Система управления электроприводом
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
1. Требования к системе управления электроприводом
1.1 Технические данные электродвигателя
Двигатели поставляются со встроенными тахогенераторами типа ТП80-20-0,2 (ТУ 16-516.285-83) и датчиком тепловой защиты - терморезистором типа СТ 14-1Б (ТУ ОЖО.468.130). Возбуждение ДПТ независимое, рассчитанное при последовательном соединении катушек на питание 220 В и при соединении катушек возбуждения в две параллельные ветви - на 110 В.
Двигатели допускают регулирование частоты вращения напряжением якоря в диапазоне от 0 до 460 В при постоянном моменте, при этом допускается стоянка с моментом, равным половине номинального, и регулирование частоты вращения до максимальной ослаблением поля при номинальном напряжении на якоре в диапазоне не менее 1 - 3 при постоянной мощности.
Таблица 1.1 - Технические характеристики двигателя 4ПФ160SУХЛ4
Параметры двигателяНаименованиеВеличинаРазмерностьМощность номинальнаяРном18,5кВтНоминальное напряжениеUном440ВТок якоряIя ном48,6АМомент инерцииJдв0,25кгЧм2Номинальная частота вращенияnном1090об/минМаксимальная частота вращенияnmax4500об/минКПДhhном82%
В соответствии с данными электродвигателя определяем:
1. номинальный ток, потребляемый нагрузкой:
;
2. ток возбуждения:
электродвигатель управление двухзонный
;
. номинальная скорость вращения:
;
. максимальная скорость вращения:
;
. номинальный момент двигателя:
;
. сопротивление обмотки якоря:
.
Расчет естественной механической характеристики данного двигателя.
Естественная механическая характеристика ДПТ НВ выражается уравнением прямой:
,(1.1)
где - угловая скорость идеального холостого хода электродвигателя, рад/с, вычисляемая по формуле:
,(1.2)
где - номинальное напряжение двигателя, В;
- падение напряжения на щетках, обычно = 2В;
- постоянная двигателя, [Вс/рад]:
,(1.3)
где - собственное сопротивление обмотки якоря, .
Подставляем найденные значения в формулу (1.3), получаем значение постоянной двигателя:
.
b - модуль жесткости механической характеристики, [Нмс/рад], вычисляемый по формуле:
. (1.4)
Подставляем найденное значение постоянной двигателя в уравнение (1.4) и определяем модуль жесткости механической характеристики:
.
Подставляя найденное значение постоянной двигателя в формулу (1.2), находим скорость идеального холостого хода двигателя:
.(1.5)
Рассчитываем мощность возбуждения:
.
Находим мощность, потребляемую двигателем:
.
Определяем потери мощности при холостом ходе:
.
Определяем мощность холостого хода:
.
Находим момент холостого хода двигателя:
.
Уточняем конструктивную постоянную с учетом потерь на возбуждение:
.
Построение естественной механической характеристики производим по 2-м точкам:
. М = 0; w = w0;
М = 0 Нм; w = 121 рад/с.
2. М = =Мэ.ном; w = wном;
М =162,3 Нм; w = 114 рад/с.
Естественная электромеханическая характеристика ДПТ НВ описывается уравнением:
.(1.6)
Построение естественной электромеханической характеристики производим по 2-м точкам:
1. = 0; w = w0;
= 0 А; w = 121 рад/с.
2. = ; w = wном;
=48,6 Нм; w = 114 рад/с.
1.2 Анализ технического задания
Уравнение равновесия моментов для статики:
.
Выберем муфты для данной схемы электропривода.
Муфта предназначена для соединения соосных валов при передаче крутящего момента от 6,3 до 16000 Нм и уменьшения динамических нагрузок.
Для выбора муфты необходимо знать диаметр вала электродвигателя.
Так как вал двигателя dДВ=48 мм ([1], с. 364, табл. 10.7), то в качестве упруго-компенсирующей муфты выбираем: МУВП 710-45-I.1-50-II.2-У3 ГОСТ 21424 - 75.
Таблица 1.2 - Габаритные размеры МУВП
ТР, Нмd1, ммd, ммD, ммL, ммlЦИЛ., ммLКОН., мм710455019022611095
Определим момент инерции муфты:
Рисунок 1.4 - Схема замещения электропривода
В соответствии с условием момент инерции механизма:
.
Суммарный момент инерции:
Время пуска двигателя:
где - пусковой момент.
Согласно заданию момент нагрузки реактивный и находится в пределах: .
Принимаем, что .
Рассчитываем момент нагрузки, приведенный к валу электродвигателя:
.
Момент нагрузки, приведенный к валу двигателя, изменяется в следующих пределах: .
Рассчитываем угловую скорость диапазона регулирования двигателя исходя из условия: , .
Определяем максимальный момент: исходя из условия .
Определяем момент нагрузки максимальный:
.
Момент инерции механизма, приведенный к валу электродвигателя, определяется как:
.
Приведенный к валу электродвигателя коэффициент жесткости механической передачи определяется как:
.
По условию диапазон регулирования скорости :
,
тогда:
.
1.3 Требования к системе управления электроприводом
Требование ?/p>