Выбор и проверка электродвигателя

1 2 3 4 5 6 7

Содержание

Введение. 5

1 Выбор типа электропривода. 6

2 Выбор и проверка электродвигателя. 8

2.1 Расчет мощности двигателя. 8

2.2 Предварительный выбор двигателя и расчет его параметров. 13

2.3 Расчет передаточного числа редуктора. 16

2.4 Расчет и построение нагрузочной диаграммы двигателя. 17

2.5 Проверка двигателя по нагреву. 21

3 Выбор основных узлов силовой части электропривода. 23

3.1 Выбор тиристорного преобразователя. 23

3.2 Выбор силового трансформатора. 23

3.3 Выбор сглаживающего реактора. 25

3.4 Разработка принципиальной электрической схемы силовой части электропривода 27

4 Расчет параметров математической модели силовой части электропривода. 31

4.1 Расчет параметров силовой части электропривода в абсолютных единицах. 31

4.2 Выбор базисных величин системы относительных единиц. 33

4.3 Расчёт параметров силовой части электропривода в относительных единицах. 34

4.4 Расчет коэффициентов передачи датчиков. 36

5 Разработка системы управления электроприводом. 38

5.1 Выбор типа системы управления электроприводом. 38

5.2 Расчет регулирующей части контура тока якоря. 40

5.3 Расчет регулирующей части контура скорости. 49

5.4. Расчет задатчика интенсивности. 52

Заключение. 56

Список использованных источников. 57

Введение

Современный электрифицированный механизм рассматривается как электромеханическая автоматизированная (или в целом автоматическая) система, замкнутая обратными связями (через оператора или специальное техническое устройство) по контролю основополагающих технических параметров.

В главном (силовом) канале обязательно присутствует электродвигатель, а также могут быть представлены преобразователи электрической и механической энергии. С их помощью и реализуются конкретные законы электромеханического энергообразования. Каналы управляющих воздействий на различные функциональные элементы силовой цепи, а также каналы обратной связи входят в состав системы автоматического управления (САУ) электропривода.

Новое производственное оборудование для современного механизированного производства создается совместными усилиями технологов-машиностроителей, специалистов по электрическим машинам, электроприводу и автоматизации. Одновременно с разработкой технологии и конструктивного состава механического оборудования разрабатывается его электрическое оборудование.

Конструктивные и кинематические особенности исполнительного органа механизма во многом предопределяются типом привода, на который ориентируется при разработке механической части.

Имеет место и обратное – в зависимости от конструктивных решений механической части значительные изменение претерпевает электропривод. Конструктивные решения отражаются на параметрах механической и электрической цепей единой электромеханической системы. Соотношения последних сказываются не только на статических и динамических качествах, но и на потреблении электроэнергии, экономичности работы электрифицированного механизма.

1 Выбор типа электропривода

В данном курсовом проекте принимаем следующие решения:

- выбираем электропривод постоянного тока с тиристорным преобразователем электрической энергии;

- выбираем реверсивный двухкомплектный тиристорный преобразователь для цепи якоря с раздельным управлением комплектами;

- принимаем однозонное регулирование скорости (скорость двигателя не превышает номинального значения, ослабление магнитного потока двигателя не требуется).

При выборе системы электропривода и рода тока, прежде всего, учитывается условие работы производственного механизма. Высокая производительность и качество выпускаемой продукции могут быть обеспечены лишь при правильном учете статических и динамических характеристик привода и рабочей машины. Кинематика, и даже конструкция рабочей машины в значительной мере определяются типом применяемой ЭП, и, наоборот, в зависимости от конструктивных особенностей исполнительного механизма привод претерпевает значительные изменения.

При выборе типа ЭП должны быть учтены: характер статического момента; необходимые пределы регулирования скорости; плавности регулирования требуемых механических характеристик, условий пуска и торможения, числа включений в час, качество окружающей среды и т.д.

Первоначально решается вопрос о выборе регулируемого или нерегулируемого типа ЭП. В последнем случае задача значительно упрощается. Все сводится к выбору двигателя переменного тока (асинхронные двигатели). В случае с регулированием по скорости решается вопрос привода на переменном или постоянном токе.

Применение постоянного тока может быть оправдано лишь в тех случаях, когда привод должен обеспечивать повышенные требования в плавности регулирования характера переходных процессов. Приводы постоянного тока используются в механизмах, работающих в повторно-кратковременных режимах: краны, подъемные механизмы, вспомогательные механизмы металлургической промышленности (шлепперы, рольганги, сталкиватели, нажимные устройства) и, в частности, продольно-строгальные станки.

В случае приводов повторно-кратковременного режима определяется из условий получения минимальной длительности переходного процесса, минимальных динамических моментов. С этой целью либо используют специальные двигатели с минимальным моментом инерции, либо переходят к двухдвигательному приводу (суммарный момент инерции двух двигателей той же мощности, что и однодвигательный привод меньше на 20-40%).

По защите от воздействия окружающей среды различают открытые, защищенные, закрытие и герметичные двигатели (JP44) предохраняют от попадания внутри брызг любого направления. Пыль, влага и газы имеют доступ в такие двигатели. При выборе двигателей необходимо учитывать то, что при одной и той же мощности и скорости наибольшие массы, габариты и стоимость имеют закрытые двигатели.

Для электропривода грузового лифта возможно использование следующих ЭП:

«ТПЧ-АД» (тиристорный преобразователь частоты – асинхронный двигатель),

«Г-Д» (генератор - двигатель),

«ТП-Д» (тиристорный преобразователь – двигатель).

Система «ТПЧ-АД» в принципе позволяет получить характеристики, аналогичные «ТП-Д», но стоимость тиристорного преобразователя частоты гораздо выше управляемого выпрямителя.

К недостаткам системы «Г-Д» относят:

- необходимость в двухкратном преобразовании энергии (на электрической энергии переменного тока в механическую, и из механической вновь в электрическую постоянного тока, регулируемого напряжения), что приводит к значительному снижению КПД;

- наличие двух машин в преобразовательном агрегате, установленная мощность каждой, если пренебречь потерям в машине, равна установленной мощности регулируемого движения;

- значительные габариты и масса установки. Необходимость в фундаменте для преобразовательного агрегата;

- высокие капитальные и эксплуатационные расходы;

- с целью форсировки переходных процессов возникает необходимость использования повышенного (в несколько раз = 2,5 – 4) напряжение.