Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Расчёт системы управления двигателем постоянного тока (вариант 4) - файл Контрольная работа по системам управления электроприводами.doc


Расчёт системы управления двигателем постоянного тока (вариант 4)
скачать (378.5 kb.)

Доступные файлы (1):

Контрольная работа по системам управления электроприводами.doc1265kb.12.01.2007 00:02скачать

содержание
Загрузка...

Контрольная работа по системам управления электроприводами.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ РФ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ


Факультет автоматики и вычислительной техники
Контрольная работа №1
по дисциплине: Системы управления электроприводами

ВАРИАНТ №4


Выполнил: студент 3-го курса

Золотовский Денис Васильевич

Шифр: 04-ЭПу-934

Проверил: Ишутинов Д. В.
Киров

2006

Расчёт системы управления двигателем постоянного тока
параллельного возбуждения, обеспечивающей 4 ступени пуска в
функции времени и динамическое торможение с управлением по
скорости.
Задание:


  1. Для заданного двигателя рассчитать требуемые номинальные


параметры, построить статические механическую и

электромеханическую характеристики;



  1. Для заданного числа ступеней построить пусковую диаграмму




  1. (изобразить пусковую характеристику и тормозную


характеристику для всех режимов работы);


  1. Рассчитать и выбрать пусковые и тормозные реостаты;




  1. Разработать принципиальную схему релейно-контакторной


системы управления автоматическим пуском и торможением
двигателя. В схеме предусмотреть все виды защиты и
блокировок;


  1. Изобразить схему в соответствии с действующими ГОСТ и


выбрать релейно-контакторную аппаратуру.

Дано:
Двигатель серия: П92; КПД = 86%;
число ступеней пуска: N = 4;
реверса нет;
номинальная частота вращения: об/мин;
номинальное напряжение питания: 220 В;
относительный момент инерции:
относительный момент сопротивления:

^ 1) Расчёт номинальных параметров двигателя, построение

характеристик
Для точки номинального режима определяем номинальную угловую
скорость:

Найдём номинальную мощность двигателя из справочника, см. [3], табл.
10.19:
Найдём номинальный ток двигателя по формуле:
; ─ из справочника, см. [1]);

Найдём номинальное сопротивление двигателя:
Ом.
Найдём номинальный момент двигателя:

Найдём статический момент на валу двигателя:

Найдём суммарное сопротивление якорной цепи, сопротивление щёток
для двигателей с принимаем, исходя из относительного
сопротивления щёток: Ом. Суммарное сопротивление якоря и
добавочных полюсов находим из справочника, см. [3], приложение 7.
Ом;
; Ом.
Далее находим относительное сопротивление якорной цепи для
двигателей серии П. Отсюда находим по формуле:



.
Найдём из приведённого ниже соотношения и формулы электрическую
и механическую постоянные:


Найдём частоту вращения холостого хода при номинальном магнитном
потоке и напряжении (), значение найдём из
справочника, см.[3], приложение 7 ():
где
скорость идеального холостого хода равна:



2) Построение пусковых и тормозных характеристик

По координатам точек холостого хода и номинального режима
построим естественную электромеханическую и механическую
характеристики (см. рис. 1.1, рис. 1.2).
В случае если число ступеней задано и режим пуска нормальный,
зададимся моментом переключения, превышающим статический момент
примерно на 10 – 20 %:


На рис. 1.1 находим =342



Рассчитаем максимально допустимый пусковой момент , для
этого найдём относительный момент переключения и величину :
; , отсюда
;
Тогда максимально допустимый момент равен:



Рис 1.1

Построим зависимости w = f(), рис. 1.2. Для этого найдём точки
() и (;); () и (;).
Максимально допустимый ток найдём из формулы:


Ток переключения найдём по формуле (см. ниже), ток нагрузки
найдём из формулы момента:





Построим рис. 1.2 тормозную характеристику двигателя при
одноступенчатом динамическом торможении. Для этого найдём точки
характеристики (), (). Установившееся
начальное значение скорости найдём из графика естественной
характеристики при



Рис. 1.2




  1. Расчёт и выбор пусковых и тормозных сопротивлений, расчёт


выдержек времени для реле времени.
3.1 Расчёт и выбор пусковых и тормозных сопротивлений

С помощью метода отрезков определяем сопротивление ступеней
пускового резистора:
Ом;
Ом;
Ом;



Ом.
Выберем из табл. 6.12, см. [4], для пускового резистора ящик
резисторов типа ЛФ-238 с фехралевыми элементами ЛФ10(4 шт.), масса
46,5 кг, для продолжительного режима работы, длительно допустимый
ток равен 400А: 1-я ступень: элемент ЛФ10, сопротивлением 0,019Ом,
2-я ступень: ЛФ10, сопротивлением 0,03Ом, 3-я ступень: ЛФ10,
сопротивлением 0,07Ом, 4-я ступень: ЛФ10, сопротивлением 0,4Ом.
Ступени соединены последовательно между собой.
Сопротивление резистора динамического торможения найдём по
формуле, считая
Ом.
Из табл. 5-3, см. [3], найдём относительный эквивалентный
продолжительный ток для резистора: Тогда равен:




Выберем из табл. 6.11, см. [4], для резистора динамического
торможения штампованный ленточный элемент ЛФ11Б, сопротивлением
0,6 Ом, длительно допустимый ток 180А.
Сопротивление постоянно включённого разрядного резистора обмотки

возбуждения примем равным:


Примем: Ом.
Для выбора резистора по нагреву определим электромагнитную
статическую постоянную времени контура, состоящего из параллельной
обмотки возбуждения двигателя, разрядного резистора и диода
(сопротивлением диода пренебрегаем):


где (количество пар полюсов);

(число витков полюса параллельной обмотки);
(полезный магнитный поток полюса);
Ом (сопротивление параллельной обмотки возбуждения);
(номинальный ток возбуждения параллельной обмотки).
Данные взяты из табл., см. [3], прил. 7, коэффициент
рассеяния главных полюсов для получения главного потока,
сцепляющегося с витками обмотки возбуждения, см. [3].
Найдём эквивалентное время неизменного разрядного тока:

Применим трубчатый резистор, имеющий постоянную времени нагрева
Считая три подряд разряда обмотки возбуждения на разрядный
резистор, получаем время рабочего периода:

Ток рабочего периода
Отношение времени рабочего цикла к постоянной времени нагрева
резистора:


По кривым рис. 5-6, см. [3], для и ПВ = 0 находим:


Эквивалентный по превышению температуры продолжительный ток

По сопротивлению и току выбираем трубчатый резистор типа
ПЭВ – 3, 180 Ом, 0,1 А.

Разрядный резистор выбран со значительным запасом по току в
соответствии с эксплуатацией.
^ 3.2 Расчёт выдержек времени для реле
Произведём расчёт выдержек времени для реле КТ1, КТ2, КТ3, КТ4.
Определим время ускорения привода от начала пуска до
закорачивания ступени R1, т. е. время разгона по кривой ho, см. рис.
1.1, для первой ступени.
Суммарный момент инерции двигателя равен:

Найдём динамические моменты двигателя при разных диапазонах
изменения частот:


Подставим найденные значения в формулу времени ускорения
привода:

Так как для второй, третьей и четвёртой ступени значения
моментов будут те же, что и для первой, то времена ускорения для
этих четырёх ступеней пропорциональны изменениям частот
вращения:





Времена включают в себя каждое время реле и
собственное время контактора (0,2с для типа КПД – 100), поэтому
выдержки реле найдутся:





4) Разработка принципиальной схемы релейно-контакторной
системы управления автоматическим пуском и торможением
двигателя постоянного тока.


В разрабатываемой схеме управления двигателя необходимо
предусмотреть по данному варианту задания автоматический пуск
двигателя в функции времени и динамическое торможение в функции
скорости. Разработку осуществляем следующим образом:


  1. Для осуществления автоматического пуска в функции времени в 4


ступени предусмотрим в составе основного оборудования схемы
пусковые резисторы R1, R2, R3, R4, реле времени КТ1, КТ2, КТ3,
КТ4, контакторы ускорения КМ3, КМ4, КМ5, КМ6. Для коммутации

резисторов (при переходе с одной пусковой характеристики на другую)

параллельно им устанавливаем замыкающие контакты контакторов
ускорения КМ3, КМ4, КМ5, КМ6.
2. В цепи якоря устанавливаем катушки реле КА1 и КА2 для
максимальной токовой защиты и катушку реле нулевого тока КА3 в цепи
обмотки возбуждения двигателя ОВ (для контроля за наличием тока в
цепи ОВ или для контроля за снижением этого тока ниже допустимого
уровня). Автоматизация процесса пуска осуществляется в функции
времени. Функцию минимальной защиты осуществляет включаемое в
схему реле напряжения KV1. В случае снижения напряжения сети ниже
допустимого уровня (0,8-0,85) исчезает напряжение реле KV1, оно
отпадает и своим замыкающим контактом KV1 отключает схему
управления, что приводит к отключению силовой схемы от сети.


  1. Для осуществления динамического торможения в функции


скорости предусмотрим реле напряжения KV, обмотка которого
подключена на якорь двигателя. Реле отключается при низкой
скорости, при этом подаёт команду на отключение контактора КМ2 и
окончание процесса торможения. Напряжение отпадания реле KV
соответствует скорости, соответствующей примерно 10 – 20 %
установившегося значения:



  1. Для осуществления коммутации применяются автоматические


выключатели QF1 и QF2, предохранители FU1 и FU2, для защиты –
реле контроля напряжения KV1, реле максимального тока КА1 и
КА2, реле обрыва поля КА3, для защиты обмотки возбуждения
двигателя от перенапряжений, возникающих при её отключении,
применяется разрядный резистор R6 и диод VD1, которые
подключаются параллельно обмотке при её отключении.



  1. ^ Выбор релейно-контакторной аппаратуры, построение схемы в


соответствии с ГОСТ.


    1. Выбор релейно-контакторной аппаратуры


Выберем автоматические выключатели QF1 и QF2. Для этого найдём
уставки токов расцепителей; ток уставки теплового расцепителя:

ток уставки электродинамического расцепителя:


Выбираем автоматические воздушные выключатели: QF1 – серии А3710Б,
ток уставки – 400А, напряжением до 440В постоянного тока, 2 полюса,
QF2 – серии А3160, ток уставки – 15А, напряжением 220В, номинальный
ток – 50А, 2 полюса.
Для выбора реле максимального тока рассчитаем уставку тока реле:






Выберем реле максимального тока КА1 и КА2, типа РЭВ – 830, ток
срабатывания – 400А, реле КА3, типа РЭВ – 830, ток срабатывания – 10А.
Выберем реле контроля тока серии РЭВ – 830, ток срабатывания –
250А, реле должно быть отрегулировано, чтобы напряжение отпадания
было равно примерно 10% ().
Выберем контакторы серии КПД – 100, номинальное напряжение – 220В,

номинальный ток – 250А, напряжение обмотки – 220В.
Выберем реле времени РВ-112, РВ-128 с выбранными выдержками
времени.
Выберем предохранители серии ПН-2, по максимально допустимому
току двигателя, номинальный ток плавкой вставки – 400 А.
Схема электрическая принципиальная системы управления двигателем
представлена на рис.1.3.

Рис.1.3 Электрическая принципиальная схема релейно-контакторной
системы управления автоматическим пуском и торможением
двигателя постоянного тока.


Библиография:


      1. В.В. Москаленко, «Автоматизированный


электропривод», Москва, Энергоатомиздат, 1986.


      1. Справочник по автоматизированному электроприводу,


под редакцией В.А. Елисеева, А.В. Шинянского.


      1. С.Н. Вешеневский, «Характеристики двигателей в


электроприводе», Энергия, 1977.


      1. Справочник «Электрические аппараты», Радиософт,


Москва, 2004.












































Скачать файл (378.5 kb.)

Поиск по сайту:  

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