Разработка электропривода прошивного стана трубопрокатного агрегата
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
орной обмотки без учета падения напряжения на щетках:
; (5.2), Ом;
Полное сопротивление якорной цепи двигателя:
Ом; (5.3)
Индуктивность якорной цепи (по формуле Ленвиля-Уманского):
Гн, (5.4)
где- эмпирический коэффициент (при наличии компенсационной обмотки).
Максимальная ЭДС преобразователя:
; (5.5), ;
Ориентировочно оценим минимальное требуемое значение ЭДС преобразователя, учитывая диапазон :
; (5.6)
Найдем требуемую индуктивность сглаживающего дросселя из условия максимально-допустимых пульсаций тока нагрузки, равных 5%, :
Максимальный (ориентировочно) угол управления:
рад; (5.7)
Коэффициент для мостовой схемы:
; (5.8), ;
Требуемое индуктивное сопротивление сглаживающего дросселя:
; (5.9)
Гн; (5.10)
Выбираем сглаживающий дроссель СРОС3-800МУХЛ4, его паспортные данные:
Номинальный ток дросселя: А;
Номинальное сопротивление дросселя: Гн.
Номинальные потери в меди дросселя: Вт;
Ставим последовательно 2 дросселя: .
Суммарная индуктивность сглаживающего дросселя:
Гн; (5.11)
Суммарное активное сопротивление сглаживающего дросселя:
Ом; (5.12)
Эквивалентное сопротивление коммутации:
Ом; (5.13)
Полное эквивалентное сопротивление якорной цепи одного двигателя:
; (5.14)
Ом;
Полная индуктивность якорной цепи (учитывая, что вторичная обмотка трансформатора соединена в треугольник и используется мостовая схема, которая "работает" с линейными напряжениями, а, следовательно, ток нагрузки течет только по одной из обмоток трансформатора):
; (5.15)
Гн;
Определим конструктивный коэффициент двигателя, связывающий противоЭДС и скорость вращения вала двигателя:
; (5.16)
В*с/рад;
Момент на валу, развиваемый электродвигателем:
Н*м; (5.17)
Электромагнитный момент двигателя:
Н*м; (5.18)
Найдем относительную разницу между электромагнитным моментом и моментом на валу:
; (5.19)
Так как разница более 5%, то для дальнейших расчетов найдем конструктивный коэффициент двигателя, связывающий момент на валу двигателя и с током якоря:
Н*м/А; (5.20)
Угол управления при номинальной скорости и номинальной нагрузке:
; (5.21)
рад;
о; (5.22)
Угол управления при минимальной скорости и номинальной нагрузке:
; (5.23)
рад;
о;
Угол управления при номинальной скорости и нагрузке холостого хода:
; (5.24)
рад;
о;
Угол управления при минимальной скорости и минимальной нагрузке:
; (5.25)
рад;
о;
Очевидно, что максимальный угол управления в установившемся режиме соответствует о, а минимальный угол управления соответствует о. Найдем граничные токи и соответственно моменты для двух этих углов:
Для (номинальная скорость и номинальная нагрузка):
; (5.26)
;
А;
Н*м;
Для (минимальная скорость, нагрузка холостого хода):
; (5.26)
;
А;
Н*м;
Очевидно, что в статике режим прерывистых токов отсутствует при изменении нагрузок и скоростей в пределах, соответствующих заданию.
Далее рассчитаем и построим механические и электромеханические характеристики привода в разомкнутом состоянии:
Зону непрерывных токов в принципе можно было строить по 2-м точкам ( или ) и ( или ) но мы возьмем для наглядность несколько точек.
Зададимся 4-мя значениями момента. . Тогда скорость двигателя для угла управления будет равна:
; (5.27)
;
;
Результаты расчетов и графики находятся в приложении А.
Скорость двигателя для угла управления будет равна:
; (5.28)
;
;
Результаты расчетов и графики находятся так же в приложении А.
Зону прерывистых токов рассчитаем так же по точкам. Зададимся 10-ю значениями . Значения углов занесены в массив Расчеты будут производится для тех же двух углов управления, что и предыдущие. Тогда ток, момент и скорость двигателя в зоне прерывистых токов будут равны:
; (5.29)
;
; (5.30)
; (5.31)
;
Результаты расчетов и графики находятся так же в приложении А.
Характеристики замкнутой системы будут абсолютно жесткие, что будет показано далее.
Говоря по-хорошему, сопротивление в режиме прерывистых токов меньше сопротивления в режиме непрерывных токов на величину сопротивления коммутации. Однако, в этом случае будет разрыв характеристик в граничной точке. Так же, если говорить точнее, то сопротивление коммутации изменяется с изменением тока нагрузки так же как и эквивалентное сопротивление щеточного контакта. Тогда в режиме непрерывных токов с уменьшение тока нагрузки и становится равным нулю при граничном токе. Однако в этом случае двигатель механическая характеристика двигателя в режиме непрерывных токов становится нелинейной. Следовательно, оставим сопротивления одинаковым в режиме прерывистых и непрерывных токов.
6. Расчет переходных процессов в электроприводе за цикл работы
6.1 Обоснование перехода к одно-массовой расчетной схеме
Приведение расчетной схемы к двух-массовой приведено в подразделе 1.3 рисунок 1.5 Найдем собственную частоту колебаний двух-массовой расчетной схемы