Разработка автоматизированного электропривода подачи металлорежущего станка
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?нд- требуемая максимальная скорость двигателя, 1/с:
5. Функциональная схема электропривода. Выбор схемы преобразователя
Функциональная схема электропривода с двигателем постоянного тока, с тиристорным преобразователем напряжения, обратной связью по скорости и отсечкой по току показана на рис. 4. Использованы следующие обозначения
БТО -блок токовой отсечки,
ВА - защита от перегрузок с датчиками тоа,
А - тиристорный преобразователь,
М - двигатель постоянного тока,
BR - датчик скорости (тахометр),
? - суммирующий усилитель.
Рис. 4
Обоснуем использование элементов функциональной схемы для реализации условий, поставленных в исходных данных к проекту.
Аргументированный выбор схемы преобразователя предполагает обращение к [2]-.[5].
Мощность двигателя 1,1 кВт, поэтому выберем трёхфазных нулевой выпрямитель. Схема (рис, 5), данные выберем из [1] табл. 1 стр. 8.
Рис. 5
Кс=U2/E?0=0,86 - коэффициент схемы - отношение напряжения вторичной обмотки трансформатора U2 к наибольшей величине выпрямленной ЭДС Еа; Кп= Uп/E?=0,52- коэффициент пульсаций, определяется переменной составляющей выпрямленного напряжения Uп;
Kт=I2/I?=0,58- коэффициент загрузки тиристоров по току - отношение действующего значения линейного тока вторичной обмотки силового трансформатора I2 к току нагрузки I?;
Кн= UBmax/E?0=2,09 - коэффициент загрузки тиристоров по напряжению - отношение максимального обратного напряжения на вентиле UBmax к Еа0;
Ks =Sт/I?/Е? =1,35-коэффициент использования трансформатора - отношение мощности силового трансформатора St к мощности выпрямленного тока;
m=3 - число пар вентелей.
6. Расчёт параметров силового трансформатора и выбор вентилей
Требуемое напряжение вторичной обмотки
U2T = UHKcK?KRK3=44тАв0,86тАв1,2тАв l,05тАв1,1= 52,44В (8)
где Кс - коэффициент схемы;
К? - коэффициент запаса, учитывающий принцип управления тиристорными группами. Для реверсивных приводов с совместным управлением К?=1,2;
KR - коэффициент запаса, учитывающий падение напряжения в вентилях, KR=l,05;
Кз - коэффициент запаса, учитывающий возможное снижение напряжения в сети, Кз=1,1.
Действующее значение тока вторичной обмотки
I2=IHKтKi= 31тАв0,58тАв1,08=19,42 A (9)
где Kj - коэффициент, учитывающий отклонение формы тока от прямоугольной, Kj=l,05 -1,1.
Требуемая мощность трансформатора, Вт,
Sтт =UHIHK23K2?KsKR=44тАв31тАв1,12тАв1,22тАв1,35тАв1,05=3368,88Вт~3,4кВт (10)
По рассчитанным значениям Sтт и U2T в [1] по приложению 4 выбирается трансформатор, у которого номинальная мощность ST > Sтт, напряжение вторичной обмотки U2>=U2т.
Тип ТТ-6: номинальной мощности Sт=6кВт, U2=104В.
Выбор вентилей производится по среднему значению тока через вентиль и максимальному значению обратного напряжения.
Среднее значение тока вентиля
Iв=Iн/m=31/3=10,3A (11)
Максимальная величина обратного напряжения, прикладываемого к вентилю,
UBmax=EaeKHK3KRKa=120,9тАв2,09тАв1,1тАв1,05тАв1,2 =350,3В (12)
где Eae=U2/Кc=104/0,86=120,93В
Выберем мощный триодный тиристор УПВК-50 с принудительным воздушным охлаждением класс 2,0 (обратное напряжение 600В), прямой ток до 50А. Общее количество - 6 штук.
7. Расчёт индуктивности уравнительных реакторов и параметров якорной цепи
Суммарная индуктивность уравнительных реакторов, необходимых для ограничения уравнительных токов в реверсивных схемах (рис. 5), выбирается по формуле:
L?ур=U2mKур/(2?fIур)=104тАв0,65/(2?тАв50тАв6,2)= 0,0347 Гн (13)
где U2m - амплитудное напряжение вторичной обмотки силового трансформатора, фазное для трёхфазной нулевой схемы (104В);
f - частота (50 Гц);
ур =(0,1-0,3)Iн =0,2тАв31=6,2A- среднее значение уравнительного тока:
Кур - коэффициент, равный 0,65 для трёхфазной нулевой схемы. Индуктивность каждого уравнительного реактора может быть принята
Lyр= (0,5 - 0,7) L?ур=0,6тАв0,0347=0,0208 Гн.
Индуктивность якорной цепи рассчитывается исходя из условия, что величина пульсаций тока не должна превышать 2 - 5 %, т.е. максимальная величина пульсаций
Пmax=( 0,02-0,05 )IН=0,035тАв31=1,085 А.
Для уменьшения пульсаций тока в цепь якоря включается сглаживающий фильтр L (рис. 5).
При этом должно выполняться условие:
КпЕ?о/Хя=<Iпmax, (14)
Требуемое индуктивное сопротивление якорной цепи определяется по формуле:
Хя=КпЕ?о/Iпmax=0,52тАв120,93/1,085=57,96ом (15)
Требуемая индуктивность якорной цепи
Lя=Хя/(2?тАвfтАвm)= 57,96/(2?тАв50тАв3)=0,0615 Гн. (16)
Расчётная индуктивность якорной цепи будет складываться из индуктивностей якоря и уравнительного реактора:
Lр = Lд + Lур=0,073+0,0208=0,0973 Гн (17)
Если расчётная индуктивность меньше, чем требуемая, в цепь устанавливается сглаживающий фильтр с индуктивностью
LФ = Lя - Lр. (18)
Активное сопротивление якорной цепи
Rя = КtRд + RT + Rур + Rф=1,2тАв0,092+0,321+0,0645+0,0645=0,56ом (19)
где Rд - сопротивление якоря двигателя:
Rд ~=0,5тАвUн(1-?н)/Iн=0,5тАв44(1-0,87)/31=0,092ом.
?Н=0,87;
Кt| - коэффициент, учитывающий изменение сопротивления при нагреве,
Kt= 1,2;
Rт - сопротивление обмоток трансформатора, приведённое к цепи выпрямленного тока: RT = 0,06U2/I2=0,06тАв104/19,42=0,321 ом.
Rур и Rф - сопротивления уравнительного реактора и фильтра; можно принять ориентировочно, исходя из условия, что падение напряжения на этих элементах при нормальном токе не должно превышать 2 В, т.е. Rур=Rф=2/IH=2/31=0,0645ом.
. Оценка статической о