Передаточное число рассчитано по формуле:

По расчетному передаточному числу и мощности двигателя Р_НД выберем тип редуктора. Предварительно найдем расчетную мощность редуктора типа ЦОН:

Р_Р = Р_НДК_З = 38. 1,7 = 64,6 кВт

где К_З = 1,7 - коэффициент, учитывающий режим работы (соответствует тяжелому режиму работы).

Выберем редуктор типа ЦОН по условию: Р_НР ? Р_Р

Данному условию удовлетворяет редуктор ЦОН-25. Его характеристики представлены в табл. 5.

Таблица 5. Характеристики редуктора типа ЦОН - 20.

По фактическому передаточному числу редуктора определим момент инерции электропривода, приведенный к валу двигателя:

где д = 1,1?1,3 - коэффициент, учитывающий момент инерции вращающихся частей редуктора и полумуфт.

Проверим также выбранный двигатель на перегрузочную способность по выражению:

где

Таким образом, видно, что условие выполняется, следовательно, двигатель проходит по перегрузочной способности и подлежит дальнейшим расчетам. (Значения М_СМ - максимального статического момента и М_Н - номинального момента вычислены в п. 8 настоящего проекта. Здесь М_МАКС = М_ДОП. Значение М_ДОП представлено в табл. 4.).

6. Выбор тиристорного преобразователя и питающего трансформатора

Тиристорный преобразователь для двигателя постоянного тока выберем по номинальному току и напряжению (I_H = 192 A, U_H = 220 B).

Условие: I_dHП ? I_H; U_dHП ? U_H

где I_dHП - номинальный выпрямленный ток, U_dHП - номинальное выпрямленное напряжение

Условию удовлетворяет реверсивный тиристорный агрегат ТЕР4 - 200/230. Его параметры представлены в табл. 6.

Таблица 6. Параметры тиристорного преобразователя ТЕР4-200/230.

Примечание: к.п.д. преобразователя з_НВ = 0,96.

Выберем типоразмер и мощность питающего трансформатора. Расчетное значение его полной мощности:

S_P =

где Р_Н - номинальная мощность двигателя;

з_Н - номинальный к.п.д. двигателя (з_Н = P_H / (U_HI_H) = 38000 / (220. 192) = 0.899);

з_НВ - номинальный к.п.д. преобразователя (з_НВ = 0,96);

з_НТ - номинальный к.п.д. трансформатора (з_НТ = 0,96);

К_ИТ - коэффициент использования трансформатора, (К_ИТ = 0,955 при m=6)

Подставив численные значения в формулу (6.1) получаем, что:

S_P =

Условие выбора трансформатора следующее:

S_H ? S_P

Данному условию удовлетворяет питающий трансформатор типа ТСП - 63/07 с U_1H = 380 B. Его параметры представлены в табл. 7

Таблица 7. Параметры трансформатора ТСП - 63/07.

7. Тахограмма работы двигателя

Построим тахограмму работы двигателя щ(t) с установившимися скоростями по тахограмме рабочей машины (рис. 1) с учетом передаточного отношения редуктора (). Данная характеристика представлена на рис. 4.

Рис. 4 Тахограмма работы двигателя

8. Расчет, приведенных к валу двигателя, статических моментов рабочей машины

При определении, приведенных к валу двигателя, статических моментов учтем момент холостого хода двигателя. Он определяется соотношением:

М_ХХ = М_Н - М_НВ,

где М_Н - номинальный электромагнитный момент двигателя, вычисляемый по паспортным данным;

М_НВ - номинальный момент на валу двигателя.

Определим номинальный электромагнитный момент двигателя

А

М_Н = К. I_ЯН =

где R_Я = R_Я.ХОЛ (1+б(t_НАГР - t_ОС)) = 0,023. (1 + 0,004. (115 - 20)) = 0,0317 Ом. - пересчитанное на рабочую температуру t = 115^oC сопротивление якоря двигателя.

Определим номинальный момент на валу двигателя:

М_НВ =

Подставив численные значения М_Н и М_НВ в формулу (8.1), получаем, что момент холостого хода составляет:

М_ХХ = 686,1 -653,82 = 32,28 Н^.м.

Фактический момент сопротивления рабочей машины определится как:

М_Сi = M'_Ci + M_XX

где M'_Ci - приведенный момент сопротивления рабочей машины для двигательного режима.

М'_Сi =

Т.о. находим фактические моменты сопротивления рабочей машины:

Скорости на валу двигателя, соответствующие статическим моментам, определены в п. 7. Отложив на графике значения момента сопротивления и скорости, построим характеристику момента сопротивления на валу двигателя, которая используется в дальнейших расчетах. Рисунок см. в пункте 10.

9. Обоснование способов пуска, регулирования скорости и торможения двигателя

Реверсивный вентильный преобразователь позволяет осуществлять плавный пуск, регулирование скорости, как в сторону уменьшения, так и увеличения ее, а также и рекуперативное торможение путем изменения, подводимого к двигателю постоянного тока, напряжения.

Напряжение преобразователя будем регулировать с помощью изменения угла управления б. Так как за основную скорость щ_ом мы приняли максимальную скорость механизма (щ_ом = 20 с^-1), то в увеличении скорости путем ослабления магнитного потока двигателя нет необходимости.

10. Расчет статических механических характеристик двигателя за цикл работы

Статические механические характеристики проектируемого электропривода в первом приближении можно считать линейным (с учетом некоторых допущений). Поэтому данные характеристики построим по двум точкам:

· I точка с координатами (щ = щ_оi; M = 0);

· II точка с координатами (щ = щ_сi; M = M_Ci).

где первая точка является точкой холостого хода, а вторая - точкой i-установившегося режима.

Для расчета и построения статических механических характеристик в системе ТП - Д, соответствующих установившимся скоростям двигателя, необходимо предварительно определить эквивалентное сопротивления якорной цепи, которое определяется как:

R_Э = ,

где m - пульсность выпрямленного напряжения, для 3-фазной мостовой схемы m = 6.

Активное и реактивное сопротивление трансформатора, приведенные к его вторичной обмотке, рассчитаем по формулам:

где ДP_КЗ - мощность короткого замыкания трансформатора, Вт; m₁ - число фаз;

U_КЗ% - напряжение короткого замыкания трансформатора, %

Определим коэффициент трансформации трансформатора по формуле:

К_ТР = U_1Ф / U_2Ф = 220 / 118 = 1,86.

Подставив численные значения величин в уравнения (10.2), (10.3), получаем, что

, где

Определим сопротивления сглаживающего и уравнительного дросселей:

Ом, где ДU_СД.Н = ДU_УД.Н ? 0,0075 U_dH.

Тогда, после подстановки численных значений всех величин, входящих в (10.1), получаем, что эквивалентное сопротивления якорной цепи:

R_Э = ;

Статические механические характеристики рассчитываем по формуле:

, где

E_d0 =

Угол задержки открывания вентилей б_i, необходимый для установления скорости щ_ci определяется как:

, где

I_Ci - ток статической нагрузки, которому соответствует приведенный момент М_Ci.

K=3,68 - расчет смотри в пункте 8

Найдем скорости идеального холостого хода и статические скорости в установившихся режимах из выражения (10.4):

Для уменьшения зоны прерывистых токов, которая возникает в нереверсивных схемах, и в реверсивных при раздельном управлении вентилями, сглаживания пульсаций выпрямленного тока, ограничения тока через тиристоры в первый полупериод питающего напряжения при коротком замыкании на стороне выпрямленного тока в тиристорном электроприводе постоянного тока применяют дроссели, включаемые в якорную цепь.

В данном курсовом проекте преобразователь реверсивный, с уравнительными реакторами. Следовательно, зоны прерывистых токов нет, т.к. уравнительные токи уже являются нагрузкой для тиристоров. Добавочная индуктивность в данном случае нужна для сглаживания пульсаций выпрямленного тока.

Определим суммарную индуктивность, необходимую для сглаживания пульсаций тока:

L_У =

где i_e = 0,04 - относительная величина пульсаций первой гармоники выпрямленного тока;

е_е - относительная величина пульсаций первой гармоники выпрямленного напряжения;

щ₁ = 2рf₁ = 2р^. 50 = 314 c^-1.

Величина определяется как:

Расчетная индуктивность сглаживающего дросселя:

L_СД = L_У - L_Я - 2L_ТР - L_УД

Индуктивность якорной цепи:

L_Я =

где K₁ = 0.5 для некомпенсированных машин, р_П - число пар полюсов.

Индуктивность согласующего трансформатора:

Индуктивность уравнительного дросселя:

L_УД = ,

т.к. в системе установлено 4 не насыщающихся дросселя.

Подставив в уравнение (10.6) все необходимые величины, получаем, что

L_СД = 27,3^.10^-3 - 4,9^.10^-3 - 2^.1,26^.10^-4 -0 = 20,66 мГн.

Построим статическую механическую характеристику, согласно уравнению. Результаты расчета приведены в табл. 8

Таблица 8. Расчет статической механической характеристики

Статическая механическая характеристика привода, построенная согласно данным табл. 8, показана на рис. 5.

11. Переходные процессы

Расчет переходных процессов в разомкнутой системе электропривода при питании двигателя от тиристорного преобразователя в данном проекте выполняется в предположении того, что управление приводом осуществляется путем линейного изменения во времени скорости идеального холостого хода (щ_0i), т.е. по следующему закону:

щ_o(t) = щ_oНАЧ + е_о^.t.

где е_о - ускорение идеального холостого хода, определяемое из условия полного использования двигателя по моменту.

Так как скорость нарастания управляющего сигнала ограничивается, электромагнитная инерция силовой цепи двигателя в переходном процессе проявляется незначительно и ею можно пренебречь.

При определении длительности изменения щ_о учитывается знак ускорения е_о.

· е_о > 0 - при пуске в области положительных скоростей и торможении в области отрицательных;

· е_о < 0 - при пуске в области отрицательных скоростей и торможении в области положительных.

Суммарная длительность переходных процессов не должна превышать 2%-4% от суммарного времени цикла работы механизма.

Скорость двигателя и его момент в переходных режимах изменяются по законам:

где в, в_С - соответственно коэффициенты жесткости механических характеристик двигателя рабочей машины.

Получим численные значения жесткостей механических характеристик:

Найдем также ускорение идеального холостого хода:

где М_М, М_СМ - максимально допустимый момент двигателя (М_М = 1500 Н^.м) и максимальный статический момент соответственно.

Знак «-» возьмем при разгоне, а «+» - при торможении. Следовательно, подставив в выражение (11.3) численные значения всех величин, получаем два значения :

Определим электромеханическую постоянную времени привода:

Переходные процессы при пуске из неподвижного состояния

В этом случае переходный процесс разбивается на три этапа.

I этап.

На I этапе, 0tt₀, двигатель остается неподвижным, поскольку момент двигателя меньше статического. Начальная механическая характеристика двигателя проходит через начало координат, конечная - через точку с координатами =0, М=М_С0 (ей соответствует скорость идеального холостого хода, равная _0.КОН.I).

Для данного этапа справедливы начальные условия:

Момент двигателя на этом этапе изменяется по закону

Скорость идеального холостого хода двигателя на этом этапе изменяется по закону:

Заканчивается I этап при увеличении М до М_С0, когда скорость ₀ достигает значения:

При М_СО = 302,05 Н*м.

Длительность этапа:

.

Изменение момента и скорости во времени

II этап.

На II этапе происходит разгон двигателя при линейном изменении ₀ во времени. Начальные условия этого этапа:

Скорость и момент на данном этапе описываются уравнениями:

,

Величина ₀ имеет то же значение, что и на первом этапе.

Начальная механическая характеристика двигателя на II этапе совпадает с конечной характеристикой I этапа, конечная характеристика II этапа проходит через точку I заданного установившегося режима работы.

Заканчивается этап в момент времени t₁, когда двигатель выходит в точку а на характеристику, обеспечивающую заданную скорость рабочей машины, при этом ₀ достигает значения _О.КОН = 35,12 1/с.

Длительность II этапа:

Изменение момента и скорости и во времени

III этап

На III этапе t>t₁ происходит окончательный разгон двигателя до установившегося режима при постоянном значении скорости идеального холостого хода _О.КОН.=35,11 с^-1 Для этого этапа начальные условия:

 ,

Уравнение скорости на этапе имеет вид:

Уравнение момента имеет вид:

Длительность этапа:

, продлим время этапа до 0,83 с чтобы момент и скорость двигателя достигли установившихся значений

Изменение момента и скорости во времени

Переходные процессы при реверсе системы

Реверс осуществляется линейным изменением ₀ от _О.НАЧ до _О.КОН со сменой её знака в процессе изменения.

I этап реверса - торможение до нулевой скорости

Торможение системы от начальной скорости _НАЧ, которую она имела в исходном установившемся режиме работы, до полной остановки. Переходный процесс проведем за один этап. На этом этапе ₀ снижается по линейному закону от _О.НАЧ до 0. Далее происходит смена знака ₀ и ее рост при снижении до 0. При этом ₀<0.

Начальные условия:

Скорость и момент на данном этапе описываются выражениями:

Подставив численные значения:

Этап заканчивается при =0 длительность этапа

Изменение момента и скорости и во времени

Дальнейший ход переходного процесса определяется соотношением между моментами двигателя и рабочей машины при достижении нулевой скорости в момент времени t₃.

В нашем случае т.к. Н*м и Н*м, следовательно, этап нулевой скорости при разгоне отсутствует. В этом случае переходный процесс разгона разбивается на два этапа:

а) этап разгона при линейном изменении щ₀ во времени (II этап реверса, t₃ < t < t₄);

б) этап разгона при постоянном значении щ₀ (III этап реверса, t>t₄).

II этап реверса t₃ < t < t₄

Начальные условия:

Найдем начальное ускорение:

Скорость и момент на данном этапе описывается выражениями:

Подставим численные значения:

Изменение момента и скорости и во времени

Длительность этапа:

III этап реверса t>t₄

этап проходит аналогично этапу разгона двигателя. На нем происходит окончательный разгон двигателя до установившегося режима при постоянном значении скорости идеального холостого хода _0.КОН. Для этого этапа начальные условия:

_НАЧ. = _КОН. = -37,81 c, М_НАЧ. = М_КОН. = -2660,6 Н*м, ₀=0

Уравнение скорости на этапе имеет вид:

Уравнение момента имеет вид:

Подставим численные значения:

Изменение момента и скорости во времени

Длительность этапа

, продлим время этапа до 0,9 чтобы момент и скорость двигателя достигли установившихся значений

Переходные процессы при снижении скорости

I этап

Переходный процесс разбивается на два этапа. На I этапе () щ₀ снижается от щ_0нач до щ_0кон с постоянным замедлением е₀.

Начальные условия:

Скорость и момент на данном этапе описывается выражениями:

Подставим численные значения:

Изменение момента и скорости и во времени

Длительность этапа:

II этап

На II этапе происходит дальнейшее снижение скорости двигателя при работе его с постоянным значением .

Начальные условия:

Уравнения скорости и момента на этапе имеют вид:

Подставим численные значения:

Изменение момента и скорости во времени

Длительность этапа:

,

продлим время этапа до 0,96 чтобы момент и скорость двигателя достигли установившихся значений

Торможение свободным выбегом

В связи с тем, что конечная скорость перед торможением имеет малую величину, а именно

щ_С3 = -9,45 с^-1, торможение будем осуществлять свободным выбегом двигателя.

Время свободного выбега определим как:

Выводы

В результате расчета переходных процессов оценим быстродействие спроектированной системы. Для этого определим суммарное время переходных процессов за цикл работы:

Определим суммарное время цикла работы системы с учетом времени переходных процессов:

Определим время переходных процессов в процентах от времени цикла:

при заданном быстродействии в (2?3)% от времени переходного процесса.

Определим фактическую продолжительность включения:

ПВ_Ф% =

Проанализировав, представленные выше соотношения, можно прийти к выводу, что спроектированная система обладает достаточным быстродействием.

Кроме того, двигатель полностью использован в переходных процессах по моменту и максимальный момент не превышает допустимого.

12. Проверка двигателя на нагрев и перегрузочную способность

Проверим выбранный двигатель на нагрев методом эквивалентного момента. При этом необходимо учитывать изменение условий охлаждения при паузах и изменениях скорости. Для этого построим в отдельной системе координат кривую М(t) за цикл работы с учетом установившихся режимов. Выполним линеаризацию кривой стандартными фигурами - треугольниками, трапециями и прямоугольниками. Вид кривой показан в графической части данного проекта.

Кривая М(t) была разбита на 18 фигур: 5 треугольников, 3 прямоугольников и 10 трапеций. Для каждой из фигур определим эквивалентный момент М_Эi по следующим выражениям:

где М_М, М₁, М₂, М_Сi - максимальные моменты соответствующих фигур.

Результаты расчетов по формулам (12.1) представлены в таблице 9:

Таблица 12.1. Результаты расчетов эквивалентных моментов для стандартных фигур

Определить эквивалентный момент за цикл:

,

где- суммарное время переходных процессов за цикл (см. п. 11).

б, в_i - коэффициенты, учитывающие ухудшение (улучшение) условий охлаждения двигателя в переходных режимах и статических режимах при скорости отличной от номинальной.

;

Для двигателей закрытого исполнения с естественным охлаждением или самовентиляцией принимают ₀0,5.

Рассчитаем

Теперь, зная все необходимые численные значения, вычислим эквивалентный момент за цикл:

Определим фактическую продолжительность включения:

Пересчитаем найденное значение на номинальную продолжительность включения:

где , и а - относительные продолжительности включения и коэффициент постоянных потерь мощности.

С учетом найденных значений коэффициентов, получаем результат расчета по формуле (12.1):

Проверим двигатель на нагрев, согласно условию:

т.е. 627,89< 686,1

Откуда видно, что двигатель по нагреву проходит.

Ранее выбранный двигатель был проверен на перегрузочную способность (п. 5) и проверен на нагрев. Он удовлетворил обоим параметрам, следовательно, двигатель можно рекомендовать к внедрению.

13. Структурная схема разомкнутой системы электропривода

Для построения структурной схемы электропривода постоянного тока независимого возбуждения запишем уравнение динамической характеристики этого двигателя совместно с уравнением движения в операторной форме в предположении жестких механических связей и с учетом ЭДС управляемого преобразователя и его передаточной функции.

В дифференциальной форме:

;

В операторной форме:

Подставим численные значения в структурную схему:

14. Статическая ошибка по скорости в разомкнутой системе

Точность поддержания скорости привода в установившемся режиме работы (статическая ошибка по скорости) определяется по соотношению:

,

где , , - скорость идеального холостого хода, статическая скорость и статическое падение скорости вращения при на i-ой регулировочной характеристике.

Определим точность поддержания скорости на каждом из участков работы ЭП:

Разомкнутая система не удовлетворяет заданной точности поддержания установившейся скорости, т.е. 2%, следовательно, необходимо произвести синтез замкнутой системы регулирования координат, которая должна будет обеспечить заданную точность поддержания установившейся скорости.

15. Синтез замкнутой системы ЭП

В качестве замкнутой системы примем систему с подчиненным регулированием координат и стандартной настройкой на технический оптимум, когда соотношение постоянных времени контуров регулирования а=2.

При питании двигателя постоянного тока в разомкнутой системе от тиристорного преобразователя рекомендуется применить замкнутую систему ТП-Д с подчиненным контуром регулирования тока и внешним контуром регулирования скорости.

16. Синтез замкнутой системы

Для синтеза замкнутой системы, настраиваемой на технический оптимум, определим желаемую передаточную функцию разомкнутой системы , передаточную функцию объекта регулирования, включающего в себя преобразователь, двигатель и механическую часть электропривода, характеризуемую суммарным моментом инерции , а также передаточную функцию регулятора

.

Желаемые передаточные функции разомкнутых контуров регулирования скорости и тока определяются по формулам:

.

где К_ОС, К_ОТ - коэффициенты обратной связи по скорости и току;
T_м - малая некомпенсированная постоянная времени Т_м = (0,005?0,01) с;

в - жесткость естественной характеристики двигателя.

К - коэффициент ЭДС. двигателя ();

Т_М - электромеханическая постоянная времени (Т_М = 0,107 с).

Передаточные функции объектов регулирования тока и скорости имеют вид:

;

Передаточные функции регуляторов скорости и тока определяют по формулам:

.

Т.е. в этом случае необходим - скорости с коэффициентом .

где - постоянная интегрирования ПИ-регулятора:

.

17. Расчет параметров регуляторов

Для уменьшения объема расчетов замкнутой системы электропривода расчет параметров выполним только для регулятора скорости. Напряжение задания скорости, соответствующее наибольшей заданной установившейся скорости, примем . Напряжения, соответствующие двум другим установившимся скоростям, найдем пропорционально уменьшив.

Коэффициент усиления тахогенератора примем

Коэффициент обратной связи по скорости:

где - скорость идеального холостого хода двигателя, соответствующая наибольшей заданной установившейся скорости.

Коэффициент усиления регулятора скорости при настройке токового контура и контура скорости на технический оптимум ():

здесь - коэффициент обратной связи по току. Его можно определить, зная параметры датчика тока и шунта, включенного в цепь якоря двигателя.

Для облегчения работы над проектом коэффициент датчика тока примем , ток шунта равным двойному номинальному току двигателя , напряжение на шунте при этом токе примем , также примем . Тогда

Далее задавшись определяем

Затем определяем ЭДС тахогенератора при :

Необходимое сопротивление

18. Расчет статических механических характеристик в замкнутой системе ТП-Д

Расчет характеристик можно выполнить по формуле:

- модуль жесткости статической механической характеристики в замкнутой системе;

- модуль жесткости естественной характеристики двигателя;

Напряжение задания скорости, соответствующее наибольшей заданной установившейся скорости примем

Найдем напряжения соответствующие другим установившимся скоростям.

;

1)

2)

Таблица 10. Расчет статических механических характеристик в замкнутой системе

19. Анализ динамических качеств замкнутой системы

Произведем анализ динамических качеств замкнутой системы, необходимый для проверки соответствия качества динамических процессов заданным. Определим установившуюся динамическую ошибку и просуммируем ее со статической, т.е. найдем

Установившаяся динамическая ошибка

Статическая ошибка по скорости в замкнутой системе:

Время первого согласования:

Перерегулирование по скорости определим по соотношению:

где .

20. Принципиальные схемы разомкнутой и замкнутой систем

21. Расчет энергетики разомкнутой системы

Произведем расчет энергетики спроектированной разомкнутой системы электропривода.

Определим КПД проектируемой системы электропривода:

где P_i, P_1i, ДP_Уi, W_Уi, ДW_Уi - соответственно, мощность на валу двигателя и потребляемая из сети, суммарные потери мощности в силовой части привода, энергия, затраченная на совершение полезной работы и соответствующие ей потери энергии в i-установившемся режиме.

Общий расход энергии за цикл работы:

W_Ц = W_У + Д W_У + ДW_ПП

Энергию, затраченную двигателем на совершение полезной работы в установившихся режимах, определим как:

W_У =

Откуда

;

;

.

Потери энергии в установившемся режиме состоят из потерь в двигателе и тиристорном преобразователе:

ДW_У = ДW_Д + ДW_ТП

Потери энергии в двигателе определим как:

где - потери на возбуждение;

Определим потери в тиристорном преобразователе:

где ДР_РН - потери при номинальном токе якоря в УД и СД.

ДР_РН = ДР_УД+ ДР_СД = I²_H^.R_УД+ I²_H^.R_СД = 192^2.0,0086 + 192^2.0,0086 = 635 Вт.

При расчете ДW_ТП примем потери в тиристорах ДР_Т = 0

Подставим найденные выше значения потерь в двигателе и преобразователе в выражение (21.3):

Втс

Подставив значения ДW_У и W_У в формулу (20.1), найдем КПД системы:

Коэффициент мощности системы ТП-Д в i-том установившемся режиме работы определяем по формуле:

где - напряжение на якоре двигателя в i-м режиме работы; коэффициент искажения тока; номинальный ток двигателя.

; ; (при m=6)

По найденным значениям cos ц_i определим коэффициенты реактивной мощности:

Определим мощности на валу двигателя в каждом из установившихся режимов:

Тогда, при известных Р_i можно определить мощность, потребляемую из сети из выражения (21.1):

Потребление из сети реактивной мощности за цикл определим как:

Рассчитаем потери энергии в переходных процессах. Учет всех потерь энергии, имеющих место в переходных процессах регулируемого электропривода, представляет значительные трудности.

В виду малой длительности переходных процессов, энергия, затраченная на покрытие постоянных потерь (механических, в стали и на возбуждение), мала по сравнению с переменными потерями в главных цепях двигателя. Поэтому в данном проекте учтем лишь переменные потери, пренебрегая постоянными, и считая, что М_С = const.

Суммарные потери в переходных режимах:

Потери энергии в якорной цепи двигателя следующие:

где t₁-время этапа разгона c линейно нарастающей скоростью

При пуске:

;

При реверсе:

;

При снижении скорости:

;

Откуда получаем, что

Потери энергии в тиристорном преобразователе в переходных процессах определим как:

При расчете ДW_ТП примем потери в тиристорах ДР_Т = 0

Подставляя, найденные выше значения потерь в переходных режимах, в формулу (21.6), получаем, что суммарные потери составляют:

Следовательно, по формуле (21.2) общий расход энергии за цикл составляет:

W_Ц = W_У + Д W_У + ДW_ПП =

Вычислим общий расход энергии за час:

.

Годовой расход энергии рассчитываем для двухсменного графика работы длительностью каждой по 8 часов при 250 рабочих днях:

Отношение суммарных потерь энергии за цикл к общему расходу энергии:

.

22. Затраты на электроэнергию за год

Расчет производится, считая, что стоимость электрической энергии составляет 0,79 руб. за кВт · ч.

Заключение

В результате выполнения данного курсового проекта был спроектирован регулируемый электропривод в системе ТП-Д. Для системы были выбраны соответствующие двигатель, тиристорный преобразователь, согласующий трансформатор и редуктор. Двигатель был проверен на нагрев и перегрузочную способность. Проверка показала пригодность двигателя для внедрения в проектируемую систему. Была синтезирована и построена замкнутая система ТП-Д с подчиненным контуром регулирования тока и внешним контуром регулирования скорости. В результате чего система приобрела более высокие динамические показатели. В проекте была рассчитана энергетика привода как в установившихся, так и в переходных режимах.

Основные параметры спроектированной системы ТП-Д представлены в табл. З.1.

Таблица З.1. Основные параметры спроектированной системы ТП-Д

Анализ, полученных в результате проектирования регулируемого электропривода данных, позволяет сделать вывод о том, что данный электропривод удовлетворяет заданным требованиям и показателям качества. Следовательно, он может быть рекомендован к внедрению.

Список литературы

1. Ключев В.И., «Теория электропривода». - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 560 с

2. «Методика расчетов характеристик и параметров электроприводов с двигателями постоянного и переменного тока»: методическое пособие, сост.: Мазунин Н.Т., Столбов Б.М., ПермГТУ, Пермь, 1992 г.

3. «Теория электропривода»: методические указания к выполнению курсового проекта., сост.: Столбов Б.М., Мазунин Н.Т., ПермГТУ, Пермь, 1993 г.

4. «Теория электромеханических систем»: конспект лекций, преподаватель: Столбов Б.М., ПермГТУ, 2001-2002 г.

Размещено на Allbest.ru