1   2   3   4   5   6   7   8
Ім'я файлу: Nahorniuk_bakalavr.docx
Розширення: docx
Розмір: 3636кб.
Дата: 21.05.2023
скачати
Пов'язані файли:
Згідно теорії споживчих цінностей Шета-Ньюмана-Гросса.docx
РПНП_Трудове право_081_2020.docx
ысторыя,выдповыды.docx
53ba423c-8fb6-4c54-9391-9921ed6b1899.docx
ОВВО КР 1.doc
refoit (1).docx
dobro-pozalovat-v-USA.pptx
Буклет-2017-2.docx
Lab 5 (2).docx
Індивідуальне завдання №6 Єфименко О. 13Мд-СОукр.docx
kocbyru-kid.doc
Модуль 2.docx

3.8 Вибір перетворювача
По каталогу вибираємо перетворювач АТО5 – 005.

Номінальна потужність перетворювача............5.5 кВт;

Номінальний струм перетворювача..................11 А;

Номінальна напруга живлячої мережі частотою струму 50 Гц....3x380 У;
Соs α електроприводу......................0,95;
Діапазон регулювання вихідної частоти перетворювача... 0-400 Гц;
Кратність перевантаження по моменту (струму)..............1,5;
Охолоджування перетворювача - повітряне природне.


3.9 Розрахунок статичних характеристик електроприводу
Завданням розрахунку є забезпечення технологічних завдань, закладених у вимоги до електроприводу:

- робочі швидкості робочого і зворотного ходу повинні бути забезпечені із заданим ступенем точності;

- прискорення електроприводу не повинне перевищувати допустимих значень.
3.9.1 Розрахунок природних характеристик двигуна
Швидкість ідеального холостого ходу

рад/ с.

Номінальний момент

Н·м.

Номінальне ковзання ротора

.

Перевантажувальна здатність двигуна:

.

Приведений активний опір роторному ланцюгу:

;

.

Критичне ковзання

.

Для побудови механічної характеристики скористаємося формулою Клосса. Задаючись значеннями s, отримаємо необхідні велечины і .

По формулі Клосса при S=0,03

Н·м. (3.32)

Швидкість обертання при s=0.03

рад\ с. (3.33)

У програмі Mathcad будуємо природні характеристики двигуна, графіки представлені на малюнках 3.1 і 3.2.



Малюнок 3.1 – Природна механічна характеристика двигуна



Малюнок 3.2 – Природні електромеханічні характеристики двигуна

3.9.2 Розрахунок параметрів схем включення двигуна, що забезпечують роботу в заданих точках
Знайдемо жорсткість прямолінійної ділянки механічної характеристики



Знайдемо відхилення швидкості від синхронної при заданому моменті

при русі з вантажем:

р/с.

при русі без вантажу:

р/с.

Знайдемо синхронну швидкість, відповідну заданій точці при русі з вантажем:

р/с.

при русі без вантажу:

р/с.
Відносне значення частоти напруги на статорі при русі з вантажем:

(3.34)

при русі без вантажу:

(3.35)

Відносна напруга на статорі при русі з вантажем:

(3.36)

при русі без вантажу:

(3.37)

У програмі Mathcad будуємо характеристики, що проходять через задані точки на малюнках 3.2 - 3.5.



Малюнок 3.2 – Механічна характеристика, що проходить через задану точку, при русі з вантажем



Малюнок 3.3 – Електромеханічні характеристики, що проходять через задану точку, при русі з вантажем


Малюнок 3.4 – Механічна характеристика, що проходить через задану точку, при русі без вантажу



Малюнок 3.5 – Електромеханічні характеристики, що проходять через задану точку, при русі без вантажу
3.10 Розрахунок параметрів схем включення, забезпечуючи пуск і гальмування двигуна
3.10.1 Пуск і гальмування в системі перетворювач – двигун
У сталому режимі наростання швидкості двигуна, коли затухають вільні складові перехідного процесу:

(3.38)

Величина сталого значення динамічного моменту двигуна:

(3.39)

Для формування лінійного закону зміни напруги управління на вхід перетворювача підключають інтегральний задатчик інтенсивності, вихідна напруга якого при подачі на його вхід стрибка задаючої напруги змінюється по лінійному закону. При досягнення величини наростання напруги на виході ЗІ припиняється. Вихідна напруга ЗІ є напругою перетворювача, що управляє, а величина визначає сталою величину швидкості двигуна.

Темп наростання швидкості визначається величиною базовою постійною часу .

; (3.40)

, (3.41)

де - механічна постійна часу, c;

- відносне значення динамічного моменту двигуна

Механічна постійна часу по (3.41):

при русі з вантажем:

с.

при русі без вантажу:

с.

Постійна часу ЗІ по (3.41) при русі з вантажем:

с.

при русі без вантажу:

с.

У системі ПЧ-АД початкова пускова характеристика визначається мінімальною частотою перетворювача, а величина пускового моменту істотна понижена із-за значного впливу активного опору ланцюгу статора двигуна.
3.11 Складання структурної схеми електроприводу і розрахунок її параметрів
3.11.1 Структурна схема механічної частини електроприводу
Механічна частина електроприводу включає рухомі маси двигуна, передачі і робочої машини. Структурні схеми механічної частини повинні враховувати пружні зв'язки і розподіл моментів інерції між двигуном і робочою машиною.

Диференціальне рівняння, що описують поведінку двохмасової пружної системи, без урахування диссипативних сил і зазорів в передачі, мають вигляд:



Продиференціювавши в часі останнє рівняння, перепишемо систему диференціальних рівнянь. Залишимо в лівій частині члени рівнянь, що містять похідні. Покладемо також, що:



(3.42)

Приймаємо як базові величини номінальні дані двигуна:



Отримаємо систему диференціальних рівнянь у в.о.




Структурна схема механічної частини побудована на малюнку 3.6.


Малюнок 3.6 Структурна схема механічної частини електроприводу

Коефіцієнти при похідних є постійними часу.

Постійна часу двигуна:

с.

Постійна часу пружної ланки:

с .

Постійна часу робочого органу:

при русі з вантажем:

с.

при русі без вантажу:

с.
3.11.2 Структурна схема асинхронного двигуна
Математичний опис асинхронного двигуна за наявності шести обмоток на статорі і роторі з урахуванням їх взаємного розташування, безліччю зв'язків між ними достатньо складно. У практиці електроприводу знаходять застосування методи, в яких математичний опис спрощується за рахунок різних допущень. Представлення двигуна у вигляді еквівалентної двофазної машини дозволяє декілька спростити математичний опис і структурну схему асинхронного двигуна.

Для розгляду перехідних процесів на робочій ділянці механічної характеристики можливе застосування простішого співвідношення між моментом і швидкістю двигуна:

, (3.43)

де - модуль жорсткості лінеаризованої механічної характеристики, що проходить через номінальну точку;

- електромагнітна постійна часу;

- критичне ковзання.

Перепишемо вираз (3.43) у відносних одиницях:

,

де - жорсткість механічної характеристики у відносних одиницях.

Передавальна функція електромеханічного перетворення в асинхронному двигуні:





Малюнок 3.7 – Структурна схема асинхронного двигуна

Для асинхронного двигуна:



Межі використання отриманих співвідношень:



3.11.3 Структурна схема перетворювача частоти

За допомогою внутрішніх зворотних зв'язків перетворювача частоти забезпечується підтримка заданої напруги на виході при зміні навантаження і з'являється можливість не враховувати падіння напруги усередині нього.

Таким чином перетворювач частоти є безінерциіоною ланкою з коефіцієнтом посилення Ктп (у о.е. Ктп = 1), вихідна напруга і частота якого формується на його вході за допомогою задатчика інтенсивності (малюнок 3.8). Найчастіше застосовуються інтегральні і пропорційно-інтегральні задатчики інтенсивності.


Малюнок 3.8 – Структурна схема задатчика інтенсивності
Параметри структурної схеми:

пропорційний канал





інтегральний канал



3.12 Розрахунок перехідних процесів і побудова діаграм навантажень електроприводу
Розраховуються перехідні процеси для пуску при вантажному русі:

  1. без урахування пружності передачі і електромагнітної інерції (механічний процес жорсткої системи);

  2. з урахуванням пружності передачі (механічний процес пружної системи);

  3. з урахуванням електромагнітної інерції (електромеханічний процес);

  4. з урахуванням електромагнітної інерції і пружності передачі.


Розрахунок діаграм навантажень для всього циклу роботи (два пуски і два гальмування) виконується з урахуванням електромагнітної інерції і пружності передачі
3.12.1 Перехідний процес пуску в механічній частині електроприводу з ідеально жорсткими зв'язками
Діаграми навантажень побудовані на малюнку 3.9. в програмі Mathcad.


Малюнок 3.9 – діаграми навантажень пуску при Тс=0 і Тя=0

Інтегральні показники пуску представлені в таблиці 3.4.

3.12.2 Перехідний процес пуску в механічній частині електроприводу з пружними зв'язками
Діаграми навантажень побудовані на малюнку 3.10. в програмі Mathcad.

Малюнок 3.10 – діаграми Навантажень пуску при Тс = 0 і Тя = 0
Інтегральні показники пуску представлені в таблиці 3.4.

3.12.3 Електромеханічний перехідний процес в системі з ідеально жорсткими зв'язками
Діаграми навантажень побудовані на малюнку 3.11. в програмі Mathcad.



Малюнок 3.11 – діаграми Навантажень пуску при Тс=0 і Тя = 0

Інтегральні показники пуску представлені в таблиці 3.4.

3.12.4 Електромеханічний перехідний процес в системі з пружними зв'язками
Діаграми навантажень побудовані на малюнку 3.12. в програмі Mathcad.

Малюнок 3.12 – діаграми Навантажень пуску при Тс = 0 і Тя = 0

Інтегральні показники пуску представлені в таблиці 3.4.

Таблиця 3.4 – Вплив Тя і Тс на показники пуску

Показники
Одиниця вимірювання
Тс = 0

Тя = 0
Тс  0

Тя = 0
Тс = 0

Тя  0
Тс  0

Тя  0

А
Вт.с
4824
877
15430
6325

Р
Вт.с
6318
1848
19910
10120

Q
Вар.с
4590
1817
67300
38510

L
Радий (м)
125
125
664.1
250

Iкв1.t
АІс
138
62.5
254.753
282.527

Iкв2.t
АІс
52
17
217.655
242.937

tпп
з
2.5
1.2
1
1.12

Ммакс
о.е.
2.73
0.9
1.8
1.75

Iмакс
о.е.
1.73
1.1
1.79
1.85

вуст
1/с
88
92.67
88.67
88.67

Муст
Н.м
22.2
0
22
22

Iуст1
А
6.11
4.9
4.7
5.1

Iуст2
А
5.85
4.5
5.65
6.02

зср.вз
%
76.3
47.4
77.5
62.5

Cosцср.вз
-
0.81
0.71
0.28
0.25


3.12.5 Розрахунок діаграм навантажень для всього циклу роботи
Діаграми навантажень побудовані на малюнках 3.13 і 3.14. в програмі Mathcad.

Інтегральні показники роботи електроприводу зведені в таблицю 3.5.



Малюнок 3.13 – Перехідні процеси при русі з вантажем

Малюнок 3.14 – Перехідні процеси при русі без вантажу

Таблиця 3.5 – Показники перехідних і сталих режимів

Ділянка руху
Рух з вантажем
Рух без вантажу




Пуск
Вуст.

режим
Тормо-женіє
Пуск
Вуст. режим
Тормо-женіє

P, Вт.с
1882
43208
-3852
2006
23990
-1650

A, Вт.с
876,9
34754
-2456
1296
19350
-1260

Q, Вар.с
12510
130890
-19010
11540
77950
-10340

L, Радий
19,8
1562,2
129
41
1228
100

Iкв1.t,А2с
95,54
427
116
58,4
234
26

Iкв2.t,А2с
84,1
314
96
49
153
14

tпп,с
0,6
16,1
0,6
0,8
12.4
0,8

Mмакс, Нм
65,8
---
3,7
65,1
---
3,7

Iмакс, А
16,45
---
3,1
14,1
---
2,35

вуст, 1/с
119,1
119,1
0
1,3
1,3
0

Муст, Н.м
22,2
22,2
3,7
29,6
14,8
3,7

Iуст1,А
5,1
5,17
3,1
6,58
3,76
2,35

Iуст2,А
8,1
8,3
5,2
7,8
5,2
3,25

nср.вз,%
46,2
80,1
63,7
64,6
80,6
76,3

Cosцср.вз
0,15
0,31
0,2
0,17
0,29
0,16


3.12.6 Розрахунок енергетичних показників електроприводу
Енергетичні показники електроприводу характеризують економічність перетворення енергії системою електроприводу (коефіцієнт корисної дії) і економічність споживання енергії від мережі (коефіцієнт потужності).

Для розрахунку енергетичних показників в проекті використані результати розрахунку перехідних процесів на ЕОМ, обчислюються значення механічною А, активною Р і реактивною Q енергій.

Енергія за час циклу складається з суми енергій за час перехідних процесів (2 пуски і 2 гальмування) і за час роботи в сталих режимах.

Механічна енергія за цикл



(3.44)

Активна енергія з мережі за цикл

(3.45)

Реактивна енергія за цикл




(3.46)

Циклові значення ККД і cos визначаються по формулах:




(3.47)


(3.48)
Результати розрахунків занесені в таблицю 3.6.

Таблиця 3.6 – Показники перехідних і сталих режимів.

Показники
Одиниця вимірювання
З вантажем
Без вантажу
Сума

А
Вт.с
33174
19386
52560

Р
Вт.с
41238
24346
65584

Q
Вар.с
124390
79150
203540

L
Радий (м)
1452
1169
2621

Iкв1.t
АІс
406
226
632

Iкв2.t
АІс
302
188
490

tпп
з
16,7
13,2
29,9

nср.вз
%
63
68
131

Cosцср.вз
-
0,25
0,3
0,55


1   2   3   4   5   6   7   8

скачати

© Усі права захищені
написати до нас