Выбор электродвигателя и расчет электромеханических характеристик

Курсовая работа

по дисциплине: Электромеханические преобразователи энергии

на тему: Расчет регулируемого электропривода постоянного тока по схеме «тиристорный преобразователь – двигатель»

 

Специальность: Электроэнергетика

Выполнила: Студенин М.

Группа Э-11-11

№ зачетной книжки: 114394

Руководитель: профессор Мустафин М.А.

 

 

Алматы 2014

Содержание

 

Введение Исходные данные 1 Выбор электродвигателя и расчет электромеханических характеристик 2 Расчет и выбор элементов силовой схемы 2.1 Расчет мощности и выбор силового трансформатора и вентилей преобразователя 2.2Расчет индуктивности уравнительных и сглаживающих реакторов 2.3 Определение параметров привода и построение 3 Разработка функциональной схемы 3.1Управляемый выпрямитель, как звено САУ 3.2 Пример расчета статических характеристик 3.3 Определение параметров обратных связей 3.4Расчет и построение характеристик системы ТП-Д с отрицательной обратной связью по скорости и токовой отсечкой Список литературы

 

Введение

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 работыявляется развитие навыков самостоятельной творческой работы и ознакомление с основными этапами проектирования.

Исходные данные

 

Мощность P = 3,2 кВт;

Скорость n = 1000об/мин;

Диапазон регулирования скорости D = 15;

Статическая ошибка = 6 %;

Схема преобразователя 3-х фазная нулевая

- К_u– коэффициент запаса по напряжению, учитывающий допускаемое по ПУЭ снижение напряжения сети, К_u=1,05;

- К_a- коэффициент запаса, учитывающий неполное открытие вентиля при максимальном управляющем сигнале (для нереверсивных преобразователей принимают К_a=1, для реверсивных К_a=1,2);

- К_R- коэффициент, учитывающий падение напряжения при нагрузке в вентилях и обмотках трансформатора, а также наличие угла коммутации (можно принимать К_R=1,05).

- K_i - коэффициент, учитывающий отклонение формы тока от прямоугольной (по опытным данным K_i=1,05…1,1);

- K_T2 – коэффициент, представляющий собой отношение действующего значения соответствующего фазного тока к выпрямленному току, K_T2=0,577;

- К_Н- коэффициент схемы (в нашем случае К_Н=0,854);

- К_Т1=0,817; К_u.max=2,09; К_М=1,345; U_ном=220 В; η_н=0,92.

 

Выбор электродвигателя и расчет электромеханических характеристик

Выбор электродвигателя постоянного тока производится по каталогу в соответствии с заданием. В нашем случае выбираем двигатель П-1,5.

 

 

1. Определим номинальную угловую частоту вращения двигателя (рад/с)

 

(1)

 

2. Определим номинальный момент двигателя ( )

 

 

(2)

 

3. Определим сопротивление якоря (Ом)

 

(3)

 

4. Определим параметр ( )

 

(4)

 

5. Определяем скорость идеального Х.Х.

 

(5)

 

6. Строим электромеханическую характеристику по точкам:

Для построения естественной электромеханической характеристики двигателя постоянного тока независимого возбуждения по уравнению

 

(6)

 

достаточно знать координаты двух ее точек: номинального режима с координатами , и режима холостого хода с координатами , .

Характеристика строится по точкам номинальной нагрузки , и режима холостого хода с координатами

 

, рад/с (7)

 

7. Определим минимальную скорость при номинальной нагрузке

 

(8)

 

8. Определим напряжение якоря при

 

(9)

 

 

Рисунок 1 - Трёхфазная нулевая схема