Электропривод звідного механізму крана

РефератДопомога в написанніДізнатися вартістьмоєї роботи

Электропривод звідного механізму крана (реферат, курсова, диплом, контрольна)

смотреть на реферати схожі на «Електропривод звідного механізму крана «.

АННОТАЦИЯ.

Лагутін Д. В. Електропривод звідного механізму крана.

Діяльність наведено вибір схеми електропривода звідного механізму крана, обраний і перевірений двигун, і навіть силові елементи. Досліджені статичні і динамічні властивості системи та розраховані енергетичні показники за цикл роботи привода.

Сторінок 50, малюнків 15.

Розглядаючи розмаїття сучасних виробничих процесів, у кожному конкретному виробництві можна назвати ряд операцій, характер якого є загальним щодо різноманітних галузей народного господарства. До їх належать доставка сировини й напівфабрикатів до початків технологічних процесів і межоперационные переміщення виробів на процесі обробки, вантажно-розвантажувальні роботи з складах, залізничних станціях тощо. д.

Механізми, які виконують подібні операції, зазвичай, універсальні і мають общепромышленное застосування, у зв’язку з, із чим і називаються общепромышленными механізмами. Общепромышленные механізми грають у народному господарстві країни важливу роль.

На промислових підприємствах найпоширенішим і універсальним подъемно-транспортным пристроєм є кран, основним механізмом якого є механізм підйому, який постачається індивідуальним электроприводом.

Основні механізми таких установок, зазвичай, мають реверсивний електропривод, розрахований до роботи на повторно-кратковременном режимі. У кожному робочому циклі мають місце несталі режими роботи електропривода: пуски, реверси, гальмування, які надають істотне впливом геть продуктивність механізму, на ККД встановлення і на цілий ряд інших чинників. Всі ці умови пред’являють до електроприводу складні вимоги в відношенні надійності та безпеки. Від технічного досконалості електроприводів значною мірою залежать продуктивність, надійність роботи, простота обслуговування. Кран дозволяє позбавити робочих від фізично важкої праці, зменшити дефіцит робітників у виробництвах, відмінних важкими умовами труда.

У цьому роботі електропривод сприймається як общепромышленная установка, як така виступає підйомний механізм крана. Метою роботи є підставою закріплення, поглиблення і узагальнення знань у області теорії електропривода вирішенням комплексної завдання проектування електропривода конкретного виробничого механізму (механізму підйому крана). У випускний роботі охоплюються такі питання, як вибір схеми електропривода, розробка системи управління електроприводом, аналіз динамічних властивостей замкнутої і розімкнутої системи, розрахунок енергетичних показників електропривода. Чільну увагу приділяється завданню регулювання координат (струму і скорости).

ВИБІР СХЕМИ ЕЛЕКТРОПРИВОДА І СИЛОВИХ ЭЛЕМЕНТОВ.

1 Вихідні дані для проектирования.

Електропривод звідного механізму крана.

|Грузоподъемность, кг |3000 | |Маса загарбного пристосування, кг |25 | |Діаметр барабана, мм |490 | |Передатне число редуктора |85 | |Кратність поліспаста |1 | |ККД передачі |0,8 | |Швидкість підйому, м/мин |25 | |Висота підйому, м |12 | |Тривалість включення механізму, % |15 |.

Система електропривода: електропривод постійного струму по системе ТП-Д. Пуск і гальмування виробляється при лінійному зміні э.д.с. перетворювача у функції времени.

Вимоги, які пред’являються электроприводу.

Під час розробки електропривода крана мають бути дотримані такі вимоги щодо його характеристик: — забезпечення заданої робочої швидкості механізму при статичних моментах на валу при піднесенні і спуску; - можливість реверсування; - забезпечення мінімального часу перехідного процесу; - забезпечення плавності пуску та митного регулювання; - обмеження максимального значення моменту стопорным значенням Мстоп.

2 Вибір схеми электропривода.

Для автоматичного регулювання передбачаються керовані перетворювачі і регулятори, дозволяють автоматично під впливом зворотного зв’язку здійснювати регулювання координат електропривода, у разі моменту і швидкості. Найширше використовуються электромашинные і вентильні керовані перетворювачі напруги постійного струму і частоти змінного струму й формує відповідні системи ЭП: система генератор — двигун (Г-Д); система тиристорный перетворювач — двигун (ТП-Д); система перетворювач частоти — асинхронний двигун (ПЧ-АД). Також швидкість і момент можна змінювати шляхом реостатного регулювання. Вибір раціонального способу регулювання з можливих є важливим завданням, яка вирішується під час проектування электропривода.

Всі перелічені системи випливає низка переваг і повним вад, аналіз яких за обліку пропонованих технічних вимог, і специфіки виробничого механізму дозволяє здійснити правильний вибір системи регулирования.

Так було в час продовжує успішно застосовуватися система Г-Д. Її основними достоїнствами є відсутність спотворень споживаного із електромережі струму і щодо невеличке споживання реактивної потужності. При застосуванні синхронного двигуна в преосвітньому агрегаті шляхом регулювання струму порушення можна забезпечити роботу ЭП з co (для компенсації реактивної потужності, споживаної іншими установками.

На жаль, системі Г-Д притаманні кілька серйозні недоліки, визначених необхідністю триразового електромеханічного перетворення. Як наслідок — низькі массогабаритные і енергетичні показники, і сприятливі регулювальні можливості досягаються ціною істотних витрат дефіцитної міді, високоякісної сталі та праці. Поруч із характерний низький загальний ККД системы.

Істотні переваги асинхронного двигуна визначають безсумнівну перспективність системи ПЧ-АД. Проте регулювання частоти є технічно складніше завдання, ніж регулювання выпрямленного напруги, оскільки, зазвичай, вимагає додаткових щаблів перетворення. Коефіцієнт корисної дії системи ПЧАТ нижче, ніж у системі ТП-Д, нижче швидкодію і экономичность.

Розглядаючи спосіб реостатного регулювання слід зазначити його низьку точність і діапазон регулювання, невисоку плавність, і навіть массогабаритные показники (наявність резисторів, коммутирующей апаратури) і зниження ККД зі збільшенням діапазону регулювання. Проте цей спосіб привабливий своєї простотою і невисокими витратами реализацию.

У випускний роботі розробляється електропривод постійного струму по системі ТП-Д. Цю систему нині найширше використовується здо її безсумнівних переваг. Вона економічніша, має високий швидкодією (стала часу Тп при напівпровідникової СІФУ не перевершує 0,01 з), має досить високий ККД. Втрати енергії в тиристорах при протікання номінального струму становить 1−2% номінальною потужності привода.

Недоліками тиристорного перетворювача є змінюється в межах cos ((cos (, значна знеформлення спожитого з мережі тока.

Схему перетворювача виберемо бруківку реверсивную зі спільним узгодженим управлением.

1.3. Розрахунок навантажувальних діаграм і вибір двигателя.

Рис. 1. Кінематична схема механизма.

Статические моменти при піднесенні і спуске:

[pic] Нм.

[pic] Нм, де g — прискорення вільного падіння, mгр, mзп — маса вантажу і загарбного приспособления,.

Rб — радіус барабана лебідки, iр — передатне число редуктора, iп — передатне число полиспаста,.

(- ККД передачі. Час циклу: tц=tпод+tсп+2tп=tр+tп, де tпод — час підйому, tсп — час спуску, tп — час паузи, tр — час. tпод=tсп=h/v=12/(25/60)=12/0,417=28,777 з, де h — висота підйому, v — швидкість підйому. Тривалість включения:

ПВ= tр/tц Отже, tц= tр/ПВ=57,554/0,15=383,693 з tп=0,5(tцtр)=0,5(83,693−57,554)=163,07 с.

Рис. 2. Нагрузочная діаграма виробничого механизма.

Вважаючи, що двигун вибирається з режиму S1, еквівалентний момент за цикл работы:

[pic] Нм.

Кутова швидкість двигуна, відповідна V=12 м/мин:

[pic] 1/с.

Номінальна потужність двигателя:

[pic] кВт, де kз=1,3 — коефіцієнт, враховує відмінність нагрузочной діаграми механізму від нагрузочной діаграми двигателя.

Умови вибору двигателя:

Рн (Рэкв і (н ((расч вибираємо, користуючись [1] двигун постійного струму незалежного порушення 2ПФ160МУХЛ4.

Р=7,5 кВт; U=220 У; n=1500 об./хв; nmax=4200 об./хв; КПД=83%; Rя=0.145 Ом; Rдоп=0,101 Ом; Rв=53,1 Ом; Lя=4 мГн; Jдв=0,083 кг*м2; клас ізоляції - В.

Побудувавши навантажувальну діаграму двигуна, перевіримо його за умовам нагріву та межі припустимої перегрузки.

Сумарний момент инерции:

J (=1,2Jдв+Jмех=1,2*0,083+0,025=0,1246 кг*м2, де Jмех — момент інерції механизма.

[pic] кг*м2.

Динамічний момент:

[pic] Нм, де Мном — номінальний момент двигателя.

[pic] Нм.

Углове ускорение:

[pic] 1/с2.

Час роботи приводу з ускорением:

[pic] с.

Висота, яку піднято вантаж під час ускорения:

[pic] м.

Відстань, яке проходить вантаж без ускорения:

[pic] м.

Час роботи приводу без ускорения:

[pic] с.

Час циклу з урахуванням ускорения:

[pic]с.

Рис. 3. Нагрузочная діаграма двигуна. По нагрузочной діаграмі знаходимо нового значення еквівалентного моменту: [pic][pic]Нм Мэкв=35,53(Мн; Мmax (2.5*Мн=2,5*47,748=119,37 Узятий двигун задовольняє умовам нагріву та межі припустимої нагрузки.

1.4. Вибір схеми і розрахунок елементів силового преобразователя.

Для даного випадку вибираємо трифазну бруківку схему. Схема приведено на рис.4:

Рис. 4. Бруківка реверсивна схема.

1.4.1. Вибір трансформатора.

Вибір силового трансформатора проводиться у разі розрахунковим значенням струмів I1 і I2, напрузі U2 і типовий потужності Sтр.

Розрахунковий значення напруги U2ф вторинної обмотки трансформатора, має m-фазный ТП з навантаженням на якір двигуна у зоні безперервних струмів, з урахуванням необхідного запасу на падіння напруги у силовий частини, визначається формулой:

[pic]В, де ku=0,461 — коефіцієнт, що характеризує ставлення напруг U2ф/Ud0 у реальному выпрямителе; kc=1,1 — коефіцієнт запасу за напругою, враховує можливе зниження напруги мережі; k (=1,1 — коефіцієнт запасу, враховує неповне відкриття вентилів за максимального управляючому сигналі; kR=1,05 — коефіцієнт запасу за напругою, враховує падіння напруги в обмотках трансформатора, в вентилях і завдяки перекриття анодов;

Ud=220 У — номінальне напруга двигателя.

Розрахунковий значення струму вторинної обмотки:

[pic] Де kI=0,815 — коефіцієнт схеми, що характеризує ставлення струмів I2ф/Id в ідеальної схемою; ki=1,1 — коефіцієнт, враховує відхилення форми анодного струму вентилів від прямоугольной;

Id — значення номінального струму двигателя.

[pic] А.

Розрахункова типова потужність силового трансформатора:

[pic] кВА, де ks=1,065 — коефіцієнт схеми, що характеризує ставлення потужностей Sтр/UdId для ідеального випрямляча з навантаженням на противо-ЭДС.

Вибираємо силовий трансформатор, задовольняє условиям:

Sн (11,644 кВА; U2фн (128,854 У; I2фн (36,822 А.

Вибираємо трансформатор ТС-16.

Його характеристики:

Sн=16 кВА; U1нл=380(5% У; U2нл=230−133 У; Р0=213 Вт; Рк=529 У; Uк=4,6% Y/Y0-(.

Коефіцієнт трансформации:

[pic].

Розрахунковий значення струму первинної обмотки:

[pic] А.

1.4.2. Вибір тиристоров.

Середнє значення струму тиристора:

[pic] Де kзi=2,5 — коефіцієнт запасу по току; kох — коефіцієнт, враховує інтенсивність охолодження силового вентиля. При природному охолодженні kох=0,35; mтр=3 — число фаз трансформатора.

Максимальна величина зворотного напряжения:

[pic] У, де kзн=1,8 — коефіцієнт запасу за напругою, враховує можливі підвищення напруги має мережі (включаючи режим холостого ходу) і періодичні викиди Uобр, зумовлені процесом комутації вентилів; kUобр=1,065 — коефіцієнт зворотного напруги, рівний співвідношенню напруг UBmax/Ud0 для бруківці реверсивною схеми выпрямления;

Ud0 — напруга перетворювача при (=0:

[pic] В.

З довідника [3] вибираємо тиристор серії Т151−100.

1.4.3. Вибір індуктивності дросселей.

Під впливом неврівноваженого напруги, минаючи ланцюг навантаження, може протікати зрівняльний струм, що створює втрати у вентилях і обмотках трансформатора і може спричинить аварійному відключення установки.

Необхідна величина індуктивності зрівняльних дросселей, з обмеження амплітуди перемінної складової зрівняльного струму до величини, яка перевищує 10%:

[pic], де U1п — подвоєну ефективне значення першої гармоніки выпрямленного напряжения:

[pic] У, де Uп/Ud0=0.26 — визначено із малюнка з [2] для m=6 і (=900; m=6 — число фаз выпрямления.

[pic] Гн.

Зрівняльні дроселі виберемо частково насыщающимися, т. е.

Lуд=0,7Lуд.расч=0,029 Гн.

Вибираємо дросель серії ФРОС-150. Lуд=0,03 Гн.

Розрахуємо индуктивность сглаживающего дросселя:

[pic] Пан, де Uп=U1п/2=72,673 Пан — чинне значення першої гармоніки выпрямленного напряжения.

Необхідна величина індуктивності сглаживающего дросселя:

Lсд=Lнеобх-(Lдв+2Lтр+Lуд), де Lдв — индуктивность якорі і додаткових полюсів двигателя:

[pic]Гн.

2Lтр — индуктивность двох фаз трансформатора, наведена до контуру двигателя.

[pic]Гн.

Lсд=0,027-(0,010+0,106+0,03)=-0,014 Гн.

Т.к. Lсд (0, то сглаживающий дросель не требуется.

1.4.4. Визначення розрахункових параметрів силовий ланцюга ТП-Д.

Розрахунковий опір ланцюга выпрямленного тока:

[pic], де k=1+((tн-t ()=1+0.004(100−15)=1.34;

(=0,004 — температурний коефіцієнт опору міді; tн=1000 — робоча температура двигуна для класу ізоляції У; t (=150 — температура оточуючої среды;

Rщ — опір щеточного контакта:

[pic] Ом;

Rп — опір преобразователя:

[pic], де Rт — активне опір обмоток трансформатора:

[pic] Ом; хт — індуктивне опір обмоток трансформатора:

[pic] Ом.

Rуд — активне опір зрівняльних дросселей:

[pic] Ом.

Итак,.

[pic] Ом.

Висновки на чолі 1.

У розділі 1 з урахуванням технічних даних, і вимог електропривода звідного механізму крана було зроблено вибір схеми ЭП. Через війну аналізу та огляду застосовуваних систем регулювання показано доцільність застосування системи тиристорный перетворювач — двигатель.

Побудова навантажувальних діаграм виробничого механізму, і двигуна дозволило попередньо вибрати двигун, та був перевірити його в умовах нагріву і з перевантаження. Узятий двигун серії 2П задовольняє цим условиям.

Розрахунок силового перетворювача прикрасило вибір його елементів, а також визначення розрахункових параметрів силовий ланцюга ТП-Д.

2. РОЗРОБКА СИСТЕМИ УПРАВЛІННЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ.

2.1. Розрахунок й модульна побудова статичних характеристик в розімкнутої системе.

Статичні характеристики в розімкнутої системі може бути побудовано за такими выражениям:

[pic] де Rя. дв — опір якірній ланцюга двигуна з урахуванням нагрева:

[pic] Ом.

Струм порушення двигателя:

[pic] А.

Номінальний струм якоря:

[pic] А.

Статичні швидкість і момент:

(с=144,67 1/с;

Мс.под=106,918 Нм;

Мс.сп=68,428 Нм.

З рівнянь для статичних характеристик:

[pic] В/с.

ЭДС перетворювача при (сек. і Мс. под:

[pic] В.

ЭДС перетворювача при (сек. і Мс. сп:

[pic] В.

Рівняння статичної механічної характеристики при Еп.необх.под:

[pic];

[pic].

Рівняння статичної механічної характеристики при Еп.необх.сп:

[pic];

[pic].

Максимальна ЭДС перетворювача при (=0:

[pic] В.

Рівняння статичної характеристики при Еп. max:

[pic];

[pic].

Статична характеристика при Еп=0:

[pic];

[pic].

Природна статична характеристика:

[pic];

[pic].

Див. Мал.5. Статичні і динамічні характеристики в розімкнутої системе.

Розрахуємо навантажувальну діаграму двигуна за цикл при лінійному зміні ЭДС преобразователя.

Жорсткість статичної механічної характеристики:

[pic] В2с2/Ом.

Электромеханическая стала времени:

[pic] с.

Розрахункова сумарна индуктивность ланцюга якоря:

[pic] Гн.

Электромагнитная стала времени:

[pic] с.

Співвідношення постійних времени:

[pic].

Для побудови нагрузочной діаграми двигуна за цикл при лінійному зміні ЭДС, використовуємо ЕОМ і програму 20-sim. Для моделювання введемо в комп’ютер схему, подану на рис. 6. Параметри для моделювання представлені у додатку 1.

Нагрузочная діаграма процесу представлена на рис. 7.

Рис. 6. Схема до розрахунку нагрузочной діаграми двигуна при лінійному зміні ЭДС.

2 Вибір структури замкнутої системи електропривода, розрахунок її параметров.

Відповідно до рекомендаціями виберемо систему ТП-Д з підлеглим регулюванням координат з настроюванням на технічний оптимум.

Рис. 8. Принципова схема підлеглого регулювання струму і швидкістю системі ТП-Д.

2.2.1. Розрахунок контуру тока.

Рис. 9. Структурна схема регулювання тока.

Можемо пояснити час запізнювання тиристорного перетворювача (п і інерційність фільтрів Тф до некомпенсированным постійним часу, тобто. Т (=(п+ Тф=0,01 з. Тоді, а то й враховувати внутрішню зворотний зв’язок по ЭДС двигуна, можна записати передатну функцію об'єкта регулювання тока:

[pic], де kп — коефіцієнт посилення преобразователя.

Бажана передатна функція прямого каналу разомкнутого контуру при настроюванні на технічний оптимум:

[pic], де ат=Тот/Т (- співвідношення постійних часу контура.

Ставлення Wраз. п до Wорт є передатна функція регулятора тока:

[pic], де Тіт — стала інтегрування регулятора тока:

[pic].

З висловлювання для Wр.т. видно, що потрібен ПИ-регулятор тока.

Коефіцієнт посилення пропорційної частини: kут=Тя/Тпт чи kут=Rост/Rзт.

Постійна часу ПИ-регулятора:

Тпт=RзтСост.

Компенсируемая стала часу регулятора:

[pic].

Отсюда,.

[pic] Ом, де Тя=Тэ — электромагнитная стала времени.

Коефіцієнт зворотний зв’язок по току:

[pic], де kш — коефіцієнт передачі шунти; kут — коефіцієнт посилення датчика тока.

[pic].

Шунт вибираємо з вимогою Iшн (Iяmax.

[pic] А.

Вибираємо шунт типу ШС-75. Його параметри: Iшн=100 А Uшн=75 мВ.

Коефіцієнт передачі датчика тока:

[pic].

Приймемо Rот=Rзт, тогда.

[pic] В/А.

Коефіцієнт посилення преобразователя:

[pic].

Постійна інтегрування ПИ-регулятора:

[pic].

Коефіцієнт посилення регулятора:

[pic].

[pic] Ом.

Стопорный ток:

[pic] А.

Номінальне значення задания:

[pic]В.

2.2.2. Розрахунок контуру скорости.

Рис. 10. Структурна схема контуру скорости.

Об'єкт регулювання швидкості складається з замкнутого контуру регулювання струму і механічного ланки електропривода і має вид.

[pic].

Некомпенсированная стала часу для контуру швидкістю ат раз більше, ніж для контуру тока:

[pic] с.

Бажана передатна функція разомкнутого контура:

[pic], де ас=Тос/Т (с — співвідношення постійних часу. ас=2 в налаштованому на технічний оптимум контуре.

Передатна функція регулятора швидкості (Wраз.с/Wорс):

[pic].

Вочевидь, що необхідно застосувати пропорційний регулятор швидкості (П-регулятор).

Його коефіцієнт посилення kус=Wр.с.

У замкнутої системі (сек. і Мс пов’язані соотношением:

[pic].

Коефіцієнт зворотний зв’язок по скорости:

[pic] В/с.

Коефіцієнт посилення П-регулятора.

[pic].

Максимальна швидкість холостого хода:

[pic].

Поставмо Rосс=100 кОм, тогда:

[pic] Ом.

Припустимо, використовується тахогенератор з kтг=0,32 Зс. Тоді при (0=(0з.max максимальна ЭДС тахогенератора:

[pic] В.

Опір у подальшому ланцюгу зворотний зв’язок по скорости:

[pic] кОм.

2.3. Розрахунок і його побудова статичних характеристик в замкнутої системе.

У замкнутої системі при М (119,37 Нм, рівняння статичної характеристики:

[pic].

При М=Мстоп=119,37 Нм швидкість равна:

[pic] 1/с.

4 Розробка схеми управління электроприводом.

Схема управління електроприводом виконано з урахуванням операційних підсилювачів постійного струму і включає у собі регулятор струму (АА), регулятор швидкості (AR), датчик інтенсивності SJ. Тахогенератор BR з делителем напруги R3 і R1 є датчиком швидкості. Сигнал завдання формується у блоці завдання. Рівень сигналу завдання змінюється потенциометром RP, яке полярність задається з допомогою реле KV1 і KV2 (поступ і). Реле KF — реле обриву поля.

При включенні автоматичних вимикачів QF, QF1, QF2 подається харчування на силову схему і схему управління. Спрацьовує реле KF і замикає свій головний контакт у схемі управління. При натисканні на кнопку SB1 (Підйом) відбувається спрацьовування реле KV1, яке замикає свої контакти у схемі управління й у силовий ланцюга. Відбувається підйом вантажу. Під час підйому вантажу на максимальну висоту відбувається спрацьовування SQ2 і двигун зупиняється. Щоб провернути спуск вантажу, необхідно натиснути кнопку SB2 (Узвіз). І тут спрацьовує реле KV2, у силовий кайдани й посадили ланцюга управління спрацьовують його контакти. Починається спуск вантажу, який триває до замикання кінцевого вимикача SQ1. Для зупинки підйому чи опускання вантажу передбачена кнопка SB3 (Тормоз).

Схема управління представлена на рис. 12.

Рис. 12. Статична характеристика в замкнутої системе.

Висновки на чолі 2.

У розділі 2 було спрямовано і побудовано статичні характеристики в розімкнутої системі, і навіть уточнена нагрузочная діаграма двигуна за цикл при лінійному зміні ЭДС перетворювача. Обрано структура замкнутої системи — система з підлеглим регулюванням координат з настроюванням на технічний оптимум. Побудовано статичні характеристики електропривода і розроблено схему управления.

АНАЛІЗ ДИНАМІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ЗАМКНУТОЇ СИСТЕМЫ.

3.1. Математичне опис электропривода.

Структурна схема електропривода з зовнішнім контуром регулювання швидкості та внутрішньою контуром струму якоря зображено на рис. 13.

Рис. 13. Структурна схема ЭП з підлеглим регулюванням параметров.

Пропорційний регулятор швидкості AR і пропорційний регулятор струму AA формують управляючі впливу з сигналів завдання Uсз і Uзт і зворотного зв’язку Uос і Uот.

Роботу електропривода з представленої структурою опишемо системою алгебраїчних і диференційних рівнянь, приймаючи до уваги, що коефіцієнт передачі регулятора швидкості і стала часу регулятора струму рівні соответственно:

[pic]; [pic].

[pic] де Тзі - стала часу задатчика интенсивности;

Uп, Uз — напруга, коммутируемое з допомогою реле у складі задатчика інтенсивності, і непередбачуване напруження задания;

Кос і Кот — коефіцієнти посилення ланцюгів зворотного зв’язку по контуру і по току;

Rр — опір якірній ланцюга двигателя.

Ця система рівнянь то, можливо приведено до виду, зручного для моделювання, шляхом дозволу кожного рівняння щодо першої похідною від відповідної постійної величины.

[pic].

3.2. Розрахунок і його побудова перехідних процессов.

Для побудови перехідних процесів пуску електропривода в замкнутої системі з підлеглим регулювання координат, використовуємо ЕОМ і програму 20-sim. Для моделювання введемо в комп’ютер схему, подану на рис. 14.

Параметри для моделювання представлені у додатку 2.

Рис. 14. Схема до розрахунку перехідних процесів пуски на замкнутої системе.

Нагрузочная діаграма процесу представлена на рис. 15:

Рис. 15. Нагрузочная діаграма двигуна при перехідному процессе.

Висновки на чолі 3.

У розділі 3 проводили дослідження динаміки замкнутої системи. Було дано математичне опис електропривода і структурна схема. Для її основі з допомогою програми 20-sim отримані графіки перехідних процесів пуски на замкнутої системі. Їх аналіз показав відповідність результатів, отриманих на ЕОМ, теоретичним. Враховувалося те, що пуск відбувався при стрибку завдання, а контур настроєна на щось технічний оптимум.

РОЗРАХУНОК ЕНЕРГЕТИЧНИХ ПОКАЗНИКІВ ЭЛЕКТРОПРИВОДА.

4.1. Побудова уточненої нагрузочной діаграми двигуна за цикл.

Уточнена нагрузочная діаграма двигуна за цикл при лінійному зміні ЭДС розрахована й у розділі 2. Діаграма представлена на рис. 7.

4.2. Перевірка двигуна по нагріванню і перевантаження по уточненої нагрузочной диаграмме.

Уточнену значення М[pic] можна визначити шляхом перебування площі обмеженою графіком М[pic](t), побудованого з урахуванням уточненої нагрузочной диаграммы.

Цей розрахунок зроблено із застосуванням програми MathCad-2000 Pro.

Програму розрахунку див. додаток 3.

Площа обмежена графіком М[pic](t) при подъеме:

[pic] H[pic].

Площа обмежена графіком М[pic](t) при спуске:

[pic] [pic].

Загальна площадь:

[pic] [pic].

Еквівалентний момент:

[pic] Hм.

Перевіримо двигун в умовах нагріву та межі припустимої перегрузки:

Мэкв=33,748(Мном=47,747 Нм;

Мmax (2.5*Мном=2.5*47,747=119,368 Нм.

Отже, обраний двигун задовольняє даним условиям.

4.3. Розрахунок інтегральних енергетичних показників електропривода за цикл работы.

Корисна робота досконала ЭП за виробничий цикл:

[pic], що можна визначити шляхом перебування площі, обмеженою графіком залежності [pic].

Цей розрахунок зроблено з допомогою програми Mathcad 2000;Pro.

Програму розрахунку див. додаток 3.

[pic]Дж;

[pic]Дж.

Корисна робота за цикл:

[pic]= 2.597+1.968=4.565[pic]Дж.

Постійні втрати у двигателе:

[pic], де [pic]- повні номінальні потери,.

[pic]-переменные номінальні потери.

[pic]Вт;

[pic]Вт.

Постійні потери:[pic].

[pic]1536−688.29= 847.85 Вт.

Постійні втрати енергії за цикл:

[pic]Дж.

Змінні втрати енергії за цикл:

[pic]Дж, де [pic]А.

Втрати енергії за цикл:

[pic]Дж.

ККД за цикл:

[pic].

Отриманий ККД відповідає вимогам электропривода.

Висновки на чолі 4.

По розрахованої раніше уточненої нагрузочной діаграмі шляхом перебування площі, обмеженою графіком М2(t), було встановлено більш точне значення Мэкв і перевірений двигун по нагріванню і перевантаження. Виявилося, що двигун задовольняє цих умов. Також було розраховані інтегральні енергетичні показники за цикл роботи: корисна праця, втрата часу та к.п.д.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

У цьому роботі було досліджено і розроблений електропривод звідного механізму крана, покликаного забезпечити піднесення та опускання вантажу і що здійснює рух щодо заданому циклу. Метою роботи було закріплення, поглиблення і узагальнення знань у області теорії електропривода вирішенням комплексної завдання проектування конкретного виробничого механизма.

За підсумками вихідних даних, і технічних вимог була, внаслідок аналізу, обрано схема електропривода. Було зроблено висновок, що раціональної системи у даному випадку є система ТП-Д. Далі, по нагрузочным диаграммам був обраний двигун постійного струму серії 2П і зроблена перевірка в умовах нагріву та межі припустимої перевантаження. Виявилося, що обраний двигун задовольняє цих умов. Також розрахований силовий перетворювач і обрані елементи бруківці реверсивною схеми: трансформатор, тиристоры, дросель. Розраховані статичні характеристики в замкнутої і розімкнутої системах, і навіть побудована уточнена нагрузочная діаграма за виробничий цикл. Вибір структури замкнутої системи, виконуючи рекомендації, зупинили на системі з підлеглим регулюванням координат із застосуванням настройки на технічний оптимум. Розроблено схему управління із застосуванням релейного апаратури. Розраховані перехідні процеси на ЕОМ, які аналіз, з фізичних міркувань, показав, що отримане динамічні показники відповідають заданим. Робота закінчується розрахунком енергетичних показників електропривода. Розраховані робота за цикл, втрата часу та ККД. Значення ККД цілком природно для даної системи — 62,13%. Але тут по уточненої нагрузочной діаграмі з глави 2. є ще раз перевірений двигун по умовам нагріву і перегрузки.

1. Довідник по електричним машинам: У 2 т / за загальною ред. И.П.

Копилова і Б. К. Клокова т.1. — М.: Энергоиздат, 1988 р. 2. Соколов Н. П. і Елисеев В. А. Розрахунок по автоматизованому електроприводу. Випуск VII М.: МЭИ, 1974 р. — 84 з. 3. Силові напівпровідникові прилади: Довідник / Чебовский Л. Г. — М.:

Энергоиздат, 1985 р. — 400 з. 4. Ключев В.І. Теорія електропривода: Підручник для вузів. — М.:

Энергоатомиздат, 1985 р. — 560 з. 5. Ключев В.І., Терехов В. М. Електропривод і автоматизація общепромышленных установок: Підручник для вузів. — М.: Енергія, 1980 р. — 360 з. 6. Моделювання систем на ЦВМ: Навчальний посібник / під ред. Льготчикова В.В.

— М.: МЭИ, 1993 р. — 119 з. 7. Курс лекцій: основи електропривода: У 2 т / під ред. проф. Данилова П.Е.

— Смоленськ: Самиздат.

ПРИЛОЖЕНИЯ.

Додаток 1. Параметри для побудови нагрузочной діаграми двигуна за цикл при лінійному зміні ЭДС.

Initial Conditions: =================== forder₂`state 0 forder₁`state 0 intgrl₂`state 0 intgrl₁`state 0.

Run Specifications: =================== Integration Method Runge-Kutta-4 Start Time 0 Finish Time 12 Step Size 0.0001.

Multiple Run Specifications: ============================ Multiple Run Type: Plain Multiple Run Number Of Steps: 2.

Plot Specifications: ==================== X-Axis Time 0 12 A gain₃`outp -150 150 B intgrl₁`outp -150 150.

Додаток 2. Параметри для побудови перехідних процесів пуску електропривода в замкнутої системі з підлеглим регулюванням координат.

20-sim Experiment Description =============================== Model: dvuhkon2 Experiment: dvuhkon3 Date: 05/28/02 Time: 06:39:05 Version: PC Version 2.3 License: Demonstration Version may be distributed freely.

Initial Conditions: =================== intgrl₂`state 0 intgrl₁`state 0 forder₂`state 0 forder₁`state 0 pi₁`state 0.

Run Specifications: =================== Integration Method Runge-Kutta-4 Start Time 0 Finish Time 4 Step Size 0.0001.

Multiple Run Specifications: ============================ Multiple Run Type: Plain Multiple Run Number Of Steps: 2 Plot Specifications: ==================== X-Axis Time 0 4 A gain₃`outp 0 150 B intgrl₁`outp 0 150.

Додаток 3. Розрахунок інтегральний енергетичних показателей.

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 1. ВИБІР СХЕМИ ЕЛЕКТРОПРИВОДА І СИЛОВИХ ЕЛЕМЕНТІВ. 5 1.1. Вихідні дані для проектування. 5 1.2. Вибір схеми електропривода. 6 1.3. Розрахунок навантажувальних діаграм і вибір двигуна. 8 1.4. Вибір схеми і розрахунок елементів силового перетворювача. 12.

1.4.1. Вибір трансформатора. 12.

1.4.2. Вибір тиристоров. 14.

1.4.3. Вибір індуктивності дросселей. 15.

1.4.4. Визначення розрахункових параметрів силовий ланцюга ТП-Д. 16 2. РОЗРОБКА СИСТЕМИ УПРАВЛІННЯ ЕЛЕКТРОПРИВОДОМ. 18 2.1. Розрахунок й модульна побудова статичних характеристик в розімкнутої системі. 18 2.2. Вибір структури замкнутої системи електропривода, розрахунок її параметрів. 23.

2.2.1. Розрахунок контуру струму 23.

2.2.2. Розрахунок контуру швидкості. 26 2.3. Розрахунок і його побудова статичних характеристик в замкнутої системі. 27 2.4. Розробка схеми управління електроприводом. 28 3. АНАЛІЗ ДИНАМІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ЗАМКНУТОЇ СИСТЕМИ. 31 3.1. Математичне опис електропривода. 31 3.2. Розрахунок і його побудова перехідних процесів. 33 4. РОЗРАХУНОК ЕНЕРГЕТИЧНИХ ПОКАЗНИКІВ ЕЛЕКТРОПРИВОДА. 35 4.1. Побудова уточненої нагрузочной діаграми двигуна за цикл. 35 4.2. Перевірка двигуна по нагріванню і перевантаження по уточненої нагрузочной діаграмі. 35 4.3. Розрахунок інтегральних енергетичних показників електропривода за цикл роботи. 36 ВИСНОВОК. 38 СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ. 39 ДОКЛАДАННЯ. 40 Додаток 1. Параметри для побудови нагрузочной діаграми двигуна за цикл при лінійному зміні ЭДС 41 Додаток 2. Параметри для побудови перехідних процесів пуску електропривода в замкнутої системі з підлеглим регулюванням координат 43 Додаток 3. Розрахунок інтегральний енергетичних показників. 46.

———————————- [pic].

Мстоп Еп. замк Еп.необх.разомк Еп.max.разомк.

[pic].

Рис. 11. Схема управления.

а) б).

Рис. 7. Нагрузочная діаграма двигуна при лінійному зміні ЭДС: а) при підйомі; б) при спуске.

[pic].

Показати весь текст

Заповнити форму поточною роботою