ГРАФИК ВЫПОЛНЕНИЯ ПРОЕКТА




 

Выполнение проекта контролируется во время консультаций. Курсовой про­ект должен быть выполнен и защищен за десять недель с момента начала заня­тий. Пункты 1.1, 1.2, 1.3, 1.5, 1.6, 1.9, 1.10,2.1,2.2,2.3,2.4.2.5.2.6, 3.1. 3.2. 3.7 выполняются с предоставлением по ним отчета во время технологической прак­тики и включаются в отчет по ней.

График работы в седьмом семестре выглядит следующим образом:

 

· первая неделя седьмого семестра: ознакомление с заданием, реше­ние организационных вопросов;

· вторая неделя: отчет по задачам 1.4,1.10;

· третья неделя: отчет по задачам 1.7, 2.7;

· четвертая неделя: отчет по задаче 1.8;

· пятая неделя: отчет по задачам 1.11, 1.12;

· шестая неделя: отчет по задаче 1.13;

· седьмая неделя: отчет по задачам 3.3, 3.4;

· восьмая неделя: отчет по задачам 3.5, 3.6;

· девятая неделя: оформление проекта;

· десятая неделя: оформление проекта, защита проекта.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

 

1.1. Характерной особенностью электроприводов инерционных механизмов циклического действия является значительная динамическая нагрузка двигате­лей в переходных процессах. Относительное время переходных процессов в цикле для этих механизмов также весьма значительно. Поэтому при выборе электродвигателя по нагреву необходимо учитывать динамические нагрузки уже на этапе предварительного выбора. Уменьшение времени переходных про­цессов обычно ограничено допустимым ускорением (например, по условиям механической прочности). Так как реализация этого ограничения возлагается на привод, то максимальный момент электропривода в переходных процессах так­же должен быть ограничен (при выполнении всех пунктов, кроме ЭДТ, c двигателем параллельного возбуждения принимать ток и момент максимально допустимыми)

1.2. В практике инженера довольно часты случаи, когда номинальные режи­мы имеющихся в наличии двигателей не соответствуют номинальному режиму работы механизма. Так, в данном задании для механизма, работающего с цик­лической нагрузкой, предлагается выбрать двигатель продолжительного режи­ма В этом случае не следует забывать об ухудшении теплоотдачи двигателя с самовентиляцией в переходных режимах и во время пауз. Эквивалентный по нагреву момент можно рассчитать по формуле (11-26) [3], условие правильного выбора соответствует выражению (11-22) [3]. Двигатель можно выбрать по ка­талогу в приложении 7 [4]. Необходимо убедиться в том, что максимальный до­пустимый момент в переходных режимах меньше или равен для данного двигателя (это будет проверка по условиям коммутации).

1.3. Основой расчета являются уравнения (2-7) и (2-9) [4]. Значения сопро­тивлений двигателя, приведенные в каталоге для температуры окружающего воздуха 20°С, необходимо привести к рабочей температуре 75°С, умножив на коэффициент 1,22. Расчет задания можно выполнять графически (пример 2.3 на стр. 50 [4]) или аналитически (пример 2.4 на стр. 55 [4]).

1.4. Переходные процессы пуска, торможения, реверса и получения пони­женной скорости должны протекать при ограниченных значениях тока двигате­ля. С этой целью в разомкнутых системах электропривода в силовую цепь вво­дятся добавочные резисторы ( для двигателей постоянного тока и для асинхронных двигателей), при этом влияние электромагнитной инерции

снижается, а влияние электромеханической постоянной времени

возрастает, и в силу того, что реально , при расчете переходных процессов в вышеуказанных случаях можно полагать . Расчет пе­реходных процессов при пуске, торможении, реверсе и получении пониженной скорости следует вести по формулам (4-57), (4-58), (4-60) [2]. Кроме того, можно использовать пример расчета (стр.248 [2]). Начальные условия следует брать из пункта 1.3, с учетом основного уравнения движения для рассчитываемого участка. Расчет переходного процесса при выходе на естественную характери­стику провести двумя способами: с учетом и без учета электромагнитной инер­ции силовой цепи () (пример 4.2 в [9]).

Необходимость учета электромагнитной инерции () обычно возникает при расчете переходных процессов, когда добавочные резисторы отсутствуют и двигатель работает на естественной характеристике. Реальными примерами мо­гут служить случаи выхода двигателя на естественную характеристику при раз­гоне и работе привода на естественной характеристике с резко меняющимся моментом сопротивления (сброс и наброс нагрузки, см. ниже пункт 1.8.).

При расчете переходных процессов сброса и наброса нагрузки, а также выхо­да на естественную характеристику возможны два случая: колебательный ха­рактер переходных процессов при ; апериодический характер переход­ных процессов при . Предлагается использовать выражения (4-50а), (4-51), (4-52), (4-53) в [9].

1.5. Следует иметь ввиду, что для двигателя параллельного возбуждения из­меняется не только напряжение питания якорной цепи, но в такой же степени и ток возбуждения, а поток - в меньшей степени (в соответствии с кривой намаг­ничивания на рис 2-14 [4]). Основа расчета - уравнение (2-9) [3].

1.6. Из уравнения движения (1-17) [3] при моменте статической нагрузки , моменте инерции, равном , и максимально допустимом отрицатель­ном ускорении необходимо определить максимальный тормозной момент двигателя. Он соответствует начальной скорости торможения . Дальней­ший расчет производится по выражению (2-32) [3].

1.7. Переходные процессы при ослаблении и усилении поля следует рассчи­тывать с использованием кривой намагничивания по формулам (9.24), (9.27) [3]. Начальная скорость на втором интервале находится так: при ослаблении поля и при усилении поля. Момент двигателя во времени определяется из основного уравнения движения с помощью формулы , а ток якоря ; ускорение следует принять в ко­нечном приращении . При этом () принимать при ослаблении поля и () - при усилении поля. Электромагнитную постоянную времени можно рассчитать по формуле: , где - индуктивность обмотки возбуждения, - сопротивле­ние обмотки возбуждения. Для расчета индуктивности использовать кривую намагни­чивания [4] и формулу:

- коэффициент рассеяния главных полюсов. .

- число последовательно соединенных главных полюсов:

- при последовательном соединении полюсов;

- при параллельном.

- число витков на полюс.

- взять на линейном участке кривой намагничивания.

В расчетах индуктивность якоря пренебрежимо мала. Выполнение этого пункта можно провести и по (7-38), (7-39), (7-40) [5]. Динамические характери­стики , при ослаблении и усилении магнитного поля строятся с использованием полученных в ходе расчета кривых переходного процесса , и .

1.8. Расчет переходных процессов необходимо произвести по формулам, представленным в п. 1.4. Выбор группы формул (1, 2) или (3, 4) зависит от соот­ношения постоянных времени и . При этом в формулах (2) и (4) следует положить . Начальные условия взять из кривой (естественная характеристика). Динамические характеристики или построить, используя полученные кривые переходных процессов (аналогично п.1.4.). Ис­следовать влияние электромагнитной инерции на время переходного процесса и на величину динамического перепада скорости, варьируя таким образом, чтобы вести расчет для двух случаев: а) ; б) .

1.9. Структурная схема двухмассовой упругой системы без учета естествен­ною демпфирования представлена на рис. 1-16 [1], выражение для частоты сво­бодных колебаний приведено в сноске к формуле (1-42) [1]. Передаточная функция механизма, необходимая для построения АЧХ, имеет вид (1-46) [1].

1.10. Если в системе электропривода с упругой механической связью естест­венное демпфирование пренебрежимо мало, то в динамических режимах, про­текающих под действием неизменного по величине момента двигателя, уста­навливаются незатухающие колебания скоростей , и нагрузки в упругом элементе . Динамика этих параметров описывается уравнениями (1-75), (1-76), (1-89) [1]. В формуле (1-89) принять .

1.11. В разомкнутой системе УП-Д скорость идеального холостого хода опре­деляется электродвижущей силой преобразователя, а жесткость характеристики - суммарным сопротивлением якорной цепи двигателя и преобразователя. Ос­нова расчета - уравнение механической характеристики вида (2-9) [3]. Обмотка возбуждения двигателя в системе УП-Д питается от постороннего источника.

1.12. При известной требуемой статической жесткости механической харак­теристики коэффициент обратной связи по скорости определяется из выраже­ния (8-18) [1]. Затем при известных координатах электропривода по этому же выражению находится сигнал задания на скорость.

1.13. В системе УП-Д все участки равноускоренного движения обусловлены динамическим моментом, пропорциональным скорости изменения ЭДС холо­стого хода преобразователя. Окончание процессов пуска, реверса и торможения характеризуется экспоненциальным изменением момента и скорости. Соответ­ствующие пояснения и уравнения для расчета динамики привода приведены в параграфе 5-2, стр. 225-232 [1].

1.14. Известно, что электропривод благодаря наличию упругой механической связи оказывает на колебания в механической части демпфирующее действие, аналогичное действию вязкого трения. Значение взаимосвязи демпфирующего действия электропривода с параметрами системы имеет важное практическое значение, при этом особый интерес представляет выявление сочетаний пара­метров, обеспечивающих возможный максимум демпфирования. Понятие о демпфирующей способности электропривода с упругими механическими свя­зями включено в раздел самостоятельной работы и достаточно подробно пред­ставлено в [2], (параграф 4.6. стр. 220). Современная вычислительная техника позволяет детально исследовать связь демпфирующей способности электропри­вода с обобщенными параметрами электромеханической системы. В [6] приве­дена методика исследования демпфирующей способности с помощью АВМ. Исходные дифференциальные уравнения могут быть использованы и при вы­полнении этого пункта с помощью практически любой вычислительной маши­ны. Выполнять этот пункт следует с использованием методики предложенной в лабораторной работе.

1.15. Согласно рис. 1,2 и полученным кривым переходных процессов (см. п.1.3) , проверить двигатель по нагреву. Для вариантов 2, 4 эквивалентное значение тока определиться по выражению

где значения Ic1, Ic2, Ic3, Ic4 определяются по выражению:

Ini, ITi определяем аналогично рассчитывается IT1.

0,3 – коэффициент, учитывающий ухудшение условий теплоотдачи при пусках, торможениях и сотановках. Время паузы t0 следует определить из выражения - время работы в установившихся и переходных процессах.

Для вариантов 1, 3 Iэ рассчитывается по формуле:

Двигатель по нагреву проходит, если Iэ ≥ Iн. В случае, если это неравенство не соблюдается, то необходимо выбрать двигатель большего габарита.

2.1. Согласно своему номеру задания, выберите двигатель из таблицы 2. Не­достающие параметры следует взять из приложения 5 [4].

2.2. Естественные характеристики и можно получить, пересчитав универсальные зависимости, приведенные на рис. 2-41 [4]. на абсолютные значе­ния.

Расчет пусковых резисторов и реостатных характеристик можно произвести либо по методике, описанной в параграфе 2-14 [4], либо по методике, проиллю­стрированной на рис. 4-5 [3].

2.3. На универсальных характеристиках откладываются координаты точки требуемой характеристики. Ориентировочно строится желаемая и принимается суммарное сопротивление этой характеристики в относительных единицах. Затем по известному способу строятся желаемые характеристики и .

2.4. Характеристики при пониженном напряжении строятся графоаналитиче­ским методом с использованием естественной характеристики и формулы:

Внутренним сопротивлением преобразователя пренебречь.

2.5. Для построения механических характеристик можно воспользоваться ме­тодикой, приведенной на стр. 76-77 [3], приняв вместо указанные в задании значения: , - для вариантов 1, 2 и , - для вариантов 3, 4. Построение можно вести по методу, проиллюстрированному на рис. 2-24 [3], построить электромеханические характеристики и пересчитать их на меха­нические. Полезной может оказаться методика построения и , приведенная в [4].

2.6. Желаемая характеристика находится по универсальным зависимостям [4] и пересчитывается с помощью универсальной µ=f(i) в электромеханическую или в механическую .

2.7. В основу расчета кривых переходных процессов , и положить в [3] или [1] приближенный метод расчета переходных процессов с использованием ; и основное уравнение движение.

3.1. Согласно варианту задания, руководитель технологической практики ре­комендует техническую литературу. Для большинства механизмов она может быть полезна при расчете мощности двигателя [7].

3.2. Прежде всего необходимо привести параметры ротора к цепи статора (см. стр. 187 [4]). Расчет характеристик можно выполнить по формуле (3-56) и (3-59) [1]. При построении характеристик желательно откладывать по оси ординат не скольжение, а угловую скорость, пересчитанную по формуле: . Расчет пусковых резисторов можно вести, воспользовавшись [4].

3.3. При работе на естественной характеристике в переходных процессах уравнение динамической механической характеристики асинхронного двигате­ля аналогично двигателю независимого возбуждения:

При этом для ДПТ параметры можно рассчитать по формулам:

; ;

Для асинхронного двигателя параметры рассчитываются иначе:

; ; ;

Для определения динамического провала скорости при скачкообразном набросе нагрузки необходимо воспользоваться рекомендациями настоящих мето­дических указаний, в частности, пунктами 1.4 и 1.8.

3.4. При выполнении этого пункта необходимо принять =110В и =25 Гц и построить три характеристики , в соответствии с требуемым законом управления для следующих частот 50 и 75 Гц.

3.5. При реализации закона регулирования критический момент дви­гателя при уменьшении и также уменьшается. В связи с этим необходимо помнить, что при уменьшении частоты питания ( Гц), напряжение питания снижается в меньшей степени, чем частота. Поэтому следует определить при по­ниженной частоте и , а затем определить по (3-61) [1] при выполнении ус­ловия, что перегрузочная способность на естественной характеристике и на регу­лировочной при одинакова.

3.6. Ввиду того, что при переходе на характеристику с (Гц) разгон двига­теля будет идти по нелинейному участку механической характеристики, при расчете переходных процессов следует воспользоваться рекомендациями к рас­чету пункта 2.7.

3.7. Расчет вести по универсальным зависимостям [4].

 




Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-12-12 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: