книги / Методическое руководство к выполнению курсовой работы по дисциплине Электропривод
..pdfгде |
Мн = |
|
|
2Мкр |
|
|
= |
ω − ω |
= |
n |
− n |
= |
|
r' |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
, |
Sн |
0 |
|
н |
0 |
н |
, Sкр |
|
|
2 |
|
. |
||||||
S |
|
|
|
Sкр |
ω |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
н |
|
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
2 |
2 |
|
|||||||
|
|
|
|
|
+ |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
0 |
|
|
|
r1 |
+ xk |
|||||
|
|
|
Sкр |
Sн |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Задаваясь значениями Sa от 0 до 1 при φ1 = 1 ( υ1 |
= |
f1 |
= 1); φ1 = |
||||||||||||||||||||
|
|
|||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
f1н |
||
= φ2 ( υ1 |
= |
f2 |
|
) и φ1 |
= φ3 |
( υ1 = |
|
f3 |
), рассчитывают семейство меха- |
|||||||||||||||
f1н |
|
|
f1н |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
нических характеристик, и результаты расчетов сводят в таблицу. При работе электропривода в области частот f1 > f1н напряже-
ние U'1ф = U1фн = const.
При компенсации падений напряжения на полном сопротивле-
нии статора (r1 = 0; x1 = 0; b = 0; d = 0; c = |
x2' ; e = 1) формула мо- |
||||||||||||
мента принимает вид |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
2 |
|
|
|
||
|
|
М = |
m1 u1 ф |
|
|
|
υ1 |
|
|
. |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
ω |
|
' |
2 |
2 |
r' |
|
|
||
|
|
|
|
0н |
|
x2 |
ϕ1 |
+ ϕ1 |
2 |
|
|
||
|
|
|
|
|
Sa |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Задаваясь значениями Sa |
от 0 до 1 при φ1 = 1 ( υ1 = 1 ); φ1 = φ2 |
||||||||||||
( υ1 = |
f2 |
) и φ1 = φ3 ( υ1 = |
f3 |
), рассчитывают семейство механиче- |
|||||||||
|
|
||||||||||||
|
f1н |
f1н |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
ских характеристик и результаты расчетов сводят в таблицу. |
|||||||||||||
По данным трех таблиц строится семейство механических ха- |
рактеристик. Их, как сказано выше, следует построить в одних координатных осях (на одном графике).
К п. 11. При проверке выбранного двигателя по нагреву методом средних потерь не учитывать потери в переходных режимах. Порядок определения средних потерь следующий:
1. Определяются мощности, развиваемые двигателем на каждой из установившихся скоростей
21
Стр. 21 |
ЭБ ПНИПУ (elib.pstu.ru) |
Px = Mc'i ωi ,
где М'сi – приведенный момент сопротивления, соответствующий каждой из установившихся скоростей двигателя ωi;
2. Определяется коэффициент загрузки xi двигателя по мощности на каждой из ωi
Xi = Px .
Pн
3. Определяются полные номинальные, номинальные переменные и постоянные потери, а также коэффициент потерь а
|
1 |
|
|
∆Pн = Pн |
|
− 1 |
|
ηн |
|||
|
|
V |
= I 2 R |
|
– для двигателей постоянного тока; |
|||
н |
н |
я∑ |
|
|
|
|
V |
= 3I |
2 |
r + 3I '2 r' |
– для асинхронного двигателя; |
||
н |
1н |
1 |
2н 2 |
|
|
|
k = ∆Р − V ; а = |
k |
. |
||||
|
||||||
|
н |
|
н |
Vн |
||
|
|
|
|
|
4. Потери в двигателе ∆Рх на каждом участке работы с установившейся скоростью
∆Рх = ∆Рн а+ х2 .
а+ 1
Средние потери в двигателе постоянного тока за цикл работы
∆Р = ∆Р1t1 + ∆Р2t2 + ∆Р3t3 + ∆Р0ty . |
|||
ср |
t1 |
+ t2 |
+ t3 + t0 β |
|
Средние потери в асинхронном двигателе за цикл работы
∆Рср = ∆Р1t1 + ∆Р2t2 + ∆Р3t3 , t1 + t2 + t3 + t0 β
где ∆Р0 – потери в двигателе постоянного тока на возбуждение (принять равным 2 % от ∆Рн ); ty – длительность цикла; β – коэф-
22
Стр. 22 |
ЭБ ПНИПУ (elib.pstu.ru) |
фициент, учитывающий ухудшение условий охлаждения во время паузы (принять равным 0,75).
5. Пересчет потерь из условия, что tдоп = 115 °С, tо ср = 20 °С,
∆Р |
≤ ∆Р |
tдоп − tо |
ср |
. |
|
|
|||
ср |
н tдоп − 40 |
°С |
6. Делается вывод о возможности установки двигателя, если выполняется указанное условие.
Если ∆Рср > ∆Рн , необходимо выбрать двигатель ближайшей
большей мощности.
К п. 12. Потери энергии при пуске двигателя постоянного тока вхолостую в системах ГД и ТП–Д определяются по формуле
∆Апо = J∑ ω02 ,
2
а при пуске к.з. АД в системе ТПЧ–АД
∆Апо |
= J∑ |
ω02 |
|
+ |
r1 |
|
|
1 |
|
. |
|||
2 |
' |
|||||
|
|
|
|
r2 |
|
Энергия, потребленная из сети и запасаемая во вращающихся элементах систем,
∆Апо = J∑ω02 – в случае ДПТ и
∆Апо = J∑ω02 1+ |
r1 |
|
– в случае к.з. АД. |
' |
|||
r2 |
|
|
Потери энергии при динамическом торможении вхолостую ДПТ определяются так же, как и при пуске.
Потери энергии при динамическом торможении АД такие же, как и у ДПТ, так как в этом случае они имеют место только в роторной цепи, ибо обмотки статора отключены от сети.
23
Стр. 23 |
ЭБ ПНИПУ (elib.pstu.ru) |
Потери энергии при торможении противовключением вхолостую ДПТ и, соответственно, АД
|
2 |
|
2 |
|
|
r1 |
|
∆Апр о = 3J∑ |
ω0 |
; ∆Апр о = 3J∑ |
ω0 |
1 |
+ |
. |
|
2 |
2 |
' |
|||||
|
|
|
|
r2 |
|
Часть этих потерь, покрываемая за счет энергии, поступающей
с вала механизма, в случае ДПТ равна |
∆А |
|
= J |
|
ω02 |
, а в случае |
|||||
|
|
|
|
|
пр о м |
|
∑ 2 |
|
|||
АД – ∆Апр о м = J∑ |
ω02 |
r1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1+ |
|
. |
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
' |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
r2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Потери, покрываемые за счет энергии, поступающей из сети, |
|||||||||||
равны, соответственно |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
2 |
|
|
2 |
|
|
r1 |
|
|
∆Апр о с = 2J∑ ω0 |
и ∆Апр о с |
= 2J∑ |
ω0 |
1+ |
. |
||||||
|
' |
||||||||||
|
|
|
2 |
|
|
2 |
|
r2 |
|
|
К п. 13. Принципиальные схемы силовой части систем Г–Д, ТП–Д и ТПЧ–АД изображены на рис. 2–6.
Рис. 2. Принципиальная схема электропривода по системе Г–Д
24
Стр. 24 |
ЭБ ПНИПУ (elib.pstu.ru) |
Рис. 3. Принципиальная схема |
Рис. 4. Принципиальнаясхемасиловой |
силовой части реверсивного |
частиэлектроприводапосистемеТПЧ–АД |
электропривода по системе ТП–Д |
спреобразователемчастотынабазеАИН |
Рис. 5. Принципиальная схема силовой части нереверсивного электропривода по системе ТП–Д
Примечание. При выборе двигателя постоянного тока на 440 В в системе ТП– Д вместо трансформаторов ТП подключается к сети 380 В через токоограничивающие реакторы.
25
Стр. 25 |
ЭБ ПНИПУ (elib.pstu.ru) |
Рис. 6. Принципиальная схема силовой части электропривода по системе ТПЧ–АД на базе преобразователя частоты
с непосредственной связью
Стр. 26 |
ЭБ ПНИПУ (elib.pstu.ru) |
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
Основная литература
1. Москаленко В.Е. Электрический привод. – 2-е изд. – М.:
Academia, 2004.
2. Чиликин М.Г., Сандлер А.С. Общий курс электропривода. – М.: Энергоатомиздат, 1992.
Дополнительная литература
1.Вешеневский С.Н. Характеристика двигателей в электроприводе. – М.: Энергия, 1979.
2.Ильинский Н.Ф. Основы электропривода / Московский энергетический институт. – М., 2003.
27
Стр. 27 |
ЭБ ПНИПУ (elib.pstu.ru) |
ПРИЛОЖЕНИЕ
Таблицы с паспортными данными двигателей, преобразователей, генераторов, токоограничивающих реакторов
Таблица П1
Основные технические и обмоточные данные крановометаллургических двигателей независимого возбуждения серии Д, закрытых с естественным охлаждением при ПВ% = 40 %
Серия |
Pн, |
Iн, |
nн, |
N |
2a |
Wв |
Фн, |
Iвн, |
Rя, |
Rв, |
J, кгм2 |
Mдоп, |
|
кВт |
А |
об/мин |
|
|
|
мВб |
А |
Ом |
Ом |
|
Нм |
|
|
|
|
|
Тихоходные Uн = 220 В |
|
|
|
|
|||
Д12 |
2,4 |
14 |
1200 |
990 |
2 |
1800 |
4,6 |
0,7 |
1,63 |
270 |
0,05 |
57 |
Д21 |
3,6 |
21 |
1060 |
920 |
2 |
1650 |
5,8 |
1,2 |
0,95 |
128 |
0,125 |
90 |
Д22 |
4,8 |
26 |
1120 |
696 |
2 |
1480 |
7,4 |
1,18 |
0,57 |
130 |
0,155 |
108 |
Д31 |
6,8 |
37 |
850 |
738 |
2 |
1700 |
8,8 |
1,18 |
0,42 |
107 |
0,3 |
201 |
Д32 |
9,5 |
51 |
770 |
558 |
2 |
1470 |
13,2 |
1,62 |
0,27 |
94 |
0,425 |
319 |
Д41 |
13 |
70 |
700 |
492 |
2 |
1480 |
17 |
2,16 |
0,17 |
70 |
0,8 |
476 |
Д806 |
16 |
84 |
700 |
372 |
2 |
1400 |
25 |
2,7 |
0,1085 |
65 |
1,0 |
678 |
Д808 |
22 |
112 |
620 |
278 |
2 |
1250 |
38 |
3,93 |
0,054 |
44 |
2,0 |
1290 |
Д810 |
29 |
148 |
590 |
234 |
2 |
1500 |
47,5 |
3,9 |
0,0356 |
46,2 |
3,6 |
1915 |
Д812 |
38 |
192 |
555 |
210 |
2 |
1350 |
57,2 |
5,74 |
0,023 |
34,4 |
7,0 |
2800 |
Д814 |
55 |
280 |
550 |
608 |
8 |
1200 |
82,1 |
6,25 |
0,0129 |
35,2 |
10,25 |
4270 |
Д816 |
70 |
350 |
525 |
504 |
8 |
1160 |
104 |
7,44 |
0,0087 |
24,7 |
11,25 |
6040 |
Д818 |
83 |
415 |
460 |
504 |
8 |
1000 |
111 |
10,2 |
0,0066 |
17,3 |
12,5 |
7950 |
|
|
|
|
|
Тихоходные Uн = 440 В |
|
|
|
|
|||
Д21 |
3,1 |
9,5 |
1280 |
1610 |
2 |
1650 |
5,6 |
1,24 |
3,54 |
128 |
0,125 |
54 |
Д31 |
5,2 |
14,5 |
90 |
1476 |
2 |
1700 |
8,8 |
1,42 |
2,08 |
107 |
0,3 |
128 |
Д41 |
12,5 |
34 |
710 |
984 |
2 |
1480 |
17 |
2,2 |
0,695 |
70 |
0,8 |
349 |
Д808 |
22 |
56 |
620 |
556 |
2 |
1250 |
38,6 |
3,6 |
0,208 |
50 |
2,0 |
1030 |
Д810 |
29 |
74 |
590 |
468 |
2 |
1500 |
46,8 |
3,85 |
0,146 |
46,2 |
3,82 |
1511 |
Д812 |
36 |
92 |
560 |
418 |
2 |
1350 |
57,3 |
5,1 |
0,099 |
36,4 |
7,0 |
2060 |
Д814 |
55 |
138 |
550 |
1216 |
8 |
1200 |
82,1 |
5,5 |
0,052 |
34 |
10,25 |
3390 |
Д816 |
70 |
175 |
530 |
1008 |
8 |
1060 |
103 |
7,44 |
0,0324 |
24,7 |
16,25 |
4760 |
Д818 |
83 |
205 |
460 |
1008 |
8 |
1000 |
111 |
10,2 |
0,026 |
17,3 |
27,5 |
6370 |
|
|
|
|
Быстроходные Uн = 220 В |
|
|
|
|
||||
Д21 |
4,4 |
25 |
1460 |
690 |
2 |
1650 |
5,8 |
1,24 |
0,531 |
128 |
0,125 |
79 |
Д22 |
6,5 |
34 |
1510 |
522 |
2 |
1460 |
7,45 |
1,18 |
0,322 |
130 |
0,155 |
119 |
Д31 |
9,5 |
50 |
1360 |
492 |
2 |
1700 |
8,8 |
1,42 |
0,194 |
107 |
0,3 |
183 |
Д32 |
13 |
68 |
1190 |
372 |
2 |
1470 |
13,2 |
1,6 |
0,125 |
94 |
0,425 |
305 |
Д41 |
17,5 |
90 |
1120 |
310 |
2 |
1480 |
17 |
2,16 |
0,072 |
70 |
0,8 |
438 |
Д806 |
21 |
110 |
1050 |
246 |
2 |
1400 |
25 |
2,7 |
0,047 |
65 |
1,0 |
645 |
Д808 |
26 |
134 |
810 |
210 |
2 |
1250 |
37,2 |
3,9 |
0,0295 |
44 |
2,0 |
1180 |
28 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Стр. 28 |
ЭБ ПНИПУ (elib.pstu.ru) |
Серия |
Pн, |
Iн, |
nн, |
N |
2a |
Wв |
Фн, |
Iвн, |
Rя, |
Rв, |
J, кгм2 |
Mдоп, |
|
кВт |
А |
об/мин |
|
|
|
мВб |
А |
Ом |
Ом |
|
Нм |
|
|
|
|
Быстроходные Uн = 440 В |
|
|
|
|
||||
Д22 |
5,6 |
16 |
1510 |
1044 |
2 |
1145 |
7,45 |
3,6 |
1,69 |
45 |
0,155 |
79 |
Д32 |
12 |
32 |
1200 |
738 |
2 |
1140 |
13,2 |
4,3 |
0,534 |
57 |
0,425 |
235 |
Д806 |
21 |
55 |
1050 |
492 |
2 |
1400 |
25 |
2,7 |
0,205 |
65 |
1,0 |
510 |
Примечание. Двигатели допускают увеличение скорости в два раза за счет ослабления магнитного потока. При этой скорости максимальный момент не должен
превышать 0,8Мдоп при Uн = 220 В и 0,64Мдоп при Uн = 440 В. Сопротивления обмоток даны при tо ср = 20 ºС; рабочая температура обмоток t = 115 ºС; число пар
полюсов рп = 2.
29
Стр. 29 |
ЭБ ПНИПУ (elib.pstu.ru) |
30 .Стр
30
ru).pstu.(elib ПНИПУ ЭБ
Таблица П2
Технические данные асинхронных двигателей серии 4АС, Uн = 380 В
Тип |
Pн, |
ηн |
cosφн |
λм |
Sн, |
|
Параметры схемы замещения, о.е. |
|
Jд, |
|||||
двигателя |
кВт |
|
|
|
% |
xµ |
|
r1 |
|
x1 |
r′2 |
|
x′2 |
кг·м2 |
|
|
|
Синхронная частота вращения ω0 = 157 1/с |
|
|
|
|
|
||||||
4АС132 |
8,5 |
0,825 |
0,85 |
2,8 |
6,9 |
2,8 |
|
0,051 |
|
0,093 |
0,080 |
|
0,13 |
0,028 |
4АС132 |
118 |
0,84 |
0,85 |
2,2 |
6,1 |
2,7 |
|
0,043 |
|
0,084 |
0,072 |
|
0,12 |
0,040 |
4АС160 |
170 |
0,845 |
0,86 |
2,2 |
6,1 |
3,7 |
|
0,045 |
|
0,082 |
0,064 |
|
0,13 |
0,10 |
4АС160 |
200 |
0,87 |
0,87 |
2,2 |
5,3 |
3,6 |
|
0,039 |
|
0,072 |
0,055 |
|
0,13 |
0,13 |
4АС180 |
210 |
0,86 |
0,92 |
2,2 |
5,7 |
4,2 |
|
0,044 |
|
0,086 |
0,059 |
|
0,11 |
0,19 |
4АС180 |
265 |
0,885 |
0,91 |
2,2 |
4,4 |
3,3 |
|
0,033 |
|
0,068 |
0,047 |
|
0,092 |
0,23 |
4АС200 |
315 |
0,875 |
0,92 |
2,2 |
5,7 |
4,5 |
|
0,034 |
|
0,075 |
0,062 |
|
0,10 |
0,37 |
4АС200 |
400 |
0,89 |
0,93 |
2,2 |
5,8 |
4,9 |
|
0,030 |
|
0,073 |
0,060 |
|
0,11 |
0,45 |
4АС225 |
500 |
0,875 |
0,92 |
2,2 |
5,8 |
4,4 |
|
0,029 |
|
0,080 |
0,061 |
|
0,11 |
0,64 |
4АС250 |
560 |
0,875 |
0,92 |
2,2 |
6,3 |
3,6 |
|
0,020 |
|
0,072 |
0,068 |
|
0,068 |
1,00 |
4АС250 |
630 |
0,870 |
0,93 |
2,2 |
6,4 |
3,9 |
|
0,019 |
|
0,070 |
0,069 |
|
0,069 |
1,20 |
|
|
|
Синхронная частота вращения ω0 = 104,7 1/с |
|
|
|
|
|
||||||
4АС132 |
6,3 |
0,79 |
0,80 |
2,1 |
6,4 |
1,9 |
|
0,079 |
|
0,079 |
0,081 |
|
0,12 |
0,04 |
4АС132 |
8,5 |
0,80 |
0,80 |
2,1 |
5,8 |
2,0 |
|
0,062 |
|
0,073 |
0,076 |
|
0,12 |
0,058 |
4АС160 |
120 |
0,825 |
0,85 |
2,1 |
7,7 |
2,5 |
|
0,065 |
|
0,092 |
0,087 |
|
0,10 |
0,14 |
4АС160 |
160 |
0,84 |
0,85 |
2,1 |
7,8 |
3,1 |
|
0,060 |
|
0,098 |
0,093 |
|
0,13 |
0,18 |
4АС180 |
190 |
0,845 |
0,90 |
2,1 |
7,6 |
3,7 |
|
0,061 |
|
0,120 |
0,083 |
|
0,12 |
0,22 |
4АС200 |
220 |
0,835 |
0,92 |
2,1 |
7,3 |
5,0 |
|
0,053 |
|
0,110 |
0,076 |
|
0,12 |
0,40 |
4АС200 |
280 |
0,855 |
0,91 |
2,1 |
6,2 |
4,4 |
|
0,046 |
|
0,099 |
0,068 |
|
0,11 |
0,45 |
4АС225 |
335 |
0,81 |
0,91 |
2,1 |
6,9 |
4,0 |
|
0,042 |
|
0,099 |
0,079 |
|
0,11 |
0,74 |