Расчет электропривода
Саратовский Государственный Технический Университет
Кафедра АЭУ
Курсовая работа по электроприводу
«Расчет электропривода»
Саратов – 2008
Содержание
Задание
- Выбор электродвигателя
- Расчет параметров трансформатора
- Выбор вентилей
- Расчет параметров якорной цепи
- Расчет параметров системы управления
- Для верхней границы диапазона
5.2 Для нижней границы диапазона
6. Расчет параметров отсечки
7. Построение статических характеристик
Заключение
Приложение
Задание
- Выбрать электродвигатель и элементы системы управления автоматизированного привода, обеспечивающего при заданной нагрузочной диаграмме диапазон регулирования скорости вращения D=75 с относительной ошибкой =15%. При пуске двигателя и перегрузках вращающий момент должен удерживаться в пределах от М1кр=85 Нм до М2кр=115 Нм. Номинальная угловая скорость n=1950 об/мин.
- Составить принципиальную схему привода.
- Рассчитать статические характеристики и построить их.
- Выбор электродвигателя
Рассчитаем эквивалентный момент, используя нагрузочную диаграмму:
Рассчитаем мощность двигателя:
Исходя из мощности двигателя и номинальной угловой скорости, выбираем электродвигатель ПБСТ-63 с номинальными параметрами:
Uн=220 В; Pн=11 кВт; Iн=54 А; nн=2200 об/мин; wя=117; Rя=0,046 Ом; Rд=0,0186 Ом; wв=2200; Rв=248 Ом.
Рассчитаем действительный момент и параметры двигателя:
- Расчет параметров трансформатора
Напряжение вторичной цепи и мощность трансформатора:
кс=1,11-коэффициент схемы
кз=1,1-коэффициент запаса, учитывающий возможное падение напряжения
кR=1,05-коэффициент запаса, учитывающий падение напряжения в вентилях и коммутацию тока в вентилях.
кi=1,1-коэффициент запаса, учитывающий отклонение формы тока в вентилях от прямоугольной км=1,92-коэффициент схемы
Исходя из напряжения вторичной цепи и мощности, выбираем трансформатор ТТ-25 с номинальными параметрами: Sтр=25 кВт; U2=416±73 В; I2ф=38 А;
uк=10%; iхх=15%. Рассчитаем сопротивления трансформатора:
- Выбор вентилей
С учетом диапазона регулирования скорости выбираем однофазную систему управления электрическим приводом. Среднее значение тока вентиля: 
. Номинальный ток вентиля: 
. кз=2,2-коэффициент запаса, m=2-коэффициент, зависящий от схемы выпрямления. Наибольшее обратное напряжение, прикладываемое к вентилю:
Номинальное напряжение вентилей:
Выбираем вентили Т60-8.
- Расчет параметров якорной цепи
Наибольшая допустимая величина переменной составляющей выпрямленного тока:
Требуемая индуктивность якорной цепи:
Здесь
Общая индуктивность двигателя и трансформатора меньше, чем требуемая, поэтому в якорную цепь необходимо включить сглаживающий дроссель с индуктивностью:
Активное сопротивление дросселя:
Активное сопротивление якорной цепи:
- Расчет параметров системы управления
Для верхней границы диапазона
Что соответствует углу регулировки 
По зависимости 
определяем изменение ЭДС и угла регулирования:
При этом коэффициент передачи преобразователя равен:
Коэффициент передачи СИФУ определим по рис. 2 Приложения:
Для 
Общий коэффициент передачи системы в разомкнутом состоянии:
Наибольшая статическая ошибка в разомкнутом состоянии:
что в процентном соотношении:
Нижняя граница диапазона:
Что соответствует углу регулировки 
По зависимости определяем изменение ЭДС и угла регулирования:
При этом коэффициент передачи преобразователя равен:
Коэффициент передачи СИФУ определим по рис. 2 Приложения:
Для
Общий коэффициент передачи системы в разомкнутом состоянии:
Наибольшая статическая ошибка в разомкнутом состоянии:
что в процентном соотношении:
Наибольшая статическая ошибка в замкнутом состоянии:
Следовательно, на нижней границе диапазона регулирования относительная ошибка больше допустимой. Для уменьшения статической ошибки введем в систему управления промежуточный усилитель. Определим требуемый коэффициент передачи всей системы в разомкнутом состоянии:
Следовательно, коэффициент передачи промежуточного усилителя должен быть не менее:
- Расчет параметров отсечки
В качестве стабилитрона V1 принимаем стабилитрон Д 818 (напряжение стабилизации Uст1=9 В Uу макс=11 В).
Коэффициент передачи токовой отсечки:
Напряжение стабилизации стабилитрона V2:
Выбираем стабилитрон Д 817 (напряжение стабилизации 
)
Функциональная схема электропривода представлена на рис. 1 Приложения.
В качестве усилителя использован интегральный усилитель-ограничитель со стабилитронами в цепи обратной связи.
- Построение статических характеристик
При 
. При 
При 
При 
Напряжение ограничения найдем из статической характеристики СИФУ (рис. 2 Приложения.):
Заключение
В ходе расчета курсовой работы была изучена методика расчета параметров основных составляющих электрического привода, таких как электрический двигатель, трансформатор, система импульсно-фазового управления и тиристорный преобразователь. Была рассчитана и построена статическая характеристика электрического привода, дающая представление о скорости привода с изменением тока якоря электрического двигателя, нагрузочная диаграмма, дающая представление о нагрузке, которую испытывает привод во время работы. Также были составлены принципиальная и функциональная схемы, дающие представление об электрических элементах, входящих в систему управления электрическим приводом. Таким образом, был реализован целый комплекс расчетов и построений, который развивает у студента знание и умение рассчитывать электрический привод, целиком, так и его основные части.
Приложение
Рис.1 Функциональная схема электропривода.