Xreferat.com » Рефераты по промышленности и производству » Электропривод общепромышленных механизмов

Электропривод общепромышленных механизмов

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ДОНБАССКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ

Кафедра АПП


Расчетно-графическая работа

по дисциплине:

"Электропривод общепромышленных механизмов"


Выполнил студент:

гр. АПП-04-2 Измайлов А.О.

Проверил:

доцент кафедры АПП Панкратов А.И.


Краматорск, 2008

Содержание


Реферат

введение

1. Выбор основных элементов

1.1 Исходные данные для выбора электропривода механизма

1.2 Статическая нагрузочная диаграмма механизма, определение

1.3 Предварительный выбор электродвигателя по мощности

1.4 Динамическая нагрузочная диаграмма электродвигателя

1.5 Проверка электродвигателя по условиям допустимого

1.6 Проверка электродвигателя по условиям допустимой

1.7 Проверка электродвигателя по условиям пуска

2. РАЗРАБОТКА СКАЛЯРНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

Выводы

Перечень ссылок


Реферат


Расчетно-пояснительная записка содержит 28 страницы, 8 рисунков и 5 источников.

Объект проектирования: электропривод с двигателем постоянного тока.

Цель работы: выбрать электродвигатель по мощности, рассчитать и построить механические характеристики электропривода в рабочих режимах и электромеханические переходные процессы в электроприводе, разработать принципиальную электрическую схему электропривода.


введение


Электроприводом называется электромеханическая система, состоящая из электродвигательного, преобразовательного, передаточного и управляющего устройств, предназначенных для приведения в движение исполнительных органов рабочей машины и управления этим движением.

Нельзя представить себе ни одного современного производственного механизма, в любой области техники, который не приводился бы в действие электроприводом. В электроприводе основным элементом, непосредственно преобразующим электрическую энергию в механическую, является электродвигатель, который чаще всего управляется при помощи соответствующих преобразовательных и управляющих устройств с целью формирования статических и динамических характеристик электропривода, отвечающих требованиям производственного механизма.

Целью данной РГР является расчет электродвигателя, входящего в состав электропривода механизма подъема мостового крана, а также создание системы управления электроприводом, которая бы обеспечила заданные режимы его работы.


1. Выбор основных элементовэлектрооборудования механизма подъема мостовогокрана по исходным данным.


1.1 Исходные данные для выбора электропривода механизма подъема мостового крана


Вариант 22

Грузоподъемность крана Электропривод общепромышленных механизмов, т

140

Номинальная скорость подъема (спуска) Электропривод общепромышленных механизмов, м/с

0,1

Допустимое ускорение Электропривод общепромышленных механизмов, м/с2

0,1

Рабочий путь подъема (спуска) Электропривод общепромышленных механизмов, м

8

Диаметр барабана лебедки Электропривод общепромышленных механизмов, м

0,5

Масса барабана лебедки Электропривод общепромышленных механизмов, т

0,83

КПД механизма Электропривод общепромышленных механизмов

0,8

Маховый момент муфты с тормозным шкивом Электропривод общепромышленных механизмов, кг·м2

14

Передаточное число редуктора Электропривод общепромышленных механизмов

24,9
Тип электродвигателя АД
Кратность полиспаста, ап 7

Таблица 1 – Исходные данные для выбора электрооборудования механизма подъема мостового крана


Электропривод общепромышленных механизмов

Рисунок 1 – Кинематическая схема механизма подъема мостового крана

1.2 Статическая нагрузочная диаграмма механизма, определение продолжительности включения


Стандартизованная для предварительного принятого тяжелого режима (5М) статическая нагрузочная диаграмма работы механизма подъема включает следующие операции:

1 Подъем груза массой Электропривод общепромышленных механизмовна высоту Н за время tР1.

2 Остановка механизма на время t0 перемещения груза по цеху.

3 Опускание груза массой Электропривод общепромышленных механизмов с высоты Н за время tР2 = tР1.

4 Остановка механизма на время t0 разгрузки.

5 Подъем крюковой подвески массой 0,2Электропривод общепромышленных механизмов.

6 Остановка механизма на время t0 за время tР3 = tР2 = tР1.

7 Опускание крюковой подвески массой 0,2Электропривод общепромышленных механизмов за время tР4 = tР3 = tР2= tР1

8 Остановка механизма на время t0 загрузки.

Время подъема и опускания в статике определяется по формуле:


Электропривод общепромышленных механизмов

Электропривод общепромышленных механизмов


Продолжительность цикла для наибольшего коэффициента загрузки


Электропривод общепромышленных механизмов.

Электропривод общепромышленных механизмов


Продолжительность включения механизма в статике, т.е. без учета динамических режимов, %

Электропривод общепромышленных механизмов

Электропривод общепромышленных механизмов


Статический момент на валу электродвигателя при подъеме грузов, различных по массе с учетом веса грузозахватного устройства определяется по формуле:


Электропривод общепромышленных механизмов,


где Электропривод общепромышленных механизмов – общее передаточное число механизма,


Электропривод общепромышленных механизмов;

Электропривод общепромышленных механизмов

Электропривод общепромышленных механизмов


Статический момент на валу двигателя при спуске различных по массе грузов


Электропривод общепромышленных механизмов.

Электропривод общепромышленных механизмов

Электропривод общепромышленных механизмов


Статическая нагрузочная диаграмма, рассчитанная по исходным данным и формулам строится в соответствующем масштабе и представлена на рисунке 2.


Электропривод общепромышленных механизмов

Рисунок 2 – Статическая нагрузочная диаграмма механизма подъема мостового крана


1.3 Предварительный выбор электродвигателя по мощности


Предварительно мощность электродвигателя с ближайшей стандартной продолжительностью включения Электропривод общепромышленных механизмов выбирается из условия подъема номинального груза по условию Электропривод общепромышленных механизмов, где


Электропривод общепромышленных механизмов,

Электропривод общепромышленных механизмов

Расчетная ПВ отличается от стандартных, а Электропривод общепромышленных механизмов, то расчетная мощность приводится к стандартной ПВсm по формуле:


Электропривод общепромышленных механизмов

Электропривод общепромышленных механизмов.


Номинальная частота вращения вала двигателя выбирается по условию:


Электропривод общепромышленных механизмов

Электропривод общепромышленных механизмов


Выбираем двигатель из условия Pн>=P'расч, а также выполняем проверку MmaxЭлектропривод общепромышленных механизмовMcmax. Выбираем 2 двигателя, тип двигателя: Д816:


Электропривод общепромышленных механизмов


1.4 Динамическая нагрузочная диаграмма электродвигателя, определение средних динамических моментов. Уточнение режима работы двигателя


Максимальный пусковой момент:

Электропривод общепромышленных механизмов,

где Электропривод общепромышленных механизмов

Электропривод общепромышленных механизмов.


Минимальный пусковой момент (момент переключения):


Электропривод общепромышленных механизмов,

где Электропривод общепромышленных механизмов

Электропривод общепромышленных механизмов.


Динамический момент при пуске:


Электропривод общепромышленных механизмов,

Электропривод общепромышленных механизмов.


Суммарный приведенный момент инерции при пуске:


Электропривод общепромышленных механизмов,


Где


Электропривод общепромышленных механизмов,

Электропривод общепромышленных механизмов, Электропривод общепромышленных механизмов

– рабочая угловая скорость вращения вала двигателя, Электропривод общепромышленных механизмов;


Электропривод общепромышленных механизмов

Электропривод общепромышленных механизмов.


Время Электропривод общепромышленных механизмов пуска привода при подъеме и опускании груза


Электропривод общепромышленных механизмов,

Электропривод общепромышленных механизмов


Суммарный приведенный к валу двигателя момент инерции при торможении:


Электропривод общепромышленных механизмов,

Электропривод общепромышленных механизмов


Тормозной момент:

Электропривод общепромышленных механизмов


Где номинальный момент


Электропривод общепромышленных механизмов

Электропривод общепромышленных механизмов.

Электропривод общепромышленных механизмов.


Время электромеханического торможения механизма подъема:


Электропривод общепромышленных механизмов,

Электропривод общепромышленных механизмов


Уточненное значение продолжительности включения:


Электропривод общепромышленных механизмов

Электропривод общепромышленных механизмов


Число циклов в час:

Электропривод общепромышленных механизмов,

Электропривод общепромышленных механизмов.


Динамическая нагрузочная характеристика показана на рисунке 3.


Электропривод общепромышленных механизмов

Рисунок 3 Динамическая нагрузочная диаграмма электродвигателя механизма подъема мостового крана


Проверка электродвигателя по условиям допустимого нагрева


При наличии динамической нагрузочной диаграммы и незначительном изменении скорости вращения вала двигателя в статических режимах удобнее использовать метод эквивалентного момента. По данным динамической нагрузочной диаграммы определяется эквивалентный момент за цикл работы:


Электропривод общепромышленных механизмов,


где Электропривод общепромышленных механизмов принимаем равными 0,5.


Электропривод общепромышленных механизмов


Эквивалентная мощность, соответствующая Электропривод общепромышленных механизмов и расчетной ПВ:


Электропривод общепромышленных механизмов

Электропривод общепромышленных механизмов


Выбранный двигатель не будет нагреваться выше допустимой температуры, если:


Электропривод общепромышленных механизмов

Электропривод общепромышленных механизмов


Условие выполняется.

Проверка электродвигателя по условиям пуска


Условие успешного запуска двигателя при подъеме наибольшего груза:


Электропривод общепромышленных механизмов,


Где


Электропривод общепромышленных механизмов,

Электропривод общепромышленных механизмов, Электропривод общепромышленных механизмов.

Электропривод общепромышленных механизмов


Условие выполняется.


Проверка электродвигателя по условиям допустимой перегрузки


Выбранный по мощности двигатель проверяется по перегрузочной способности с учетом максимально возможных динамических моментов. Условие проверки по перегрузочной способности:


Электропривод общепромышленных механизмов,

Электропривод общепромышленных механизмов.


Условие выполняется.


2. РАЗРАБОТКА СКАЛЯРНОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯЧАСТОТНЫМ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ ПО ЗАКОНУ U1/F1=CONST


Исходные данные для разработки скалярной системой управления частотным электроприводом по закону Ψ1=const представлены в таблице 2.1.

Таблица 2.1 – Исходные данные для разработки скалярной системой управления частотным электроприводом по закону Ψ1=const.


Вариант, № 27
Количество зон регулирования 2
Тип двигателя Н511-8
Номинальная мощность PН, кВт 34
Номинальное напряжение UЛ, В 380
Номинальный ток IН, А 79
Номинальная скорость ωН, об/мин 680
cosjН/hН, % 0,82/80
Максимальный момент МН, Н∙м 1128
Маховый момент GD2, кг∙м2 4,3
cosjК – режим КЗ 0,51
Статорное активное R1, Ом 0,164
Статорное реактивное х1, Ом 0,232

Роторное активное Электропривод общепромышленных механизмов, Ом

0,307

Роторное реактивное Электропривод общепромышленных механизмов, Ом

0,464
Передаточное число редуктора і 12,41
Момент инерции механизма JИО, кгЧм2 554
Закон управления Ψ1=const
Тип САР ЗС
Диапазон регулирования 5 и 2
Способ электромеханического торможения Рекуп.
Статическая ошибка регулирования δω,, % 1
Динамическая ошибка регулирования σω, % 10
Допустимое ускорение εДОП, рад/с2 120

Таблица 2.1 – Исходные данные для разработки скалярной системой управления частотным электроприводом по закону Ψ1=const.


Схема тиристорного преобразователя частоты со звеном постоянного тока и рекуперативным торможением


Электропривод общепромышленных механизмов

Рисунок 4 – Силовая схема частотного преобразователя


Силовая схема частотного преобразователя состоит из тиристоров VS1...VS6, встречно включенного диодного моста VD1...VD6, обеспечивающего инверторный режим.

Тиристорный блок предназначен для регулирования напряжения для обеспечения законно управления.

Сглаживающий фильтр состоит из сглаживающего дросселя L1 с ферриторным сердечником и конденсатора С1.

АИН собран на 6 тиристорных ключах VS7...VS12 с принудительной коммутацией, которая обеспечивается конденсаторами С2…С7, дросселей L2 и L3, а также коммутационных диодов VD7...VD12.

Диоды VD13...VD18 выполняют функцию отсечения токов при отключениях соответствующих вентилей. Ток в коммутирующих цепях не исчезает из-за индуктивностей обмотки статора.

Функциональная схема системы управления частотного электропривода


Электропривод общепромышленных механизмовЭлектропривод общепромышленных механизмов

Рисунок 5 – Функциональная схема скалярной системы подчиненного двухканального управления частотным электроприводом, реализующей закон управления c1=const

ЗС – задатчик скорости;

ЗИ – задатчик интенсивности;

РС – регулятор скорости;

РЭ – регулятор ЭДС;

БУП – блок управления преобразователем;

ТП – тиристорный преобразователь;

Ф – фильтр;

АИН – автономный инвертор напряжения;

АД – асинхронный двигатель с к. з. ротором;

РЧ – регулятор частоты;

БУП – блок управления инвертором;

ДС – датчик скорости;

ДТ – датчик тока;

ДН – датчик напряжения;

ДЭ – датчик ЭДС.

Система управления построена по принципу двухканальной системы подчиненного регулирования частоты с использованием автономного инвертора напряжения (АИН) с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ).

Первый канал управления включает контур регулирования ЭДС, он подчинен внешнему контуру – контуру управления скоростью.

Второй подчиненный контур – контур регулирования частоты.

Для адаптации регулятора частоты к изменениям скорости двигателя при колебаниях нагрузки в нем применяется положительная обратная связь по скорости.

Для стабилизации скорости на валу двигателя на суммирующий вход регулятора скорости подается сигнал отрицательной обратной связи по скорости.

Интенсивность разгона электропривода регулируется задатчиком интенсивности ЗИ.

Остановка электропривода осуществляется снятием сигнала задания скорости на выходе задатчика скорости ЗС. При этом частота напряжения на выходе автономного инвертора напряжения АИН плавно снижается, а двигатель АД переходит в режим рекуперативного торможения.

Реверс производится изменением знака сигнала задания скорости. Логическая схема блока управления инвертором изменяет при этом порядок чередования фаз на выходе инвертора АИН.

Контроль скорости, напряжения и тока осуществляется датчиком скорости ДС, датчиком напряжения ДН и датчиком тока ДТ.

Управление работой ТП осуществляется блоком управления БУП.

Структурная схема скалярной системы управления частотным электроприводом


Электропривод общепромышленных механизмовЭлектропривод общепромышленных механизмов

Рисунок 6 – Структурная схема скалярной системы подчиненного двухканального управления частотным электроприводом, реализующей закон управления c1=const


Передаточная функция асинхронного двигателя

Передаточная функция электрической части асинхронного двигателя


Электропривод общепромышленных механизмов.


Коэффициент жесткости


Электропривод общепромышленных механизмов


Номинальный момент двигателя


Электропривод общепромышленных механизмов Н·м


Номинальная скорость вращения двигателя


Электропривод общепромышленных механизмов с-1


Синхронная частота вращения


Электропривод общепромышленных механизмов с-1


Электромагнитная постоянная двигателя


Электропривод общепромышленных механизмов с


Критическое скольжение АД

Электропривод общепромышленных механизмов


Номинальное скольжение АД


Электропривод общепромышленных механизмов


Перегрузочная способность


Электропривод общепромышленных механизмов

Электропривод общепромышленных механизмов


Передаточная функция механической части двигателя


Электропривод общепромышленных механизмов


Суммарный момент инерции, приведенный к валу двигателя


Электропривод общепромышленных механизмов


Момент инерции двигателя


Электропривод общепромышленных механизмов; Электропривод общепромышленных механизмов


Передаточные функции регуляторов

Передаточная функция П-регулятора скорости

Электропривод общепромышленных механизмов, где Электропривод общепромышленных механизмов


Передаточная функция ПИ-регулятора ЭДС


Электропривод общепромышленных механизмов, где

Электропривод общепромышленных механизмов


Постоянная интегрирования Электропривод общепромышленных механизмов, гдеЭлектропривод общепромышленных механизмов с – некомпенсированная постоянная времени ТП.

Электромеханическая постоянная времени электропривода


Электропривод общепромышленных механизмов с

Электропривод общепромышленных механизмов


Передаточная функция П-регулятора частоты


Электропривод общепромышленных механизмов, где Электропривод общепромышленных механизмов

Электропривод общепромышленных механизмов


Передаточная функция тиристорного преобразователя


Электропривод общепромышленных механизмов, где Электропривод общепромышленных механизмов

Электропривод общепромышленных механизмов


Передаточная функция сглаживающего фильтра


Электропривод общепромышленных механизмов


Постоянная времени сглаживающего фильтра

Электропривод общепромышленных механизмов, где Электропривод общепромышленных механизмов - частота пульсаций выпрямленного напряжения

Передаточная функция АИН по каналу управления напряжением


Электропривод общепромышленных механизмов, где Электропривод общепромышленных механизмов


Передаточная функция АИН по каналу управления частоты


Электропривод общепромышленных механизмов, где Электропривод общепромышленных механизмов


Передаточные функции датчиков обратных связей

Передаточная функция датчика скорости


Электропривод общепромышленных механизмов, где

Электропривод общепромышленных механизмов


Значение сигнала обратной связи по скорости


Электропривод общепромышленных механизмов В, Электропривод общепромышленных механизмов

Передаточная функция датчика ЭДС


Электропривод общепромышленных механизмов где

Электропривод общепромышленных механизмов


Электропривод общепромышленных механизмов


Номинальный ток статора определяется по значению момента


Электропривод общепромышленных механизмов А

Электропривод общепромышленных механизмов


2.2 Оценка статических и динамических свойств системы регулирования скорости частотного электропривода с законом управления Ψ1 = const в среде MatLab


Оценка статических и динамических свойств системы регулирования скорости производится при пуске, набросе, сбросе нагрузки и торможении для номинального, минимального и максимального задания скорости во всех зонах регулирования.

Структурная модель частотного электропривода рольганга с двухзонным регулированием скорости по закону Ψ1 = const в среде MatLab представлена на рис. 2.1.

На рисунке 2.2 приведены полученные графики изменения скорости ω, момента М, напряжения Ud, частоты f при пуске, набросе, сбросе нагрузки и торможении электропривода при номинальном сигнале задания скорости. Ток статора в модели определяется с помощью блоков Pr, sqrt.

Текущее значение ЭДС статора определяется в модели с помощью блока Sum 5.


Электропривод общепромышленных механизмов

Рисунок 7 - Схема структурной модели частотного электропривода с законом управления Ψ1


Электропривод общепромышленных
    <div class=

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.), обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.
Подробнее

Поможем написать работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Нужна помощь в написании работы?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.

Похожие рефераты: