ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Курский государственный технический университет
Кафедра «Электротехники, электроники и автоматики»
Пояснительная записка

к КП по дисциплине

«Электрический привод»

Вариант № 00
Автор работы_{----------------------------------------------------------------------------/}Якуба А.В._/

                                               ^{подпись, дата                                                  фамилия, инициалы}

Специальность: 140211,          электроснабжение

Группа ЭС – 62к

                                           

Руководитель работы _{--------------------------------------------------------/}Терещенко Е.М._/

                                                ^{подпись, дата                          фамилия, инициалы}

КП защищен   _{------------------------------------------------                                  -------------------------------}

                                        ^{дата                                                                                  оценка}

Курск – 2009г.

Содержание

Введение………………………………………………………….3

Задание……………………………………………………….…..4

Выполнение работы………….………………………………….6

Вывод……………………………………………………..……..12

Библиографический список…………………………………….13

График естественной и пусковой диаграмм…………………..14
                                
 Введение:
Электропривод  является технической системой, служащей для преобразования электрической энергии в механическую, которая необходима для различных технологических процессов в промышленности, сельском хозяйстве, на транспорте, в коммунальной сфере, в быту, медицине и других отраслях жизнедеятельности человека. Большинство рабочих машин, агрегатов, технологических линий и комплексов приводятся в движение электрическим приводом.

Однако функции электропривода не ограничиваются преобразованием электроэнергии – они существенно шире. Каждая рабочая машина нуждается в управлении: нужно включать и выключать двигатели, приводящие в движение рабочие органы машины, менять скорость и усилие на рабочих органах в соответствии с условиями технологического процесса.

Вторую функцию электропривода можно определить как управление движением исполнительных органов рабочей машины, причём это управление может осуществляться как вручную с элементами автоматики, так и автоматически.

Итак, современный электропривод представляет собой техническую систему, предназначенную для приведения в движение рабочего органа машины и управления его технологическим процессом.
Задание.

         Для привода производственного механизма, работающего в повторно-кратковременном режиме, применён трёхфазный асинхронный двигатель серии MTF 380В, предназначенный для работы в указанном режиме.

         Технологический процесс, осуществляемый электроприводом,  протекает при работе двигателя на естественной механической характеристике, в соответствии с диаграммой, приведённой на рисунке 1.



         Схема плавного пуска трёхфазного асинхронного двигателя, предназначенная для снижения пусковых токов, а с ними и самого двигателя приведена на рисунке 2.



Рис.2 Схема автоматического управления пуском асинхронного двигателя в функции времени.

           Исходные данные к заданию получаю по таблицам 1,2и3, исходя из номера варианта, определённого преподавателем.

          Номинальная скорость вращения механизма ω=42рад/с     .
Выполнение работы:

1.      Из таблиц 1и 2 имеем:

Данные электропривода	Значение параметра
Мощность нагрузки на третьем участке нагрузочной диаграммы, Рсз	30 кВт
Синхронная скорость двигателя, ω0	78,6 рад/с
Момент инерции механизма, Jмех	1,5 кгс м2
Кратность пускового момента М1/Мном	1,41

2.      На основании заданной нагрузочной диаграммы определяем продолжительность включения двигателя ПВ:

                   ПВ=(t_р/Т_ц)100%, ПВ=(150/600)100%=25%,

Где t_р- время работы,

Т_ц- общее время цикла.

3.      Вычисляем эквивалентную мощность Р_экв на рабочем участке нагрузочной диаграммы:

        

  Где Р_с3=30 кВт, по условию,

         Р_с2=0,5 Р_с3=0,5х30=15кВт, по нагрузочной диаграмме,

         Р_с1=0,15 Р_с3=0,15х30=4,5кВт, по нагрузочной диаграмме,

         t₁=60с,

         t₂=30с,

         t₃=60с, по нагрузочной диаграмме.

         Отсюда:

 

<sub>Рэкв=20,325 кВт.

4.         Из таблицы 3 выбираю трёхфазный асинхронный двигатель с фазным ротором таким образом, чтобы мощность на его валу была больше или равной рассчитанной эквивалентной мощности, а скорость его вращения была чуть ниже синхронной скорости вращения (скорости вращения поля).

            Синхронная скорость равна:

                                   n0=(30ω0/π)=(30х78,6/3,14)=750 об/мин.

5.         Исходя из вышеперечисленных условий, выбираю двигатель

            MTF-412-8 c техническими данными:</sub>

параметр	значение
1	2
Мощность на валу, кВт	26
Скорость вращения, об/мин	715
Ток статора, А	71
Cos φ	0,68
1	2
КПД, %	82
Ток ротора, А	68
Напряжение между кольцами, В	248
Максимальный момент, кгс∙м	90
Маховый момент ротора, кгс∙м2	3,0
Масса двигателя, кг	345
Максимальная скорость вращения, об/мин	1900

<sub>6.         рассчитываю и выстраиваю естественную механическую характеристику двигателя, пользуясь упрощённым уравнением механической характеристики:

       , где:

Мк- критический момент, н∙м,

Sк- критическое скольжение, соответствующее критическому моменту,

S- текущее скольжение,

М- текущий момент, соответствующий скольжению S.

 Мк определяем по техническим данным электродвигателя

Мк=90х9,8=882н.м,

Sк рассчитывается выражением:

Sк= Sн(λ+√(λ2-1)); где

Sн=(n0-nн)/ n0=(750-715)/750=0,047,

λ=Мк/Мн=882/347,4=2,54, таким образом

Sк=0,047(2,54+√(2,542-1))=0,23.

            Подставляя значения S в уравнение, рассчитаем и построим естественную механическую характеристику двигателя

, при S=0,1 имеем

при S=0,2 имеем  при S=0,3 имеем  при S=0,4 имеем  при S=0,5 имеем  при S=0,6 имеем  

при S=0,7 имеем

 при S=0,8 имеем  при S=0,9 имеем  при S=1 имеем</sub>   

S	0,1	0,2	0,23	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1
М	645	873	882	852	762	670	590	523	468	423	385

<sub>7.         Принимая механические характеристики прямолинейными, аналитически рассчитаем величину момента переключения М2

            М2= М1/α, где



m- число пусковых ступеней, равное трём,



М1/Мн=1,41, таким образом

М1=347,4х1,41=490н.м, и соответственно:

М2=490/2,47=198 н.м

8.         Определим графически величину пусковых сопротивлений в цепи ротора. Для этого дополним ранее построенную естественную механическую характеристику пусковой диаграммой.

       Для этого отметим на оси  абсцисс значения, соответствующие моментам М1 и М2. Проведём через эти точки вертикальные прямые до пересечения с естественной механической характеристикой в точках k и g. Через точки k и g проведём прямую tg. Горизонтальная прямая gf определяет положение точки f. Через неё проводим луч te. Горизонтальная прямая ed определяет положение точки d, через которую построим луч tc. Горизонтальная прямая cb определяет положение точки b. Через неё строим луч ta.

       Луч ta не попадает в точку М1, следовательно, в соответствии с методическим указанием изменим момент  М2 и повторим построение пусковой диаграммы в той же последовательности.

       При значении М2=230нм достигаем необходимого результата.

      

       9. По построенной характеристике определяем сопротивления секций пускового реостата:

       RG1=ac*mr;

       RG2=ce*mr;

       RG3=eg*mr. где mr –масштаб сопротивлений.

       mr= Rp/gh. Rp –активное сопротивление одной фазы обмотки

       Rp=(SнЕ2к)/(√3I2н). Здесь Е2к- напряжение между кольцами при неподвижном роторе, I2н- ток ротора.

                Rp=(26000х248)/( √3х68)=54810 Ом.

            mr= Rp/gh=54810/10=5481. Тогда

RG1=ac*mr=87х5481=476847 Ом,

RG2=ce*mr=35х5481=191835 Ом,

RG3=eg*mr=17х5481=93177 Ом.

10. Выполнить приведение момента инерции механизма к валу двигателя по формуле:

J=Jдв+ Jмех(ωмех/ ωдв)2; здесь Jдв=(GD)2/4.  

(GD)2-маховый момент двигателя

Jдв=(GD)2/4=3,0/4=0,75 кгс м2

            ωмех=42 рад/с; ωдв=(πnдв)/30=(715π)/30=74,84 рад/с

            J=0,75+ 1,5(74,84/ 42)2=5,5 кгс м2

            11. Приближённо определим время пуска двигателя из неподвижного состояния до рабочей скорости (ωр= ωдв) считая, что двигатель разгоняется под действием среднеарифметического момента Мср=(М1+М2)/2=(490+230)/2=360 нм. А момент статического сопротивления Мс=Рс1/ωдв.

            Мс=4500/74,84=60нм. При этом время пуска равно

            tn=(J ωдв)/(Мср-Мс)=(5,5х74,84)/(360-60)=1,37 с.

Вывод: В курсовом проекте произведён расчёт привода</sub> производственного механизма, работающего в повторно-кратковременном режиме. В приводе применён трёхфазный асинхронный двигатель серии MTF 380В, предназначенный для работы в указанном режиме, с заданной мощностью. Предусмотрен плавный пуск электродвигателя. Расчётным путём определены характеристики привода, в соответствии с которыми подобран двигатель. Параметры пускового резистора определены расчётно- графически.

Библиографический список

1.Грузнов А.М. Методические указания по выполнению курсового проекта для студентов заочной формы обучения КГТУ Курск 2007.

2. Онищенко Г.Б. Электрический привод. Учебник для ВУЗов

-М.:РАСХН. 2003. 320с. Ил

3. Чиликин М.Г. Сандлер  А.С. Общий курс электропривода: Учебник для ВУЗов, 6-е издание дополненное и переработанное-М.: Энергоиздат 1981.-576с. Ил