Рассчитаем параметры системы:
Ом−полное эквивалентное сопротивления якорной цепи, приходящееся на один двигатель;
мГн− полная индуктивность якорной цепи, приходящаяся на один двигатель;
кг*м2− суммарный момент инерции привода, приведенный к скорости вала двигателя;
−конструктивный коэффициент, связывающий скорость двигателя с противо-ЭДС;
−конструктивный коэффициент, связывающий ток якорной цепи двигателя с моментом на валу;
−коэффициент усиления тиристорного преобразователя;
с−суммарная эквивалентная постоянная времени тиристорного преобразователя;
В/А− коэффициент передачи датчика тока;
В*с−коэффициент передачи датчика скорости;
Далее произведем расчет оставшихся необходимых значений:
с−электромагнитная постоянная времени якорной цепи двигателя постоянного тока;
Нагрузка в виде момента холостого хода, приходящаяся на один двигатель, равна: Н*м.
Нагрузка в виде момента прокатки, приходящаяся на один двигатель, равна: Н*м.
Параметры регуляторов:
;
;
.
Задающие воздействие для номинальной скорости 10 В, для минимальной скорости 2 В. Задание осуществляется при помощи задающего резистора.
7. Проверка правильности расчета мощности и окончательный выбор двигателя
Для проверки двигателя по нагреву воспользуемся методом эквивалентного тока, описанного в разделе №4. Этот метод можно применять вместо метода средних потерь, так как: двигатель работает с постоянством потока, следовательно, "постоянные" потери принимаем постоянными, а "переменные" активные потери, которые нагревают двигатель, при условии постоянства сопротивления якорной цепи полностью пропорциональны квадрату тока якорной цепи.
Формула, которой можно воспользоваться в этом случае выглядит следующим образом:
;
Для обеспечения точного подсчета в структурной схеме модели возьмем ток якоря, перемножим его на самого себя, проинтегрируем, разделим на время цикла (30 с) и извлечем корень. Получено значение эквивалентное значение тока, равное:
А.
Номинальный ток двигателя равен: А, тогда соответственно загрузка двигателя составляет:
.
Двигатель загружен на 96,2%, следовательно, двигатель выбран правильно.
8. Разработка схемы электрической принципиальной
Разработаем схему электрическую принципиальную. Подключение к промышленной сети напряжением 6,3 кВ, частотой 50 Гц будет осуществляться при помощи автоматического выключателя с защитой от короткого замыкания и защитой от перегрузок. Выбираем автоматический выключатель МГГ-6,3-3150-45У3, ГОСТ 687-78. Напряжение подается па понижающий трансформатор TV1. С него напряжение подается на управляемый выпрямитель UZ1, к которому подключены последовательно оба двигателя. На валу двигателей так же находится тахогенератор, поставляемый в комплекте с двигателями. Обмотки возбуждения подключаются параллельно к специальным выводам управляемого выпрямителя. Так же к специальным выводам подключается привод независимого вентилятора (асинхронный 3-х фазный двигатель с КЗ ротором на Uф=220 В). Схема электрическая принципиальная находится в приложении В.
Заключение
В процессе выполнения курсового проекта были выполнены все пункты задания по курсовому проектированию. Был спроектирован привод прошивного стана трубопрокатного агрегата ан основе привода постоянного тока системы "УВ-Д". В электроприводе использованы два двигателя, которые обеспечивают: во-первых, почти полную загрузку двигателей; во-вторых, получаем меньше суммарный момент инерции системы.
Список литературы
1. Теория электрического привода. Методические указания по курсовому проектированию Часть I. Могилев: ММИ, 1991,-65с.
2. Справочник по автоматизированному электроприводу/ Под ред. В.А. Елисеева и А.В. Шинянского. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - 616 с.
3. Ключев В.И. Теория электропривода: Учебник для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 550 с.
4. Комплектные тиристорные преобразователи / Под ред. В.М. Перельмутера. М.: Энергоатомиздат. 1988. - 318 с.
5. Конспект лекций и практических занятий по курсу ТЭП / Под ред. Слуки М.П. и Скарыно Б.Б. - Могилев: Самиздат. 2000. сколько страниц не считал (почти три общих тетрадки).
Приложения
Приложение А
Расчет характеристик выполнен в программе Mathcad 2000.
Построение механической характеристики для углов управления и :
Расчет
зоны прерывистых токов для углов управления и :
Графики механической и электромеханической характеристик в зоне прерывистых токов:
Рисунок П. А.1- Механическая характеристика (для двух двигателей вместе) в зоне прерывистых токов для угла управления
Рисунок П. А.2- Механическая характеристика (для двух двигателей вместе) в зоне прерывистых токов для угла управления
Рисунок П. А.3- Электромеханическая характеристика в зоне прерывистых токов для угла управления
Рисунок П. А.4- Электромеханическая характеристика в зоне прерывистых токов для угла управления
Рисунок П. А.5- Механическая характеристика (для двух двигателей вместе) для угла управления
Рисунок П. А.6- Механическая характеристика (для двух двигателей вместе) для угла управления
Электромеханическая характеристика (для двух двигателей вместе) выглядит аналогично, но с другим масштабом по оси абсцисс.
Рисунок П. Б.1- График скорости при набросе нагрузки
Расчет характеристик выполнен в программе Matlab5.0.
Рисунок П. Б.2- График тока при набросе нагрузки
Рисунок П. Б.3- График момента при набросе нагрузки
Рисунок П. Б.4- График скорости при сбросе нагрузки
Рисунок П. Б.5- График тока при сбросе нагрузки
Рисунок П. Б.6- График момента при сбросе нагрузки
Наброс нагрузки:
|
Время |
Ток |
Скорость |
Момент |
|
0 |
1,80E+02 |
1,10E+02 |
1,10E+03 |
|
5,00E-03 |
1,82E+02 |
1,09E+02 |
1,11E+03 |
|
1,00E-02 |
1,93E+02 |
1,09E+02 |
1,18E+03 |
|
1,50E-02 |
2, 19E+02 |
1,09E+02 |
1,34E+03 |
|
2,00E-02 |
2,61E+02 |
1,09E+02 |
1,59E+03 |
|
2,50E-02 |
3, 19E+02 |
1,09E+02 |
1,95E+03 |
|
3,00E-02 |
3,91E+02 |
1,09E+02 |
2,39E+03 |
|
3,50E-02 |
4,75E+02 |
1,09E+02 |
2,90E+03 |
|
4,00E-02 |
5,66E+02 |
1,09E+02 |
3,46E+03 |
|
4,50E-02 |
6,62E+02 |
1,09E+02 |
4,05E+03 |
|
5,00E-02 |
7,58E+02 |
1,09E+02 |
4,63E+03 |
|
5,50E-02 |
8,52E+02 |
1,09E+02 |
5,21E+03 |
|
6,00E-02 |
9,41E+02 |
1,09E+02 |
5,75E+03 |
|
6,50E-02 |
1,02E+03 |
1,09E+02 |
6,24E+03 |
|
7,00E-02 |
1,09E+03 |
1,09E+02 |
6,69E+03 |
|
7,50E-02 |
1,16E+03 |
1,09E+02 |
7,06E+03 |
|
8,00E-02 |
1,21E+03 |
1,09E+02 |
7,38E+03 |
|
8,50E-02 |
1,25E+03 |
1,09E+02 |
7,62E+03 |
|
9,00E-02 |
1,28E+03 |
1,09E+02 |
7,80E+03 |
|
9,50E-02 |
1,29E+03 |
1,09E+02 |
7,91E+03 |
|
1,00E-01 |
1,30E+03 |
1,09E+02 |
7,97E+03 |
|
1,05E-01 |
1,30E+03 |
1,09E+02 |
7,97E+03 |
|
1,10E-01 |
1,30E+03 |
1,09E+02 |
7,93E+03 |
|
1,15E-01 |
1,28E+03 |
1,09E+02 |
7,85E+03 |
|
1, 20E-01 |
1,27E+03 |
1,09E+02 |
7,73E+03 |
|
1,25E-01 |
1,24E+03 |
1,09E+02 |
7,60E+03 |
|
1,30E-01 |
1,22E+03 |
1,09E+02 |
7,44E+03 |
|
1,35E-01 |
1, 19E+03 |
1,09E+02 |
7,27E+03 |
|
1,40E-01 |
1,16E+03 |
1,09E+02 |
7,10E+03 |
|
1,45E-01 |
1,13E+03 |
1,09E+02 |
6,92E+03 |
|
1,50E-01 |
1,10E+03 |
1,09E+02 |
6,75E+03 |
|
1,55E-01 |
1,08E+03 |
1,09E+02 |
6,58E+03 |
|
1,60E-01 |
1,05E+03 |
1,09E+02 |
6,43E+03 |
|
1,65E-01 |
1,03E+03 |
1,10E+02 |
6,28E+03 |
|
1,70E-01 |
1,01E+03 |
1,10E+02 |
6,14E+03 |
|
1,75E-01 |
9,85E+02 |
1,10E+02 |
6,02E+03 |
|
1,80E-01 |
9,67E+02 |
1,10E+02 |
5,91E+03 |
|
1,85E-01 |
9,52E+02 |
1,10E+02 |
5,82E+03 |
|
1,90E-01 |
9,38E+02 |
1,10E+02 |
5,73E+03 |
|
1,95E-01 |
9,27E+02 |
1,10E+02 |
5,67E+03 |
|
2,00E-01 |
9,18E+02 |
1,10E+02 |
5,61E+03 |
|
2,05E-01 |
9,10E+02 |
1,10E+02 |
5,56E+03 |
|
2,10E-01 |
9,04E+02 |
1,10E+02 |
5,53E+03 |
|
2,15E-01 |
9,00E+02 |
1,10E+02 |
5,50E+03 |
|
2, 20E-01 |
8,96E+02 |
1,10E+02 |
5,48E+03 |
|
2,25E-01 |
8,94E+02 |
1,10E+02 |
5,47E+03 |
|
2,30E-01 |
8,93E+02 |
1,10E+02 |
5,46E+03 |
|
2,35E-01 |
8,93E+02 |
1,10E+02 |
5,46E+03 |
|
2,40E-01 |
8,93E+02 |
1,10E+02 |
5,46E+03 |
|
2,45E-01 |
8,94E+02 |
1,10E+02 |
5,46E+03 |
|
2,50E-01 |
8,95E+02 |
1,10E+02 |
5,47E+03 |
|
2,55E-01 |
8,97E+02 |
1,10E+02 |
5,48E+03 |
|
2,60E-01 |
8,98E+02 |
1,10E+02 |
5,49E+03 |
|
2,65E-01 |
9,00E+02 |
1,10E+02 |
5,50E+03 |
|
2,70E-01 |
9,02E+02 |
1,10E+02 |
5,51E+03 |
|
2,75E-01 |
9,04E+02 |
1,10E+02 |
5,52E+03 |
|
2,80E-01 |
9,05E+02 |
1,10E+02 |
5,53E+03 |
|
2,85E-01 |
9,07E+02 |
1,10E+02 |
5,54E+03 |
|
2,90E-01 |
9,09E+02 |
1,10E+02 |
5,55E+03 |
|
2,95E-01 |
9,10E+02 |
1,10E+02 |
5,56E+03 |
|
3,00E-01 |
9,11E+02 |
1,10E+02 |
5,57E+03 |
|
3,05E-01 |
9,13E+02 |
1,10E+02 |
5,58E+03 |
|
3,10E-01 |
9,14E+02 |
1,10E+02 |
5,58E+03 |
|
3,15E-01 |
9,15E+02 |
1,10E+02 |
5,59E+03 |
|
3, 20E-01 |
9,15E+02 |
1,10E+02 |
5,59E+03 |
|
3,25E-01 |
9,16E+02 |
1,10E+02 |
5,60E+03 |
|
3,30E-01 |
9,17E+02 |
1,10E+02 |
5,60E+03 |
|
3,35E-01 |
9,17E+02 |
1,10E+02 |
5,61E+03 |
|
3,40E-01 |
9,18E+02 |
1,10E+02 |
5,61E+03 |
|
3,45E-01 |
9,18E+02 |
1,10E+02 |
5,61E+03 |
|
3,50E-01 |
9,18E+02 |
1,10E+02 |
5,61E+03 |
|
3,55E-01 |
9,18E+02 |
1,10E+02 |
5,61E+03 |
|
3,60E-01 |
9, 19E+02 |
1,10E+02 |
5,61E+03 |
|
3,65E-01 |
9, 19E+02 |
1,10E+02 |
5,61E+03 |
|
3,70E-01 |
9, 19E+02 |
1,10E+02 |
5,62E+03 |
|
3,75E-01 |
9, 19E+02 |
1,10E+02 |
5,62E+03 |
|
3,80E-01 |
9, 19E+02 |
1,10E+02 |
5,62E+03 |
|
3,85E-01 |
9, 19E+02 |
1,10E+02 |
5,62E+03 |
|
3,90E-01 |
9, 19E+02 |
1,10E+02 |
5,62E+03 |
|
3,95E-01 |
9, 19E+02 |
1,10E+02 |
5,62E+03 |
|
4,00E-01 |
9, 19E+02 |
1,10E+02 |
5,62E+03 |
