Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Расчет параметров и построение характеристик электропривода - файл 1.doc


Расчет параметров и построение характеристик электропривода
скачать (760.5 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc761kb.19.12.2011 07:01скачать

содержание
Загрузка...

1.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...
Министерство сельского хозяйства РФ

БАШКИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ


Факультет: Электрификации и автоматизации с.х.

Кафедра: ЭМЭ

Специальность: 311401

Форма обучения: заочное

Курс, группа: 402
Чернов Глеб

Расчет параметров и построение характеристик электропривода
Курсовая работа

По дисциплине СД.05 Электропривод

"К защите допускаю"

Руководитель: Линенко А.В.

Подпись______________

Дата "___"_________2007 год

Оценка при защите:_________

Дата "___"___________2007год

Подпись_____________

Уфа 2007

РефераТ
Курсовой проект: 38 страниц, 8 рисунков, 10 таблиц, 6 наименований использованных источников, 2 листа графической части на форматах А1.

Целью курсового проекта является овладение современными методами расчета и построения электроприводов.

Курсовой проект состоит из шести заданий: в первом задании выполняется расчет и построение механических характеристик асинхронного двигателя и рабочей машины, во втором – расчет приведенных моментов инерции и времени разбега электродвигателя от неподвижного положения до установившейся частоты, в третьем – расчет и построение кривых нагрева и охлаждения двигателя, в четвертом – проверка устойчивости при пуске и работе электропривода, в пятом – выбор двигателя, аппаратов управления и защиты электропривода, в шестом – разработка схемы управления пуском асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором включением в цепь статора активного сопротивления

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение 5

1 Расчет и построение механических характеристик электрического

двигателя и рабочей машины 7

1.1 Задание 7

1.2 Решение 8

2 Расчет приведенных моментов инерции и времени разбега

электропривода 17

2.1 Задание 17

2.2 Решение 17

3 Расчет и построение кривых нагрева и охлаждения электрического

двигателя 20

3.1 Задание 20

3.2 Решение 20

4 Проверка устойчивости при пуске и работе электропривода 26

4.1 Задание 26

4.2 Решение 26

5 Выбор двигателя, аппаратов управления и защиты электропривода 28

5.1 Задание 28

5.2 Решение 28

6 Разработка схемы управления автоматического электропривода 34

7 Заключение 37
Библиография 38
ВВЕДЕНИЕ




Для современного промышленного производства характерно применение разнообразных машин - производственных агрегатов, состоящих из многих частей, выполняющих различные функции.

Производственный агрегат всегда можно расчленить на три существенно различные части: машину – двигатель, рабочую машину и передаточные устройства между ними.

Двигатель и передаточные устройства служат приведения в движение рабочей машины и называются приводом. В зависимости от вида энергии, превращаемой двигателем в механическую работу, привод бывает ручной, конный, механический и электрический (ручной и конный привод в последнее время утратили свое значение).

Наибольшее применение имеет электрический привод, или сокращенно электропривод. Электропривод состоит из электродвигателя, передаточного механизма к рабочей машине и аппаратуры управления электродвигателем.

В сельском хозяйстве значительно расширилась область применения разнообразных технологических электроустановок, содержащих электрический привод машин и механизмов, электроосвещение и облучение, электронагрев и специальные электротехнологии.

Их применение позволяет увеличить производительность и улучшить условия труда, повысить надежность и качество работы технологического оборудования, наиболее полно реализовать прогрессивные технологии и в конечном итоге снизить энергетические, материальные и трудовые затраты на производство сельскохозяйственной продукции.

Важная роль в реализации планов электрификации и механизации сельскохозяйственного производства отводится электроприводу — основному виду привода самых разнообразных машин и механизмов.

Более 60% вырабатываемой в стране электроэнергии потребляется электроприводом. Основные достоинства электропривода: малый уровень шума при работе и отсутствие загрязнения окружающей среды, широкий диапазон мощностей (от сотых долей ватта до десятков тысяч киловатт) и угловых скоростей вращения (от долей оборота вала в минуту до нескольких сотен тысяч оборотов в минуту), доступность регулирования угловой скорости вращения, высокий КПД, легкость автоматизации и простота эксплуатации.

Задачей данного курсового проекта является овладение современными методами расчета и построения электроприводов. Курсовой проект состоит из шести заданий: в первом задании выполняется расчет и построение механических характеристик асинхронного двигателя и рабочей машины, во втором – расчет приведенных моментов инерции и времени разбега двигателя от неподвижного положения до установившейся частоты, в третьем – расчет и построение кривых нагрева и охлаждения двигателя, в четвертом – проверка устойчивости при пуске и работе электропривода, в пятом – выбор двигателя аппаратов управления и защиты электропривода, в шестом – разработка схемы управления пуском асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором включением в цепь статора активного сопротивления.

В данном курсовом проекте приведены аналитические выражения и формула Клосса для построения механической характеристики электродвигателя. При расчете времени разбега был использован метод Эйлера, достоинство которого в его наглядности и простоте, а точность метода определяется интервалами разбиения оси скорости вращения. При выборе электродвигателя были применены методы эквивалентной мощности и эквивалентного момента. Двигатель проверили на нагрев методом средних потерь.
^ 1 Расчет и построение механических характеристик электрического двигателя и рабочей машины
1.1 Задание

Для асинхронного 3-х фазного, короткозамкнутого электрического двигателя с номинальной мощностью Рн, включенное на номинальное напряжение сети Uн определить:

  1. Номинальный вращающий момент

  2. Максимальный момент

  3. Пусковой момент

  4. Номинальный ток

  5. Пусковой ток

  6. Скольжение при номинальном напряжении

  7. Мощность, потребляемая из сети при номинальной нагрузке, кВт

  8. Построить механическую характеристику по 5 точкам и по формуле Клосса для скольжений s = 0; 0,1; 0,2; 0,3; 0,5; 0,7; 1.

  9. Определить момент сопротивления рабочей машины для указанных точек скольжений

  10. Построить искусственную механическую характеристику двигателя при напряжении равном 0,8 ∙ Uн

  11. Построить механические характеристики рабочей машины, совместив ее с графиком естественной механической характеристики электрического двигателя, определить значение момента при установившемся режиме работы электрического привода.



1.2 Решение

Для наглядности расчетов составим таблицу с исходными справочными параметрами двигателя 4А112МВ6У и производственного механизма (таблица 1) / /.

Таблица 1 Исходные данные

Рн, кВт

nн, мин-1

ηп

nнрм, мин-1

Мнрм,

Н ∙ м

Jрм,

кг ∙ м2

С, Дж/ 0С

Ан,

Дж/ 0С

А0,

Дж/ 0С

ΔUф,

%

α

Кн

4

950

0,91

720

3,9

1,2

26880

12,1

11

20

2

1,2


1) Определяем номинальный вращающий момент:

, (1.1)

где – номинальная мощность электродвигателя, кВт;

nн–номинальная скорость электродвигателя, мин-1.

Н ∙ м

2) Определяем максимальный (критический) момент :

Н ∙м,

где – относительный критический момент .

3) Определяем пусковой момент двигателя:

Н∙ м,

где – относительный пусковой момент .

4) Определяем номинальный ток двигателя:

.

5) Пусковой ток:

,

где – кратность пускового тока .

6) Определяем скольжение при номинальной нагрузке:

, (1.2)

где nн – частота вращения ротора электродвигателя, мин-1;

nн – синхронная частота вращения, мин-1.



7) Определяем мощность, потребляемую из сети Р1 при номинальной нагрузке:

, (1.3)

где – номинальный КПД электродвигателя.
кВт.

8) Построим механическую характеристику электрического двигателя по формуле Клосса:

, (1.4)

где – критическое скольжение двигателя.

9) Определяем критическое скольжение:

. (1.5)



10) Находим скорости вращения и соответствующие моменты двигателя при указанных в задании скольжениях для построения механической характеристики электрического двигателя по формуле Клосса. Результаты расчета заносим в таблицу 2.

При скольжении:

а) s = 0; ω0 = π ∙ n0 / 30 = 104,6 c-1; М = 0 Н ∙ м.

б) s = 0,1; ω = 104,6 ∙ (1 – 0,1) = 94,1 c-1;

Н ∙ м.

в) s = 0,2; ω = 104,6 ∙ (1 – 0,2) = 83,6 c-1;

Н ∙ м.

г) s = 0,3; ω = 104,6 ∙ (1 – 0,3) = 73,2 c-1;

Н ∙ м.

д) s = 0,5; ω = 104,6 ∙ (1 – 0,5) =52,3 c-1;

Н ∙ м.

е) s = 0,7; ω = 104,6 ∙ (1 – 0,7) = 31,3 c-1;

Н ∙ м.

ж) s = 1; ω = 104,6 ∙ (1 – 1) = 0 c-1;

Н ∙ м.

Таблица 2 Данные для построения механической характеристики по формуле Клосса

Параметры

Значения параметров

S

0

0,1

0,2

0,24

0,3

0,5

0,7

1

ω, рад/с

104,6

94,1

83,6

79,5

73,2

52,3

31,3

0

М, Н ∙ м

0

71,4

98,8

100,5

98,05

78,4

61,7

45,6


11) Для построения механической характеристики по паспортным данным необходимы значения ω и М в пяти характерных точках:

а) холостого хода

ωхх = 104,6 с-1, Мхх = 0 Н ∙ м;

б) с номинальными параметрами

ωн = 99,4 с-1, Мн = 40,2 Н ∙ м;

в) с критическими параметрами:

ωкр = 79,5 с-1, Мкр =100,5 Н ∙ м;

г) с минимальными параметрами

ω = ω0 ∙ (1 – smin) = 104,6∙ (1 – 0,85) = 15,6 с-1;

где smin – значение скольжения соответствующего минимальному

моменту, Smin= 0,84…0,86 / /.

Мmin = 52,6 Н ∙ м;

д) пуска

ωп = 0 с-1, Мп = 80,4 Н ∙ м.

Результаты расчета заносим в таблицу 3.

Таблица 3 Данные для построения механической характеристики по паспортным данным

Параметры

Значения параметров

ω, рад/с

104,6

99,4

79,5

15,6

0

М, Н ∙ м

0

40,2

100,5

52,6

80,4


12) Определяем момент и сопротивление рабочей машины приведенный к валу двигателя по формуле:

, (1.6)

где i – передаточное число кинематической цепи между валом

двигателя и исполнительным органом рабочей машины,

;

–КПД передачи;

–начальный момент сопротивления механизма, не зависящий

от скорости вращения, Н ∙ м;

– момент сопротивления механизма при номинальной

скорости вращения;

–скорость вращения приводного механизма, рад/с;

α – коэффициент, характеризующий изменение момента

сопротивления при изменении скорости вращения (α =2).
Определим скорости вращения вала производственного механизма для различных участков механической характеристики двигателя, учитывая коэффициент передачи редуктора по формуле:

. (1.7)

При ωдв = 104,6;

Аналогично определяем скорости вращения вала производственного механизма для остальных участков. Результаты расчета приведены в таблице 4.

Таблица 4 Соотношение оборотов

ωдв, с-1

104,6

94,1

79,5

83,6

73,2

52,3

31,3

ωс, с-1

79,2

71,3

60,2

63,3

55,4

39,6

23,7


Для скоростей вращения приведенных в таблице 4 по формуле (1.6) определяем сопротивления рабочей машины.

При ωс = 80,4 с-1:

Н ∙ м.

Результаты расчета приведены в таблице 5.

Таблица 5 Данные для построения механической характеристики производственного механизма

Параметры

Значения параметров

ω, с-1

104,6

94,1

83,6

73,2

52,3

0

ωc рад/с

79,2

71,3

63,3

55,4

39,6




Мс, Н ∙ м

4,43

3,9

3,42

3

2,32

1,62


13) Построим искусственную механическую характеристику двигателя при напряжении равном 0,8 ∙ Uном.

Момент двигателя находится в квадратичной зависимости от напряжения сети:

. (1.8)

При U1 = 0,8 ∙ Uн

следовательно

. (1.9)

Подставляя в формулу (1.6) моменты, полученные для построения механической характеристики двигателя находим значения моментов двигателя при U = 0,8 ∙ Uн и полученные данные заносим в таблицу 6.

Таблица 6 Данные для построения искусственной механической характеристики асинхронного двигателя при U = 0,8 ∙ Uн

Параметры

Значения параметров

ω, рад/с

104,6

94,1

83,6

79,5

73,2

31,3

0

М1, Н ∙ м

0

45,7

63,2

64,32

62,7

39,5

29,2

Совместные механические характеристики двигателя (все) и производственного механизма приведены на рисунке 1.




Рисунок 1 Механические характеристики двигателя (все) и производственного механизма .


^ 2 Расчет приведенных моментов инерции и времени разбега электропривода
2.1 Задание

Определить приведенный момент инерции системы и время разбега электродвигателя от неподвижного положения до установившегося частоты вращения. Исходные данные в задании. Частоту вращения и момент электродвигателя принять по первому заданию.
2.2 Решение

Рассматриваем применение метода Эйлера при произвольной зависимости моментов только от скорости вращения на примере получения зависимости ω(t) при пуске АД. Этот метод предусматривает замену дифференциалов переменных их приращениями, т.е.

, (2.1)

где – момент инерции системы двигатель – приводной механизм,

приведенный к угловой скорости вала двигателя , кг × м2.

Для пользования этим уравнением необходимо построить механические характеристики АД и рабочей машины. Ось угловой скорости вращения разбиваем на ряд интервалов Δωi, на которых моменты АД и нагрузки принимаем постоянными.

Момент инерции системы, приведенный к угловой скорости вала двигателя:

, (2.2)

где Jр.д., Jп, Jм ― соответственно момент ротора двигателя, передачи и

рабочей машины, кг ∙ м2;

– масса элементов, движущихся поступательно со скоростью vм, кг.

Принимаем Jп = 0,2 ∙ Jр.д., тогда, пользуясь формулой (2.2) находим приведенный момент инерции системы электродвигатель – рабочая машина:

кг ∙ м2.

Ось угловой скорости разбиваем на 6 интервалов. Для удобства вычислений составляем таблицу 7.

(2.3)

где соответственно моменты i-ых интервалов в порядке

возрастания.

Таблица 7 Определение времени разгона электропривода методом Эйлера

Δωi, рад/с

ωi = ωi-1 + Δωi, рад/с

Мi, Н× м

Мci, Н× м

Δti, с

ti = ti-1 + Δti, с

20

20

53

1







20

40

58,5

2,7







20

60

86

3,2







20

80

105

4,1







19,4

99,4

118

4,3











Для каждого i-го интервала скорости вращения Δωi по характеристикам определяем средние на этом интервале моменты двигателя Мi и нагрузки Mсi. Определяем Δti по формуле (2.1). На заключительном этапе расчета определяем текущие значения переменной на предыдущем участке. По данным расчета (см. таблицу 7) на рисунке 4 строим искомую зависимость ω(t).


Рисунок 2 Зависимость оборотов от времени электродвигателя при его разгоне


^ 3 Расчет и построение кривых нагрева и охлаждения электрического двигателя

3.1 Задание

Определить постоянную времени нагрева Тн, постоянную времени охлаждения Т0 и установившуюся превышение температуры двигателя над температурой окружающей среды при номинальном нагрузке двигателя.

Построить кривые нагрева и охлаждения двигателя по 5 точкам. Определить графически Тн и Т0. Определить величину допустимой нагрузки двигателя, если он работает в кратковременном режиме s2 c продолжительностью включения tр = 0,5 ∙ Тн.

3.2 Решение

  1. Находим потери мощности в номинальном режиме

кВт.

  1. Из уравнения теплового баланса находим установившееся превышение температуры двигателя над температурой окружающей среды при номинальной нагрузке.

ГОСТом регламентирована температура окружающей среды 40 0С. Поэтому, если температура окружающей среды больше 40 0С, то это превышение надо учитывать при расчетах.

Установившееся превышение температуры поверхности машины относительно температуры охлаждающей среды определяем по формуле:

, (3.1)

где Q – потери мощности в двигателе, Вт.

Тогда 0С.

Данный двигатель соответствует классу нагревостойкости изоляции В, температура нагрева которой составляет до 130 °C.

3) Постоянная времени нагрева определяем по формуле:

(3.2)

где – теплоемкость двигателя, Дж/град;

= 26880 Дж/°C;

– теплоотдача двигателя при нагреве, Дж/С ∙ град;

=12,1 Дж/С ∙ град.

Итак, по формуле (3.2) определяем постоянную времени нагрева:

с = 37 мин.

4) Определим постоянную времени охлаждения:

, (3.3)

где - теплоотдача двигателя при охлаждении, Дж/с ∙ град.

мин.

5) Уравнение нагрева двигателя:

(3.4)

где – превышение температуры поверхности машины

относительно температуры охлаждающей среды, оС;

, уст – соответственно начальное и установившееся

превышение температуры машины относительно температуры

охлаждающей

среды, oС;

– время работы двигателя при неизменной нагрузке, с;

– постоянная времени нагрева, с.

Определяем по формуле (3.4) данные для построения кривой нагрева двигателя, при этом номинальное превышение температуры примем равным 92 oС, а пуск двигателя будем считать, что происходит при температуре двигателя равной температуре окружающей среды, т.е. = 0, получаем:

.

Задавшись произвольными значениями , получаем значения температуры перегрева . результаты сводим в таблицу 8.

Таблица 8 Нагрев двигателя

Параметры

Значения параметров

t, мин

30

50

100

150

250

τн, оС

40

54,4

68,5

72,2

73,4


По данным таблицы 8 строим кривую нагрева τ(t) двигателя (рисунок 5)

6) Уравнение охлаждения отключенного от сети двигателя, достигшего перегрева:

(3.5)

где – превышение температуры двигателя в момент

отключения, 0С.

Тогда, в нашем случае:

. (3.6)

Задаемся произвольными значениями , получаем значения температуры охлаждения , результаты сводим в таблицу 9.

Таблица 9 Охлаждение двигателя


Параметры

Значения параметров

t, мин

30

50

150

180

200

τ0, оС

34,8

21,1

1,75

0,83

0,5



Рисунок 3 Кривая нанрева


Рисунок 4 Кривая охлаждения


7) Определяем постоянные времени нагрева и охлаждения графическим методом 3-х точек. Для этого в точках τ = τуст ∙ 0; τ = τуст ∙ 0,5; τ = τуст ∙ 0,8 проводим касательные к графику нагрева и охлаждения.

Найдем постоянную времени нагрева (рисунок 5):

мин.

Вывод: отклонение значения постоянного нагрева графического способа над значением аналитического способа составляет 3 %, что не превышает допустимое.

Найдем постоянную времени охлаждения (рисунок 6)

мин.

Вывод: отклонение значения постоянного охлаждения графического способа над значением аналитического способа составляет 1,4 %, что не превышает допустимое.

8) Определяем допустимую мощность нагрузки двигателя Рдоп в кратковременном режиме при tр = 0.5 ∙ Тн = 0.5 ∙ 58 = 29 мин.

Для этого определяем допустимую (максимальную по нагреву) нагрузку двигателя Рк в течение 35 мин.

, (3.7)

где – коэффициент потерь, для асинхронных двигателей

; принимаем .

Тогда кВт.

^ 4 Проверка устойчивости при пуске и работе электропривода




4.1 Задание

Для электропривода рассматриваемого в задании 1, 2, 3 произвести проверку устойчивости работы, при пуске двигателя принимая снижения напряжения на зажимах двигателя равной ΔUф и произвести проверку устойчивой работы электропривода при пуске другого двигателя, если напряжение на работающем двигателе снизилось также на ΔUф.
4.2 Решение

1) Определяем допустимое отклонение напряжения на зажимах электродвигателя:

, (4.1)

где Мтр* – относительный момент трогания рабочей машины;

Мтр* = Мсосн = 1,95/3,9=0,5.

Мизб* – избыточный относительный момент необходимый для

надежного пуска; Мизб* = 0,25.

Тогда %.

Вывод: Так как ΔUдоп = 38,8% > ΔUфаз = 10 %, то пуск данного двигателя обеспечен.
2) Проверка устойчивости работы электродвигателя при пуске другого двигателя.

Кратность максимального момента рабочей машины Мс max* = кн = 1,2.

В этом случае

, (4.2)

Тогда %.

Вывод: Так как допустимое падение напряжения ΔUдоп* = 30 % > ΔUфаз = 20 %, то двигатель будет работать устойчиво.



^ 5 Выбор двигателя, аппаратов управления и защиты электропривода
Таблица 10 Исходные данные

Нагрузка на валу электродвигателя

по периодам, кВт

24

8

14

12

Продолжительность работы

по периодам, мин

15

10

18

20




Эквивалентная мощность

. (5.1)

Тогда



Предварительно выбираем двигатель 4А180М6У3 с синхронной скоростью 1000 об/мин с номинальной мощностью кВт, m=160кг

Коэффициент термической перегрузки:

; (5.2)

Где tр- время работы двигателя, tр=63мин.

Тн- постоянная времени нагрева, мин.

; (5.3)

С-удельная теплоемкость двигателя, с=480 Дж/(кг К), (дл стали);

m- масса двигателя, 160кг.

τдоп – допустимое превышение температуры 0С, класс нагревостойкости изоляции для двигателей с высотой оси вращения 160…355мм –F; τдоп=155-40=1150С.



.

Коэффициент механической перегрузки:

. (5.4)

Где ά =0,5…0,7 – коэффициент потерь для АД.

.

Требуемая мощность:

(5.5)

Предварительно принимаем двигатель 4А160S6У3 с синхронной скоростью 1000 об/мин (кВт; A; ; мин-1; ; ; ; ).

1) Проверяем выбранный двигатель на перегрузочную способность при пониженном на 20 % напряжении, так что Uп= 0,8 ∙ Uн или U* = 0,8

Условие перегрузочной способности:

Мmax > Mнагр.

Определяем приведенный к валу электродвигателя момент нагрузки при nн= 975 об/мин, Рс max= 24 кВт по формуле:

где – к.п.д. передачи

Номинальный момент двигателя



Определяем критический (максимальный) момент:

.

При пониженном напряжении до 20 %


Проверим двигатель на перегрузочную способность:

Mнагр max= 9550 ∙ Pc max/nнн ∙ i, (5.6)

i – передаточное отношение; i = 1,2.

Mнагр max = 9550 ∙ 24/975 ∙ 0,86 ∙ 1,2 =227.8 Н ∙ м.

Должно выполняться условие

Условия обеспечения перегрузки не соблюдаются:

Выбираем двигатель 4А180М6У3 с синхронной скоростью 1000 об/мин с номинальной мощностью кВт (A; ; мин-1; ; ; ; )







Условия обеспечения перегрузки соблюдаются:

.

Таким образом перегрузочная способность обеспечивается при Uп= 0,8 ∙ Uн.

2) Проверяем выбранный электродвигатель на нагрев методом средних потерь.

Данный метод заключается в том, что определяют номинальные и средние потери, сравнивая которые можно определить работу двигателя с доступной для него температурой.

Определяем номинальные потери мощности при номинальной нагрузке по формуле:

(5.7)

кВт

Определяем потери для каждого участка нагрузочной диаграммы:

, (5.8)

где –к.п.д. при данной нагрузке

(–коэффициент потерь, для АД , принимаем

xi –кратность мощности).

Кратность мощности определяем по формуле:

, (5.9)

где Рi– мощность на данном участке, кВт;

Рн– номинальная мощность электродвигателя, кВт.

Найдем кратность мощности. для каждого участка:

;

;

;



Подставив числовые значения получаем:



η2 = 0,93;

η3 = 0,86;

η4 = 0,91.

По формуле (5.8) определяем потери мощности в двигателе при :

кВт;

кВт;

кВт;

кВт.

Средние потери мощности за цикл определяем по формуле:

, (5.10)

где – текущее значение времени работы двигателя с нагрузкой , с.

По формуле (5.6) определяем средние потери мощности:

кВт.

Так как ΔРн = 2,52кВт > Рср = 1,22 кВт, то выбранный двигатель удовлетворяет по условиям на нагрева.

3) Проверка выбранного двигателя на нагрев методом эквивалентных моментов.

Моменты на каждом участке работ определяем по формуле:

. (5.7)

Н ∙ м;

Н ∙ м;

Н ∙ м;

Н ∙ м.

Найдем эквивалентный момент по формуле:



Вывод: Так как эквивалентный момент Мэкв = 154,5 Н ∙ м меньше номинального момента Мн = 181,2 Н ∙м, то выбранный двигатель подходит по условиям нагрева по методу эквивалентных моментов.

4) Выбор автоматического выключателя.

Определяем ток теплового расцепителя по формуле:

Iр max = x ∙ Iн, (5.8)

где х – кратность мощности.

Тогда Iр max = x ∙ Iн = 36,6 ∙ 1,29 = 47,2 А.

Определяем номинальный ток теплового расцепителя по формуле:

Iн т = кн т ∙ Iр max, (5.9)

где кн т – коэффициент надежности, учитывающий разброс по току

срабатывания теплового расцепителя, кн т = 1,1 … 1,3.
Тогда Iн т = кн т ∙ Iр max = 1,2 ∙47,2 = 56,6 А.

Выбираем автоматический выключатель типа АЕ2040М (по исполнению А3114/5) с комбинированным расцепителем на номинальный ток 63 А.

Тогда ток срабатывания электромагнитного расцепителя

Iср. Эл. м. = 10 ∙ 46 = 460 А.

Проверяем выбранную электромагнитную защиту на переодолевание пусковых токов. Найдем пусковой ток:

Iп = Iп* ∙ Iн = 36,6 ∙ 5 =183 А.

Вывод: Так как условие Iсраб. э. ≥ 1,5 ∙ Iп выполняется (460 ≥ 1,5 ∙ 183 = 274), то автоматический выключатель выбран верно.

5) Выбираем магнитный пускатель.

Из справочника выбираем магнитный пускатель типа ПМЛ–4000 с номинальным током 63 А и встроенным тепловым реле типа РТЛ–2059.
Находим расход энергии за весь цикл работы по формуле:




Рисунок 5 Нагрузочная диаграмма


6 Схема управления реверсивным электроприводом с асинхронным двигателем с фазным ротором

Принцип действия схемы управления реверсивным электроприводом с асинхронным двигателем с фазным ротором выполненный мною, основан на обеспечении его ступенчатого пуска, путем включения сопротивления в цепь ротора на период пуска.. Пуск двигателя в этом случае осуществляется нажа­тием кнопки SB1, после чего срабатывает линейный контактор КМ1, подключающий двигатель к источнику питания. Одновременное замыкание контакта КМ1 в цепи реле времени КТ1 вызовет срабаты­вание последнего (с выдержкой времени необходимого для пуска двигателя) и замыкание его контакта в цепи контактора КМ2.

Для остановки АД необходимо нажать кнопку SB2 или SB4 (вышеуказанные кнопки механически связаны). Реверс двигателя осуществляется нажа­тием кнопки SB3, после чего срабатывает линейный контактор КМ3, подключающий двигатель к источнику питания. Одновременное замыкание контакта КМ3 в цепи реле времени КТ2 вызовет срабаты­вание последнего (с выдержкой времени необходимого для пуска двигателя) и замыкание его контакта в цепи контактора КМ2. Дополнительно в цепи управления двигателем предусмотрены нормально замкнутые контакты КМ1.2, КМ3.2 позволяющие выполнять реверс двигателя путем оперирования только кнопками SB1, SB3.



Рисунок 6 Схема управления реверсивным электроприводом с асинхронным двигателем с фазным ротором

Заключение

В процессе выполнения курсового проекта были получены основные параметры электродвигателя, характеризующие стабильность и надежность его работы. Были построены: естественная механическая характеристика по каталожным данным, естественная механическая характеристика по формуле Клосса, искусственная механическая характеристика, совместная механическая характеристика рабочей машины и электродвигателя; найдена точка установившегося режима работы с координатами (6,2; 101,4). Также была рассчитана и построена кривая времени разбега методом Эйлера, время разбега до установившегося режима работы составило 1,232 секунд.

Произведен расчет и построение кривых нагрева и охлаждения, постоянные времени которых составили Тн = 58 мин, То =68 мин. Полученные значения постоянных времени нагрева, и охлаждения были проверены методом трех касательных, которые показали схожесть результатов: Тн=56 мин, То=69 мин.

По данным задания 4, при сниженном напряжении в сети на 10 %, пуск заданного двигателя обеспечен и при пуске другого электродвигателя заданный двигатель будет работать устойчиво.

В задании 5, для защиты электродвигателя были выбраны: автоматический выключатель типа А2040 (на номинальный ток 63 А), магнитный пускатель типа ПМЛ–4000 с номинальным током 63 А и встроенным тепловым реле типа РТЛ–2059. Также была проведена проверка двигателя на нагрев методами эквивалентных моментов и средних потерь.


БИБЛИОГРАФИЯ


  1. Алиев И. И. Электротехнический справочник. – 4-е изд., исправ. – М.: ИП РадиоСофт, 2002. – 384 с.: ил.

  2. Крявчик А.М. и др. Асинхронные двигатели 4А (справочник).– М.: Энергоиздат, 1982 – 504 с.

  3. Москаленко В. В. Электрический привод: Учеб. пособие. учреждений сред. Проф. Образлвания – М.: Мастерство: Высшая школа, 2000. – 368 с.

  4. Практикум по электроприводу в сельском хозяйстве / Под ред. Савченко – М.: Колос, 1996 – 86 с.

  5. Чиликин М.Г., Сяндлер А.С. Общий курс электропривода.– М.: Энергоиздат, 1982 – 504 с.

  6. Шичко Л.П. Автоматизированный электропривод. Основы автоматизированного электропривода.– М.: 1985 – 42 с.



Скачать файл (760.5 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации