ЗАДАНИЕ
на курсовой проект по дисциплине
«Автоматизированный электропривод горных машин и установок»
Содержание и объём работы:
1. Расчетно-пояснительная записка – Расчет и построение механических характеристик, расчет пусковых резисторов, расчет переходных процессов, разработка принципиальной электрической схемы управления электроприводом с кратким описанием её работы.
2. Графическая часть – Механические характеристики электродвигателя, графики переходных процессов, принципиальная электрическая схема управления электроприводом.
Рекомендуемая литература:
1. Онищенко Г.Б. Электрический привод. М.: РАСХН, 2003. – 320с.
2. Малиновский А.К. Руководство для выполнения курсового проекта по дисциплине «Теория электропривода». – М.: МГГУ, 2010. – 63с.
3. Малиновский А.К. Теория электропривода: Учебное пособие для самостоятельной работы студентов. – М.: МГГУ, 2011. – 58с.
4. Конспект лекций.
Дата выдачи задания Дата сдачи проекта руководителю
Руководитель курсового проекта: проф. Малиновский А.К.
Данные для выполнения курсового проекта
Электрическая машина постоянного или переменного тока типа
ВАОК355М6 (данные у руководителя).
Момент сопротивления рабочей машины, приведенный к валу двигателя Мс = Mном .
Момент инерции рабочей машины, приведенный к валу двигателя
Jр.м = 9 кг∙м2.
Принципиальная электрическая схема управления электроприводом должна предусматривать управление с помощью командоаппарата, реверсирование направления движения, защиту от токов короткого замыкания силовой цепи и цепи управления, нулевую защиту и автоматическое управление периодом пуска в функции тока.
|
Исходные данные
Тип двигателя – ВАОК355M6
Номинальная мощность двигателя, кВт..................................200
Номинальная частота вращения, об/мин.................................982
Номинальное напряжение статора, В......................................380/660
Номинальный ток статора, А...................................................380/220
Номинальный КПД....................................................................0,933
Номинальный коэффициент мощности...................................0,86
Номинальная ЭДС ротора, В.....................................................375
Номинальный ток ротора, А......................................................350
Перегрузочная способность.......................................................2,6
Момент инерции якоря, кг∙м2....................................................11
Оглавление
1. Расчет и построение естественной и искусственных механических характеристик асинхронной машины............................................................6
2. Расчет и построение механических переходных процессов электропривода в двигательном режиме......................................................12
3. Разработка принципиальной электрической схемы управления электроприводом.............................................................................................19
Список литературы.........................................................................................27
Расчет и построение естественной и искусственных механических характеристик асинхронной машины
Расчет естественной механической характеристики асинхронной машины ведется по упрощенной формуле Клосса:
,
где Мкр – критический момент АМ;
,
где λ – перегрузочная способность АМ (берется из каталога);
,
где Мном, Рном, ωном – соответственно номинальный момент, мощность и угловая скорость АМ;
|
,
где nном – номинальная частота вращения АД (берется из каталога).
рад/c,
Н∙м,
Н∙м,
Величина критического скольжения определяется по формуле:
,
где Sном – номинальное скольжение АМ;
,
где n0 – синхронная частота вращения АМ.
об/мин
где f – частота, р – число пар полюсов.
Задаемся скольжением в диапазоне , рассчитываем момент и угловую скорость АМ в двигательном режиме. Результаты расчетов заносим в табл. 1.1.
Угловая скорость АД определяется по формуле
ω = ω0 ∙ (1 - S).
Таблица 1.1.
S | ![]() | ![]() | М, Н∙м | ω, с-1 |
0 | 0 | ∞ | 0 | 104,72 |
Sном=0,018 | 0,2 | 5 | 1945 | 102,84 |
Sкр=0,09 | 1 | 1 | 5057 | 95,29 |
0,2 | 2,22 | 0,45 | 3785 | 83,78 |
0,4 | 4,44 | 0,23 | 2166 | 62,83 |
0,6 | 6,67 | 0,15 | 1484 | 41,89 |
0,8 | 8,89 | 0,11 | 1124 | 20,94 |
1 | 11,11 | 0,09 | 903 | 0 |
По данным табл.1.1 строим естественную механическую характеристику (рис.1)
Искусственные механические характеристики АМ строим графически. Для этого задаемся максимальным моментом М1 и откладываем его на оси абсцисс (точка «а»).
М1 = 0,85∙5057= 4298 Н∙м
Определяем момент переключения
М2 = (1,1÷1,3)∙Мс,
где Мс = Мном = 1945 Н∙м,
М2 = 1,2∙1945= 2334 Н∙м
и откладываем его также на оси абсцисс. Из точки «а» восстанавливаем перпендикуляр до пересечения с прямой, проведенной из точки ω0 параллельно оси абсцисс. Находим точку «м». Соединяя две точки с координатами (ω = ω0, М = 0), (ω = 0, М =М1) прямой, получаем первую искусственную механическую характеристику АМ с максимальным сопротивлением пускового резистора Rд1+Rд2+Rд3+Rд4+Rд5.
Для построения второй искусственной характеристики поступаем следующим образом. Из точки «б» пересечения перпендикуляра, соответствующего моменту М2, с первой искусственной характеристикой проводим прямую, параллельную оси абсцисс до пересечения с перпендикуляром, соответствующим моменту М1, находим точку «в». Точку с координатами (ω = ω0, М = 0) соединяем с точкой «в» прямой, которая будет являться новой искусственной характеристикой, соответствующей второй пусковой ступени с сопротивлением Rд2+Rд3+Rд4+Rд5.
|
Для построения третьей искусственной характеристики поступаем следующим образом. Из точки «г» пересечения перпендикуляра, соответствующего моменту М2, со второй искусственной характеристикой проводим прямую, параллельную оси абсцисс до пересечения с перпендикуляром, соответствующим моменту М1, находим точку «д». Точку с координатами (ω = ω0, М = 0) соединяем с точкой «д» прямой, которая будет являться новой искусственной характеристикой, соответствующей третьей пусковой ступени с сопротивлением Rд3+Rд4+Rд5.
Для построения четвертой искусственной характеристики поступаем следующим образом. Из точки «е» пересечения перпендикуляра, соответствующего моменту М2, с третьей искусственной характеристикой проводим прямую, параллельную оси абсцисс до пересечения с перпендикуляром, соответствующим моменту М1, находим точку «ж». Точку с координатами (ω = ω0, М = 0) соединяем с точкой «ж» прямой, которая будет являться новой искусственной характеристикой, соответствующей четвертой пусковой ступени с сопротивлением Rд4+Rд5.
Для построения пятой искусственной характеристики поступаем следующим образом. Из точки «з» пересечения перпендикуляра, соответствующего моменту М2, с четвертой искусственной характеристикой проводим прямую, параллельную оси абсцисс до пересечения с перпендикуляром, соответствующим моменту М1, находим точку «и». Точку с координатами (ω = ω0, М = 0) соединяем с точкой «и» прямой, которая будет являться новой искусственной характеристикой, соответствующей пятой пусковой ступени с сопротивлением Rд5.
Сопротивления ступеней пусковых резисторов находим следующим образом. Из точки с координатами (ω = ω0, М = 0) проводим прямую параллельно оси абсцисс до пересечения с перпендикуляром, восстановленным из точки «а». Получаем точку «к». Тогда отрезок «лм» будет соответствовать активному сопротивлению r2 фазы ротора АМ.
Отрезки на линии «ам» соответствуют величинам сопротивлений пусковых резисторов в определенном масштабе. Для определения этого масштаба находят сопротивление вазы ротора
Ом.
Тогда масштаб сопротивлений будет равен
.
Величины сопротивлений пусковых резисторов Rд разных ступеней определяются разными отрезками «ав», «вд», «дж», «жи», «ил»:
Ом,
Ом,
Ом,
Ом,
Ом.
Таким образом, для получения первой искусственной механической характеристики АМ в цепь ротора вводится пусковой резистор с сопротивлением Rд1+Rд2+Rд3+Rд4+Rд5. Вторая пусковая ступень соответствует сопротивлению Rд2+Rд3+Rд4+Rд5, третья пусковая ступень - Rд3+Rд4+Rд5, четвертая пусковая ступень - Rд4+Rд5, пятая пусковая ступень - Rд5.
Полученные естественная и искусственные механические характеристики АМ, работающей в двигательном режиме приведены на рис. 1.