Статические и динамические характеристики электроприводов

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Расчет электропривода с двигателем постоянного тока параллельного возбуждения

1.1 Исходные данные

Таблица 1. Исходные данные

№ зад.
Вариант 2
Задание 13	28,5	370	115	157

1.2 Определение расчетной мощности, выбор двигателя и определение его параметров

Расчетная мощность:

где К_з = 1,1 - коэффициент запаса.

Выбран двигатель типа П, 220 В, защищенный, с регулированием частоты вращения 1:2.

Тип П92

Номинальная мощность , кВт 75

Номинальная частота вращения , об/мин 1500

Номинальный ток якоря , А 381

Сопротивление якорной цепи (при t =20 ⁰C) , Ом 0,0138

Сопротивление цепи возбуждения (при t =20 ⁰C) , Ом 31,8

Номинальная угловая скорость вращения:

.

Сопротивление якорной цепи при рабочей температуре (75 ⁰С):

,

где =0,004 1/⁰С - температурный коэффициент сопротивления меди.

Угловая скорость холостого хода:

,

где

1.3 Построение электромеханических характеристик и определение параметров резисторов

а) Пуск в 3 ступени. б) Противовключение

Рисунок 1. Схемы включения двигателя постоянного тока параллельного возбуждения

Значение предельного тока:

Значение переключающего тока:

Значение статического тока :

Значение статического тока :

Расчет пусковых сопротивлений

Сопротивление 1-ой ступени:

Сопротивление 2-ой ступени:

Сопротивление 3-ей ступени:

Расчет сопротивлений противовключения

отсюда

отсюда

Сопротивление резисторов противовключения:

Расчет сопротивлений схемы шунтирования якоря

Сопротивление дополнительного резистора:

получены графически по рисунку 2.

Сопротивление шунтирующего резистора:

Уравнения электромеханических характеристик

Уравнения реостатных характеристик при пуске:



Так как все характеристики линейны, то их можно построить по двум точкам.

Уравнения характеристик противовключения:

Уравнение характеристики шунтирования:

1.4 Определение пределов изменения механической характеристики в естественном включении при колебаниях напряжения

Механическая характеристика при понижении напряжения на 20%:



Значение номинального электромагнитного момента:

где - КПД, определяющий механические потери.

На характеристике при пониженном напряжении номинальному моменту соответствует:

Механическая характеристика при повышении напряжения на 20%:

На характеристике при повышенном напряжении номинальному моменту соответствует:

Механическая характеристика при понижении напряжения на 20%:

На характеристике при пониженном напряжении номинальному моменту соответствует:

Механическая характеристика при повышении напряжения на 20%:

На характеристике при повышенном напряжении номинальному моменту соответствует:

1.5 Построение электромеханических характеристик эдт

Характеристика

динамического торможения =f(I) при допустимом ускорении

Характеристика динамического торможения представлена на рисунке 8.

Тормозное сопротивление:

Характеристика динамического торможения =f(I) при допустимом токе

Найдем параметры резистора при ЭДТ:



Уравнение электромеханической характеристики при ЭДТ:

1.6 Структурная схема двухмассовой эмс

Уравнение АЧХ:

1.7 Построение механических характеристик в разомкнутой системе УП-Д

При

При



1.8 Переходные процессы без учета индуктивности якорной цепи

Для построения графиков переходных процессов используем формулы:

1) Участок аа₁

_нач = 0, _с= 116 рад/с,

I_нач = 925,5 А, I_с =272 А,

R_У = 0,23 Ом, J_У = 28,5 кг · м²,

,

.

Таблица 2. Результаты вычислений для участка аа₁

t, с	0	2,96	5,92
I, A	952,5	555,2	400
щ, рад/с	0	65,73	94,2

2) Участок а₃а₄

_нач = 94,2 рад/с, _с = 142 рад/с,

I_нач = I₁ = 952,5 А, I_с = I_с1 = 272 А,

R_У =0,1 Ом, J_У = 28,5 кг · м²,

,

.

Таблица 3. Результаты вычислений для участка

t, с	0	1,29	2,57
I, A	952,5	566,5	400
щ, рад/с	94,2	121,3	133

3) Участок а₆а₇

_нач = 133 рад/с, _с = 154 рад/с,

I_нач = I₁ = 952,5 А, I_с = I_с1 = 272 А,

R_У =0,04 Ом, J_У = 28,5 кг · м²,

,

.

Таблица 4. Результаты вычислений для участка а₆а₇

t, с	0	0,52	1,04
I, A	952,5	566,2	400
щ, рад/с	133	144,9	150

4) Участок а₉а₁₀

_нач = 150 рад/с, _с = 158 рад/с,

I_нач = I₁ = 952,5 А, I_с = I_с1 = 272 А,

R_У = 0,017 Ом, J_У = 28,5 кг · м²,

,

.

Таблица 5. Результаты вычислений для участка а₉а₁₀

t, с	0	0,38	0,77	1,15	1,54	1,92
I, A	952,5	640,7	468,5	378,5	328,8	302,8
щ, рад/с	150	153,7	155,7	156,7	157,4	158

5) Участок а₁₁а₁₂

_нач =158 рад/с, _с = -253,2 рад/с,

I_нач = -925,5 А, I_с = 272 А,

R_У = 0,46 Ом, J_У = 28,5 кг · м²,

,

.

Таблица 6. Результаты вычислений для участка а₁₁а₁₂

t, с	0	1,71	3,42
I, A	-952,5	-690	-484
щ, рад/с	158	70	0

6) Участок а₁₄а₁₅

_нач = 0 рад/с, _с = -198,6 рад/с,

I_нач = -925,5 А, I_с = 218 А,

R_У = 0,23 Ом, J_У = 28,5 кг · м²,

,

.

Таблица 7. Результаты вычислений для участка а₁₄а₁₅

t, с	0	1,13	2,26
I, A	-952,5	-632,6	-400
щ, рад/с	0	-54,3	-93,7

7) Участок а₁₇а₁₈

_нач = -93,7 рад/с, _с = -178 рад/с,

I_нач = -952,5 А, I_с = 218 А,

R_У = 0,1 Ом, J_У = 28,5 кг · м²,

,

.

Таблица 8. Результаты вычислений для участка а₁₇а₁₈

t, с	0	0,49	0,98
I, A	-952,5	-633,5	-400
щ, рад/с	-93,7	-116,7	-133,4

8) Участок а₂₀а₂₁

_нач = -133,4 рад/с, _с = -168 рад/с,

I_нач = -952,5 А, I_с = 218 А,

R_У = 0,04 Ом, J_У = 28,5 кг · м²,

,

.

Таблица 9. Результаты вычислений для участка а₂₀а₂₁

t, с	0	0,2	0,4
I, A	-952,5	-629,8	-400
щ, рад/с	-133,4	-143	-149,7

9) Участок а₂₃а₂₄

_нач = -149,7 рад/с, _с= -164 рад/с,

I_нач = -952,5 А, I_с = 218 А,

R_У = 0,017 Ом, J_У = 28,5 кг · м²,

,

.

Таблица 10. Результаты вычислений для участка а₂₃а₂₄

t, с	0	0,21	0,42	0,62	0,83	1,04
I, A	-952,5	-304	-14,7	110,1	170	196,6
щ, рад/с	-149,7	-157,6	-161,2	-162,7	-163,4	-164

10) Участок а₂₅а₂₆

_нач = -164 рад/с, _с = -49 рад/с,

I_нач = 952,5 А, I_с = 218 А,

R_У = 0,21 Ом, J_У = 28,5 кг · м²,

,

.

Таблица 11. Результаты вычислений для участка а₂₅а₂₆

t, с	0	2,59	5,18	7,78	10,37	12,96
I, A	952,5	547,2	365,6	284,6	247,9	218
щ, рад/с	-164	-100,5	-72,1	-59,4	-53,7	-49

11) Участок а₂₇а₂₈

_нач = -49 рад/с, _с = 113,6 рад/с,

I_нач = 952,5 А, I_с = 218 А,

R_У = 0,3 Ом, J_У = 28,5 кг · м²,

,

.

Таблица 12. Результаты вычислений для участка а₂₇а₂₈

t, с	0	0,8	1,6
I, A	952,5	835,7	737
щ, рад/с	-49	-23,1	0

1.9 Ослабление и усиление магнитного поля

Дополнительное сопротивление при номинальном режиме работы:

Индуктивность обмотки возбуждения при ослаблении поля в а=0,85 раз от номинального:

,

где - коэффициент рассеивания,

- число витков обмотки возбуждения на полюс,

- число параллельных ветвей, m=4,

.

.

Добавочное сопротивление при ослаблении потока

.

Постоянная времени обмотки возбуждения при ослаблении потока

.

Постоянная времени обмотки возбуждения при усилении потока

.

Для построения графиков, которые представлены на рисунках 14-21, используем следующие формулы:

, ,

,

1.10 Переходные процессы выхода на естественную характеристику с учетом индуктивности якорной цепи

4Т_а >Т_м, следовательно, процесс колебательный

Для построения графиков исмпользуем формулы:



Начальные условия:

Исследуем влияние индуктивности на переходный процесс, увеличив ее в 10 раз.

1.11 Cброс и наброс нагрузки



4Т_Я >Т_М, следовательно процесс колебательный.

Для расчета применим следующие формулы:

Начальные условия при набросе нагрузки:

Начальные условия при сбросе нагрузки:

2. Расчет электропривода с двигателем постоянного тока смешанного возбуждения

2.1 Исходные данные

Таблица 13. Технические данные двигателя

Напряжение, В	Типо-исполнение двигателя	Мощность, кВт	Ток якоря, А
110	ДПМ-21 ОМ1	6,5	76

2.2 Определение основных параметров двигателя

2.3 Построение реостатных характеристик щ(I) и щ(M), определение сопротивления резистора

Необходимо обеспечить при .

Найдем сопротивление резистора:

,

,

2.4 Расчет и построение электромеханических характеристик ЭДТ

Если , тогда .

Определим величину тормозного резистора:

Список источников

электропривод двигатель ток асинхронный

1. Теличко Л.Я Методические указания к курсовому проекту по м дисциплине «Теория электропривода». Липецк: ЛГТУ, 2001. 20 с.

2. Москаленко В.В. Электрический привод - М.: Высшая школа, 1991. 430 с.

3. Вешеневский С.Н. Характеристики двигателей в электроприводе. М.: Энергия, 1977. 432 с.

4. Чиликин М.Г., Ключев В.И. Сандлер А.С. Теория автоматизированного электропривода. М.: Энергия, 1979. 616 с.

5. Ключев В.И., Терехов В.М. Электропривод и автоматизация общепромышленных механизмов. М.: Энергия, 1980. 360 с.

Размещено на Allbest.ru