента двигателя

			Mнач	Мкон	Мср	Мдин		t
104,7	94,23	10,47	73,5	72	72,75	72,75	0,03	0,03
94,23	83,76	10,47	72	69,5	70,75	70,75	0,03	0,06
83,76	73,3	10,46	69,5	67,5	68,5	68,5	0,03	0,09
73,3	62,82	10,48	67,5	65,5	66,5	66,5	0,03	0,12
62,82	52,32	10,5	65,5	63,5	64,5	64,5	0,03	0,15
52,32	41,88	10,44	63,5	61	62,25	62,25	0,03	0,19
41,88	31,41	10,47	61	58	59,5	59,5	0,04	0,22
31,41	20,94	10,47	58	55,5	56,75	56,75	0,04	0,26
20,94	10,47	10,47	55,5	52	53,75	53,75	0,04	0,30
10,47	0	10,47	52	48	50	50	0,04	0,34



Заключение

По заданному проектному заданию была определена эквивалентная мощность и был произведен расчёт по выбору асинхронного двигателя с фазным ротором, во время которого было учтено необходимое условие P_н ? P_э. Также проверили выбранный электродвигатель на нагрев. Определили сопротивление резисторов, которые нужно включить в цепь ротора для запуска двигателя, работе на заданных моментах и торможении двигателя методом динамического торможения. Построили естественную характеристику и искусственные характеристики двигателя.

Рассчитали сопротивления пускового резистора и сделали расчёт потерь электрической энергии. Начертили и изучили схему управления пуском, работы, защиты и остановки электропривода с асинхронным двигателем с фазным ротором.

Размещено на Allbest.ru