Проектування системи Г-Д

МІНІСТЕРСТВО  ТРАНСПОРТУ ТА ЗВ’ЯЗКУ  УКРАЇНИ

 

Дніпропетровський національний університет 
залізничного транспорту  імені академіка В. Лазаряна

 

Кафедра “Автоматизований електропривод”  
 
 

      Курсовий  проект 

з курсу “Теорія  електроприводу” 

тема  проекту: 

“Проектування системи Г-Д” 
 

                  Виконала: студенти 244 групи Долгопят Марія Миколаївна

                  Перевірив: доц. Безрученко В.М. 
                   

Дніпропетровськ

2010 

ЗАВДАННЯ  НА ПРОЕКТУВАННЯ ТА СКЛАД ПРОЕКТУ. 

Метою проекту  є поглибшення та закріплення  знань, одержаних при вивченні курсу “Теорія електропривода”.

Проект вміщує розрахунки перехідних процесів і визначення потужностей електричних машин у системі Г-Д. Схема цієї системи наведена  на  рис. 1.

Рисунок 1

     Проект  складається з слідуючих розділів:

  1. Попередні розрахунки;
  2. Графо-аналітичний розрахунок перехідних процесів при

форсуванні  збудження  генератора і без нього (при α=1);

  1. Розрахунок перехідних процесів при пуску двигуна під

навантаженням та вхолосту; 
 

  1. Розрахунок  перехідних процесів за накиданням та скиданням 

навантаження;

  1. Побудова навантажувальної діаграми;
  2. Перевірка двигуна за нагрівом;
  3. Розрахунок допустимої кількості вмикань двигуна за годину;
  4. Розрахунки потужностей приводного двигуна генератора,

збуджувачів головного  двигуна і генератора, та вибір  їх типів;

  1. Заключення та висновки.
  2. Графічна частина проекту складається з схем, графіків різних

залежностей, вміщених у розрахунково-пояснювальну записку, а також одного листа креслення з компоновкою на одному фундаменті усіх електричних машин. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. ПОПЕРЕДНІ РОЗРАХУНКИ

1.1.Вибір типу  двигуна

1) Тип двигуна  П133-8К:

2) Номінальна  потужність

3) Номінальна  напруга

4) Номінальний  струм

5) Частота обертання

6) Кількість  пар полюсів

Обмотка якоря

7) Кількість  пар гілок

8) Кількість  витків

9) Опір обмотки якоря при 20 С

10) Опір компенсаційної  обмотки  при 20 С

11) Опір обмотки  додаткових полюсів  при 20 С

12) Опір обмотки  збудження при 20 С

13) Кількість  витків на полюс

14) Момент інерції

15 )  № додатка  за магнітною характеристикою              3,2

Розрахунок ККД  двигуна 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.2.Вибір  типу генератора

1) Тип генератора  П131-8К

2) Номінальна  потужність

3) Номінальна  напруга

4) Номінальний  струм

5) Частота обертання

6) Кількість  пар полюсів

Обмотка якоря

7) Кількість  пар гілок

8) Кількість  витків

9) Опір обмотки  якоря при 20 С

10) Опір компенсаційної  обмотки  при 20 С

11) Опір обмотки  додаткових полюсів  при 20 С

12) Опір обмотки  збудження при 20 С

13) Кількість  витків на полюс

 
 

1.3.Побудова магнітних  характеристик для двигуна та  генератора

Для двигуна

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Для генератора

 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

1.4.Розрахунок  опорів обмоток з урахуванням  коефіцієнту нагріва

Для двигуна

 
 
 
 

Для генератора

1.5.Визначення  сталих якорів для двигуна  та генератора

Для двигуна

Для генератора

1.6.Визначення  номінальних кутових швидкостей  двигуна та генератора

Для двигуна:

Для генератора:

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.7.Визначення номінальних ЕРС та магнітних потоків

Для двигуна:

Для генератора:

 
 
 
 
 
 
 

1.8.Визначення  МРС

Для двигуна:

Для генератора:

1.9.Номінльний  струм та напруга обмоток незалежного  збудження

Для двигуна

Для генератора

1.10.Корекція  магнітних характеристик.

Одержані значення не задовольняють контрольним співвідношенням, тому н6еобхідно провести коректування магнітноі характеристики.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Для двигуна відкореговане значення

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

1.11.Визначення  номінальних значень системи  Г-Д

 

1.12.Визначаємо  індуктивність від потоку розсіювання  генератора який працює у системі  Г-Д 

- коефіцієнт  розсіювання ОЗ генератора

13. Розрахунок  індуктивності обмотки збудження  генератора Lз і побудова залежності Lз=f(Fрез)

 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Визначаємо середнє  значення індуктивності обмотки  збудження 

1.14.Електромагнітна  стала часу для першого етапу  пуску

Електромагнітна стала часу для для реверсу  і пуску

1.15.Розрахунок  розрядного резистора для гальмування  двигуна гасінням поля генератора

Постійна часу

 
 
 
 
 
 
 
 

1.16.Розрахунок  добавочного резистора при самогасінні  генератора

 

Постійна часу

1.17.Максимально  допустимий струм системи Г-Д

1.18.Визначаємо  струм статичного навантаження

1.19.Повний опір  якірного кола системи Г-Д з  урахуванням опору з''єднувальних  провідників

Електромагнітна стала всього електроприводу

1.20.Визначаємо  індуктивність якорів генератора  та двигуна за емпирічною формулою

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Електромагнітна стала часу якірного кола системи  Г-Д

1.21.Максимально  допустимый  пік струму при  реверсі двигуна в холосту 

Коефіцієнт форсування збудження генератора

1.22Визначаємо  максимум гальмівного струму  який не повинен

 перевищувати 

Умова

не додержуеться  тому обираемо :

Остаточно визначаємо нове значення резистора з урахуванням 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.23.Визначаємо  значення форсуючого резистора  необхідного для забезпечення  пуску двигуна з коефіцієнтом  и збереженням номінального струму  збудження в момент відсічки  форсування збудження

1.24.Ідеальна  кутова швидкість холостого ходу

Установившееся  значение угловай скорости

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2.ГРАФО-АНАЛІТИЧНИЙ  РОЗРАХУНОК ПЕРЕХІДНОГО  ПРОЦЕСУ ПРИ ФОРСУВАНІ  ЗБУДЖЕННЯ ( при  =1 )ГЕНЕРАТОРА І  БЕЗ НЬОГО

( при 1 )

2.1.Розрахунок  форсованого перехідного процесу  базується на рівняні балансу напруг кола збудження генератора

2.2.Визначаємо  струм збудження генератора з  урахуванням 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Из графіка, побудованого за даними таблиці знаходимо среднеє  значення

При 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

При 

 

При    -  без форсування

 

При    -  з форсуванням

 
 
 
 
 

  : Ізпобудованихзалежностей при та можнозробити

             висновок, щопроцесфорсуваннязбудженняпри єдужеефективним, т.я.

             прискорюєперехіднийпроцеставихідпараметрівмашининаномінальні

             значення.

2.2 Розрахувати  та побудувати зовнішню характеристику  генератора та природні електромеханічну  і механічну характеристку двигуна. 

 
 

Природна  механічна характеристика двигуна .

Природна  електромеханічна характеристика двигуна .

 
 
 
 
 
 
 

3.Розрахунок  перехідних процесів  при пускі двигуна  з навантаженням

і в холосту

3.1 Виконаємо  розрахунки під навантаженням  при форсуванні збудження.

1-й етап відповідає  часовому інтервалу від 0 до  , який називають часом запізненя

2-й відповідає  часовому інтервалу від початку  обертаня ротора  до часу відсічки форсуваня збудженя

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

3-й відповідає  часу від початку відсічки  до безкінечності, тобто до  моменту, коли настане усталений  режим

 
 
 
 
 
 
 

Графік залежності ω=f(t) під навантаженням при форсуванні збудження.

 

Графік залежності i=f(t) під навантаженням при форсуванні збудження

Максимальний  пусковий струм:

: Із побудованої залежності  при і під навантаженням можно

   зробити висновок, що струм при такому перехідному процесі припускає пуск

            системи Г-Д.

 

3.2 Розрахунок  пуску з навантаженням , але без форсування збудження:

1-й етап відповідає  часовому інтервалу від 0 до  , який називають часом запізненя

Проектування системи Г-Д