Файл: Исходные данные 3 Выбор электродвигателя 4.docx

Оглавление

Исходные данныеВариант №9

• 
  масса груза m = 800 кг;
  
• 
  скорость подъема = 0,25 м/с;
  
• 
  точность поддержания скорости
  

Допустимая величина пульсации тока обмотки якоря ????_яп = 0,1????_я???? ;При проектировании необходимо выбрать исполнительный двигатель и рассчитать силовую схемы усилителя мощности, выполненного по схеме управляемого тиристорного выпрямителя. Рис.1 Кинематическая схема электропривода лебедки

Выбор электродвигателя

Мощность электродвигателя при подъеме груза определяем по формуле

• 
  Fн – сила тяжести груза;
  
• 
  η = ηрηб, – результирующий КПД кинематической схемы;
  
• 
  ηр и ηб – КПД соответственно редуктора и барабана .
  

КПД редуктора и барабана. (ηр≈0.8, ηб≈0.9) Выбираем двигатель постоянного тока типа ДПЦЯ-3. Параметры выбранного двигателя:

---

• 
  номинальная мощность Рд N=3000 Вт;
  
• 
  номинальная скорость вращения n=3000 об/мин;
  
• 
  номинальное напряжение якоря UяN=22 В;
  
• 
  номинальный ток обмотки якоря IяN=19 А;
  
• 
  активное сопротивление обмотки якоря RяN=0,007 Ом;
  
• 
  момент инерции ротора Jд=2600•10^-6 кг•м².
  

Значения номинальной угловой скорости Ωд NЭквивалентный момент инерции ЭП по формулеПриведенный к валу двигателя момент сопротивления нагрузкиРасчет силовой схемы усилителя мощности, выполненного по схеме реверсивного тиристорного преобразователя (ТП)Исходные данные для расчета ТПСхема силовой части ТП и способ управления:

1. 
   Схема ТП – два трехфазных мостовых управляемых выпрямителей, включенных по встречно- параллельной схеме (рис.2) способ управления ТП – раздельный.
   

Рис.2 Встречно – параллельная трехфазная однотактная схема реверсивного тиристорного ЭП постоянного тока

2. 
   
   
3. 
   Параметры питающей сети:
   

• 
  величины напряжение Uc =220/380В;
  
• 
  частоты напряжения fc =50 Гц;
  
• 
  допустимые отклонения напряжения питающей сети ±ΔUc =±10%.
  

Допустимый коэффициент перегрузки двигателя по моменту, kпер=1,5. Допустимая пульсация тока обмотки якоря Iя.п=0,1 Iя.N.

Выбор трансформатора

Выбор трансформатора силовой схемы ТП выполняется по двум параметрам: – установленная мощность трансформатора ; – напряжение вторичной обмотки трансформатора . Напряжение фазы первичной обмотки равно напряжению питающей сети, рабочая частота трансформатора равна частоте питающей сети

---

Коэффициент мощности трансформатора трехфазной мостовой схемы выпрямления На первом этапе расчета элементы выпрямителя еще не выбраны, поэтому при расчете задаемся следующими примерными значениями падений напряжения:Напряжение холостого хода управляемого выпрямителя - ток цепи постоянного тока выпрямителя - номинальная расчетная мощностьМощность трансформатора трехфазной мостовой схемы выпрямленияНапряжение вторичной обмотки трансформатора определим по формуле

• 
  kсх=2,34; (коэффициент преобразования схемы трехфазной мостовой схемы
  

выпрямления)

• 
  kc=(UcN-ΔUc)/ UcN=0,9; (коэффициент, учитывающий нестабильность напряжения питающей сети)
  
• 
  α_min – минимальное значение угла регулирования, принимаем равным 10^о.
  

Принимаем групповую схему выполнения трехфазного трансформатора. Мощность одного трансформатора равна одной трети типовой мощности, т.е. равна 1493.59 Вт. Выбираем три серийных трансформатора типа ОСМ-1,6 мощностью по 1600 Вт каждый и с напряжением вторичных обмоток Первичную и вторичную обмотки соединяем по схеме «звезда».

Расчет параметров выпрямителя

Определим активное сопротивление обмоток фазы трансформатора, приведенное к вторичной обмотке

• 
  – значение магнитной индукции в магнитопроводе трансформатора,;
  
• 
  – число стержней магнитопровода трансформатора, несущих обмотки, ;
  
• 
  =2,5·10³ – коэффициент, зависящий от схемы выпрямления, трехфазной мостовой схемы;
  
• 
  =50 Гц
  

---

Определим индуктивность обмотки якоря:k_L = 0,6 т.к. двигатель ДПЦЯ-3 выполнен без компенсационной обмотки; ρ_п =1 (число пар полюсов)Определим индуктивность рассеяния обмотки трансформатора, приведенная к вторичной обмотке, L_a :

• 
  uк = 0.07 – напряжение короткого замыкания трансформатора;
  
• 
  U2лN = 130 В – номинальное линейное напряжение вторичной обмотки трансформатора;
  
• 
  Sт =4800 Вт – номинальная мощность трансформатора;
  
• 
  ωc= 2πfc =314.159 с^-1– угловая частота напряжения питающей сети
  

Выбор тиристоров

- среднее значение тока вентиля - обратное напряжение на тиристорахС учетом необходимого коэффициента запаса по напряжению и току необходимо выбрать тиристоры на напряжение не менее 462 В и токи 12.54 Авыбираем шесть тири­сторов типа ТЧ40, параметры которых:

• 
  номинальный ток (среднее значение) Iв.ср N = 40 А;
  
• 
  максимальное обратное напряжение Uобр max = 500 В;
  
• 
  пороговое напряжение ΔUв.пр = 1,1 В;
  
• 
  сопротивление тиристора Rв.д = 5.5*10^-3 Ом;
  

Расчет величины сглаживающего дросселя

определим требуемое значение индуктивности цепи обмотки якоря Lэ для подавления пульсаций тока якоря Iя.п до величины, равной 0.1*IяN=1.9 А.ω_ог.п=k_тm₂ω_c – угловая частота основной гармоники пульсаций тока обмотки якоря.Требуемое значение индуктивности сглаживающего дросселя Lc.д определим как разность индуктивности Lэ и индуктивности обмотки якоря Lя :Так как , положителен, значит сглаживающий дроссель устанавливать нужно.Выбираем стандартный дроссель типа Д338, обмотки соединяем параллельно, при этом получим следующие параметры дросселя:

---

• 
  индуктивность L=0,006 Гн;
  
• 
  активное сопротивление обмотки дросселя R=0,83 Ом.
  

Уравнительный дроссель не требуется, т.к. применен раздельный способ управления.Расчет постоянных времени ЭПЭквивалентная индуктивность цепи обмотки якоряЭквивалентное активное сопротивление цепи обмотки якоряЭлектромагнитная постоянная времениЭлектромеханическая постоянная времени

Расчет потерь мощности и КПД выпрямителя и ЭП в целом

Действующее значение тока вторичной обмотки трансформатораПотери мощности на активных сопротивлениях обмоток трансформатораПотери мощности на тиристорахСумма потерь мощностиПолезная мощность, отдаваемая выпрямителем двигателюКоэффициент полезного действия выпрямителяКПД двигателяКПД ЭП (полн.)Вывод: КПД ЭП в целом, находится в тех пределах значений КПД, которые соответствует ЭП малой мощности.

Передаточные функции датчиков тока, скорости и тиристорного преобразователя.

Передаточная функция тиристорного преобразователя

---