Вибір та розрахунок параметрів електродвигуна

Розрахунок і вибір тиристорного перетворювача. Вибір згладжуючого реактора та трансформатора. Побудова механічних характеристик. Моделювання роботи двигуна. Застосування асинхронного двигуна з фазним ротором. Керування реверсивним асинхронним двигуном.

Рубрика Физика и энергетика
Вид курсовая работа
Язык украинский
Дата добавления 11.04.2013
Размер файла 493,7 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Короткий опис технологічного обладнання

Кінематична схема:

До циклу роботи входять наступні операції:

1) навантаження візка;

2) рух на підйом, що складається з розгону, усталеного руху та гальмування;

3) розвантаження візка;

4) зворотній хід без вантажу, що складається з розгону, усталеного руху та гальмування.

Вихідні данні

Позначення

Значення

Вага порожнього візка

G

кН

Вага противаги

кН

Найбільша вага вантажу

кН

Діаметр колес візка

DK

м

Діаметр цапфи

Діаметр барабана

м

Момент інерції барабана

кг м2

Швидкість візка при підйомі

м/с

Швидкість візка при спуску

м/с

Прискорення при підйомі

аУП

м/с2

Гальмування при підйомі

аЗП

м/с2

Прискорення при спуску

аУС

м/с2

Гальмування при спуску

аЗС

м/с2

Шлях підйому

L

м

Час завантаження

tO1

c

Час розвантаження

tO2

c

Діапазон регулювання

D

Кут нахилу шляху

б

є

2. Вибір двигуна

2.1 Розрахунок статичних потужностей механізму в сталих режимах

Силу тертя знайдемо за формулою:

де - складова сили ваги, що перпендикулярна траєкторії руху;

- радіус колеса візка;

- радіус цапфи колеса візка;

- коефіцієнт тертя ковзання в цапфі, = 0,01;

- тертя кочення, м.;

- коефіцієнт що враховує тертя реборт коліс по рейкам,

Визначаємо складову сили ваги, що перпендикулярна траєкторії руху:

- при підйомі вантажу:

кН

- при зворотному ході:

кН

Тепер визначаємо силу тертя:

- при підйомі вантажу:

кН

- при зворотному ході:

кН

Знаходимо силу, що необхідна для руху візка в усталеному режимі:

- при підйомі вантажу:

кН

- при зворотному ході:

кН

Розраховуємо потужності механізму в сталих режимах:

- при підйомі вантажу:

кВт

- при зворотному ході:

кВт

2.2 Розрахунок параметрів механічної передачі та потужності двигуна

Приймаємо двигун з номінальною частотою обертання ротора:

Так як швидкість спуску візка вища, розрахунок механічної передачі будемо вести за спуском. Тоді кутова швидкість барабану:

Знаходимо передаточне число редуктора:

Так як передаточне число редуктора більше 25, приймаємо триступеневий редуктор (m = 3).

Визначаємо ККД елементів системи:

а) при підйомі:

ККД зубчатої передачі приймаємо . ККД редуктора становитиме:

ККД барабану приймаємо

Загальний ККД механічної системи становитиме:

б) при спуску:

ККД механічної системи при спуску визначимо за формулою:

де - коефіцієнт постійних втрат;

- коефіцієнт змінних втрат;

- коефіцієнт завантаження;

Коефіцієнт завантаження визначаємо за формулою:

Коефіцієнт змінних втрат визначаємо за формулою:

Коефіцієнт постійних втрат:

Тоді, ККД механізму становитиме:

Знаходимо потужність двигуна:

При підйомі:

кВт

При спуску:

кВт

2.3 Розрахунок та побудова діаграми швидкості механізму

Знаходимо час:

- розгону при підйомі:

с

- гальмування при підйомі:

с

- розгону при спуску:

с

- гальмування при спуску:

с

Для розрахунку часу усталеного руху візка на підйом та на спуск знайдемо шлях, який проходить візок з постійною швидкістю:

- на підйом:

м

- на спуск:

м

Тепер знаходимо час руху візка з постійною швидкістю:

- на підйом:

с

- на спуск:

с

Знаходимо час роботи та відпочинку механізму:

с

с

Знаходимо ПВ:

Знаходимо еквівалентну потужність:

а) для двигуна з режимом роботи S1:

Тоді:

кВт

б) для двигуна з режимом роботи S3:

Тоді:

кВт

За отриманими значеннями обираємо двигуни:

Для режиму S1 (двигун постійного струму з незалежним збудження):

Марка двигуна - 2ПФ180МУХЛ4

Для режиму S3 (асинхронний двигун з фазним ротором):

Марка двигуна - 4МТН280S10

2.4 Розрахунок статичних та динамічних моментів

Розрахунок будемо вести для двигуна постійного струму. Так як двигун має номінальну швидкість 3150 , то: , необхідно змінити передаточне число редуктора. Приймаємо:

Так як передаточне число редуктора залишилось в межах від 25 до 180 то число ступенів редуктора залишається попереднім (3). Тоді і ККД системи не зміниться.

Знаходимо статичний момент

- при спуску:

- при підйомі:

Знаходимо момент інерції системи:

Знаходимо кутове прискорення двигуна:

а) розгон при підйомі:

б) гальмування при підйомі:

в) розгон при спуску:

г) гальмування при підйомі:

Знаходимо динамічні моменти:

а) розгон при підйомі:

б) гальмування при підйомі:

в) розгон при спуску:

г) гальмування при підйомі:

Знаходимо еквівалентний момент:

Знаходимо номінальний момент двигуна:

Як бачимо, номінальний момент двигуна є меншим за еквівалентний, що свідчить про те, що двигун не підходить. Тому обираємо двигун марки 2ПФ180LУХЛ4 з параметрами:

Так як редуктор залишається триступінчатим (), то ККД системи при підйомі та спуску залишиться незмінним, отже і потужності при підйомі та спуску залишаться також незмінними.

3. Розрахунок і вибір тиристорного перетворювача

3.1 Момент втрат двигуна в номінальному режимі

Обираємо тиристорний перетворювач реверсивного виконання з номінальним струмом 200 А, номінальною напругою 230 В, з напругою мережі 380 В 50 Гц, що призначений для приводу подач, однозонний, зі зворотнім зв'язком за швидкістю. Діапазон регулювання до 1000.

Типопозначення перетворювача ЭПУ1-1-4327М УХЛ4(04)

4. Вибір трансформатора

Обираємо трансформатор марки ТСП 63/0,7-УХЛ4 з параметрами:

5. Вибір згладжуючого реактора

Відносна величина діючого значення струму першої гармоніки:

де - відносна величина діючого значення ЕРС першої гармоніки

В

А

ротор трансформатор асинхронний двигун

Знаходимо :

Знаходимо індуктивність трансформатора:

Повний опір фази трансформатора приведений до вторинної обмотки:

Активний опір:

Ом

Індуктивний опір:

Індуктивність трансформатора:

мГн

Знаходимо :

Знаходимо індуктивність реактора:

Обираємо реактор марки ФРОС - 250/0.5УЗ з параметрами:

Тоді фактичне значення індуктивності кола ротора двигуна становитиме:

Знаходимо індуктивність кола ротора, яка потрібна для того, щоб лінійний струм навантаження знаходився в режимі безперервного струмоперетворення:

Знаходимо граничну силу струму:

Тоді:

Так як виконується умова , то уточнення індуктивності реактора непотрібне.

6. Побудова механічних характеристик

Уточнюємо моменти та швидкості усталених режимів роботи:

- спуск візка:

- підйом візка:

- підйом візка:

Знаходимо опір кола ротора:

Знаходимо :

- спуск візка:

- підйом візка:

- підйом візка з мінімальною швидкістю:

Знаходимо кут керування тиристорами:

- спуск візка:

- підйом візка:

- підйом візка з мінімальною швидкістю:

Знаходимо граничне значення сили струму:

- спуск візка:

- підйом візка:

- підйом візка з мінімальною швидкістю:

Знаходимо граничне значення моменту:

- спуск візка:

- підйом візка:

- підйом візка з мінімальною швидкістю:

Знаходимо граничне значення швидкості:

- спуск візка:

- підйом візка:

- підйом візка з мінімальною швидкістю:

Для побудови механічної характеристики при спуску візка знайдемо значення моменту та швидкості при довільному значенні сили струму. Візьмемо А. Тоді:

Будуємо механічні характеристики:

7. Моделювання роботи двигуна

Для моделювання системи складаємо схему моделювання:

та отримуємо графіки:

8. Застосування асинхронного двигуна з фазним ротором

Так як двигун має номінальну швидкість , то необхідно провести уточнення передатного числа редуктора:

При використанні асинхронного двигуна з фазним ротором застосуємо регулювання швидкості за допомогою додаткових резисторів в колі ротора двигуна. Їх розрахунок будемо вести графічним методом.

Знаходимо номінальне ковзання двигуна:

Знаходимо номінальний момент двигуна:

Задавши знайдемо . Приймаємо та знаходимо :

де m = 2 - кількість ступеней дотаткових резисторів.

Знаходимо :

За розрахованими даними будуємо графік:

З механічних характеристик характеристик отримуємо:

аб = 2,17

бв = 3,04

вг = 8,26

Знаходимо опір додаткових резисторів за формулами:

Визначаємо номінальний опір:

Та знаходимо значення опорів резисторів:

Перевірку можна здійснити за умовою виконання рівності:

Знаходимо опір ротора:

Та перевіряємо умову:

Використання такого двигуна для електроприводу передбачає менші капітальні витрати, але при цьому вноситься похибка в значення швидкостей та прискорень візка, зростають витрати електроенергії. Тому більш доцільним є використання системи «Тиристорний перетворювач - двигун», що розрахована вище.

Висновок

В результаті виконаної роботи ми спроектували дві системи електроприводу:

1. Система «Тиристорний перетворювач - двигун», що має добрі експлуатаційні показники (висока точність відповідності швидкостей та прискорень візка, високий ККД системи) однак має велику вартість.

2. Асинхронний двигун з фазним ротором та регулювання швидкості за допомогою додаткових резисторів у колі ротора. Такий варіант є значно дешевшим, однак має неточне регулювання швидкості візка, не має взагалі можливості регулювання прискорень візка та працює з нижчим ККД.

Список літератури

1. Теорiя електропривода. Пiдручник /М.Г. Попович, М.Г. Борисюк, В.А. Гаврилюк та iн.; За ред. М.Г. Поповича. -К.: Вища школа, 1993.-494 с.

2. Комплектные тиристорные электроприводы: Справочник /И.Х. Евзеров, А.С. Горобец, Б.И. Мошкович и др.; Под ред. В.М. Перельмутера. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 319 с.

3. Справочник по электрическим машинам: В 2 т. /Под общ. ред. И.П. Копылова и Б.К. Клокова. - М.: Энергоатомиздат. Т. 1. - 1988. - 456 с., Т.2. - 1989. - 688 с.

4. Яуре А.Г. Певзнер Е.М. Крановый электропривод: Справочник. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 344 с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Вибір напівпровідникового перетворювача, розрахунок параметрів силового каналу вантажопідйомного візка. Вибір електричного двигуна та трансформатора. Розрахунок статичних потужностей механізму, керованого перетворювача, параметрів механічної передачі.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 01.03.2013

  • Вибір тиристорів та трансформатора. Визначення зовнішніх характеристик перетворювача та швидкісних і механічних характеристик електродвигуна. Розрахунок коефіцієнта несинусоїдальності напруги суднової мережі. Моделювання тиристорного перетворювача.

    курсовая работа [576,9 K], добавлен 27.01.2015

  • Перевірка можливості виконання двигуна по заданим вихідним даним. Обробка результатів обмірювання осердя статора. Методика визначення параметрів обмотки статора. Магнітна індукція. Розрахунок і вибір проводів пазової ізоляції, потужності двигуна.

    контрольная работа [437,0 K], добавлен 21.02.2015

  • Отримання швидкісних і механічних характеристик двигуна в руховому та гальмівних режимах, вивчення його властивостей. Аналіз експериментальних та розрахункових даних. Дослідження рухового, гальмівного режимів двигуна. Особливості режиму проти вмикання.

    лабораторная работа [165,5 K], добавлен 28.08.2015

  • Визначення динамічних параметрів електроприводу. Вибір генератора та його приводного асинхронного двигуна. Побудова статичних характеристик приводу. Визначення коефіцієнта форсування. Розрахунок опору резисторів у колі обмотки збудження генератора.

    курсовая работа [701,0 K], добавлен 07.12.2016

  • Розрахунок параметрів силового трансформатора, тиристорів та уставок захисної апаратури. Переваги та недоліки тиристорних перетворювачів. Вибір електродвигуна постійного струму і складання функціональної схеми ЛПП, таблиці істинності і параметрів дроселя.

    курсовая работа [374,8 K], добавлен 25.12.2010

  • Аналіз роботи і визначення параметрів перетворювача. Побудова його зовнішніх, регулювальних та енергетичних характеристик. Розрахунок і вибір перетворювального трансформатора, тиристорів, реакторів, елементів захисту від перенапруг і аварійних струмів.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 24.05.2015

  • Характеристика електромеханічної системи та вибір електрообладнання. Вимоги до електроприводу. Розрахунок потужності та вибір електродвигуна. Вибір редуктора. Розрахунок роторного випрямляча. Розрахунок вентилів інвертора. Розрахунок регулятора струму.

    дипломная работа [2,6 M], добавлен 17.08.2016

  • Номінальні значення фазних напруги і струму статорної обмотки двигуна. Струми в обмотках статора і ротора, обертальний момент і коефіцієнт потужності при пуску двигуна із замкненим накоротко ротором. Зведений і реальний опори фази пускового реостата.

    задача [353,4 K], добавлен 28.08.2015

  • Швидкіснi та механічнi характеристики двигуна при живленні від тиристорного перетворювача частоти. Регулювальнi властивостi електроприводу. Експерементальнi та розрахунковi данi досліджуємої машини. Головні показники кутової швидкості обертання.

    лабораторная работа [56,4 K], добавлен 28.08.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.