Автор работы: Пользователь скрыл имя, 12 Февраля 2013 в 14:30, реферат
Цель работы – анализ синхронного электропривода шаровой мельницы, определение оптимального способа его регулирования.
– отклонение относительной величины напряжения на выходе блока тиристоров, вызванное отклонением угла на величину приращения.
где k – полный коэффициент усиления.
Решая систему уравнений относительно , выведем передаточную функцию двигателя:
Откуда:
Подставляя значения в (1) , получим:
После преобразования получим:
Из (4) получим передаточную функцию по возмущению ( = 0) :
Передаточная функция замкнутой системы:
где:
WБУ и ТП (p) = kT – передаточная функция блока управления и блока тиристоров;
WОС(p) ∙ WБУ
и ТП (p) = k – общий коэффициент усиления
Определяем величины, входящие это уравнение:
= 1 и UH = Edy; θy = 26°; Td0 = 5,12 сек;
Принимаем k = 4.3 .
My = 1.025 ∙ Mн = 1,025 ∙ 66500 = 68162,5 Н∙м ;
согласно [ВТЕ - 320].
Из выражения (5) получаем характеристическое уравнение:
(6)
Проведя необходимые преобразования, получаем характеристическое уравнение вида:
a0p3 + a1p2 + a2p
+ a3 = 0 ,
где коэффициенты соответственно равны:
Подставляем числовые значения и определяем коэффициенты:
Далее по критерию Гурвица проверяем систему на устойчивость: алгебраический критерий Гурвица позволяет установить – устойчива система или нет по результатам действий над коэффициентами характеристического уравнения замкнутой системы. Иными словами, должны выполняться следующие два условия:
1.
2.
Первое условие выполняется – все коэффициенты положительны. Второе условие:
250 ∙ 56254 - 130,06 ∙ 54381,3 > 1
6.9∙106 > 0 – выполняется.
Система устойчива. Граничный коэффициент устойчивости:
,
то есть САР имеет большой запас устойчивости по коэффициенту усиления.
По выражению (4) можно составить передаточную функцию СД по возмущению, приняв ΔVT = 0:
Структурная схема СД с АРВ по возмущению показана на рис.14.
Рис. 14. Структурная схема СД с АРВ по возмущению
По передаточной функции синхронной машины в программной среде MathCAD был построен переходный процесс по возмущающему воздействию. Переходный процесс представлен зависимостью Θ = f(t).
Рис.15. Переходный процесс по возмущению
8.2 . ПРОВЕРКА УСТОЙЧИВОСТИ СИСТЕМЫ
ПРИ УПРАВЛЯЮЩЕМ ВОЗДЕЙСТВИИ
По уравнению (4) определяем передаточную функцию синхронного двигателя по управляющему воздействию (Mc = 0):
Передаточная функция замкнутой системы:
Подставляя значения передаточных функций, получим:
Отсюда характеристическое уравнение:
имеет вид a0p3 + a1p2 + a2p + a3 = 0 .
Коэффициенты
Условия устойчивости системы регулирования по Гурвицу:
1. – выполняется;
2. ,
180.5 ∙ 48454.6 - 124.05 ∙ 106785 ≥ 0
175043 > 0 – выполняется.
САР по управляющему воздействию отвечает условиям устойчивости Гурвица и является устойчивой. Таким образом, полученная система достаточно качественная и имеет удовлетворительное быстродействие, достаточно проста и действенна.
9. ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ДВИГАТЕЛЯ
С МЕХАНИЗМОМ
При помощи математической программной среды MathCad 11 Enterprise Edition исследуем свойства двигателя с механизмом. В основу расчёта положены уравнения равновесия синхронного двигателя.
Исходные данные для расчёта (значения всех сопротивлений даны в относительных единицах):
1. Номинальное фазное напряжение синхронного двигателя (СД):
2. Номинальная частота сети:
f=50 Гц
3. Базисная единица времени:
4. Базисный ток:
5. Число фаз:
6. Базисная мощность:
7. Число пар полюсов:
p=18
8. Базисный момент:
9. Базисное сопротивление:
10. Активное сопротивление обмотки статора:
11. Индуктивное сопротивление обмотки статора по поперечной оси:
12. Индуктивное сопротивление обмотки статора по продольной оси:
13. Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора:
14. Синхронное индуктивное сопротивление обмотки статора по продольной оси:
15. Синхронное индуктивное сопротивление обмотки статора по поперечной оси:
16. Индуктивное сопротивление рассеяния демпферной обмотки по поперечной оси:
17. Индуктивное сопротивление взаимоиндукции демпферной обмотки и обмотки статора по поперечной оси:
18. Полное индуктивное сопротивление демпферной обмотки по поперечной оси:
19. Индуктивное сопротивление взамоиндукции демпферной обмотки и обмотки статора по продольной оси:
20. Полное индуктивное сопротивление демпферной обмотки по продольной оси:
21. Активное сопротивление демпферной обмотки по продольной оси:
22. Активное сопротивление демпферной обмотки по поперечной оси:
23. Индуктивное сопротивление взамоиндукции обмотки возбуждения и обмотки статора:
24. Индуктивное сопротивление рассеяния обмотки возбуждения:
25. Активное сопротивление обмотки возбуждения
26. Момент нагрузки:
начальный –
при набросе нагрузки –
27. Инерционная постоянная вращающихся масс:
;
Эта постоянная находится по формуле , где
– суммарный момент инерции двигателя и механизма;
p – число пар полюсов.
28. Номинальное напряжение возбуждения в относительных единицах:
1. Асинхронный пуск синхронного двигателя.
При асинхронном пуске обмотка возбуждения закорачивается на добавочное сопротивление Rд, равное восьми – девяти значениям сопротивления обмотки возбуждения. Поэтому при расчёте переходных процессов при пуске принимаем активное сопротивление обмотки возбуждения равным 10∙Rвозб . При этом момент нагрузки принимаем Mc = 0,3 .
Рис.16. Зависимость угла нагрузки θ от времени t
Рис.17. Зависимость частоты вращения ω от времени t
Рис.18. Зависимость тока в обмотке возбуждения Iв от времени t
Рис.19. Динамическая механическая характеристика ω = f(M)
Рис.20. Зависимость момента двигателя М от времени t
Рис.21. Динамический ток двигателя I = f(t)
2. Вхождение в синхронизм.
При достижении подсинхронной частоты вращения ротора добавочное сопротивление Rд отключается, включается тиристорное возбудительное устройство, двигатель втягивается в синхронизм. Момент нагрузки остаётся прежним: Mc = 0,3 .
Рис.22. Зависимость угла нагрузки θ от времени t
Рис.23. Зависимость частоты вращения ω от времени t
Рис.24. Зависимость тока в обмотке возбуждения Iв от времени t
Рис.25. Динамическая механическая характеристика ω = f(M)
Рис.26. Зависимость момента двигателя М от времени t
Рис.27. Динамический ток двигателя I = f(t)
3. Наброс нагрузки.
Увеличивается момент сопротивления механизма (мельница нагружается исходным материалом – мокрой мелкодробленой рудой). В момент наброса нагрузки двигатель работает в установившемся режиме. Момент нагрузки принимаем равным Mc = 0,7 .
Рис.28. Зависимость угла нагрузки θ от времени t
Рис.29. Зависимость частоты вращения ω от времени t
Рис.30. Зависимость тока в обмотке возбуждения Iв от времени t
Рис.31. Динамическая механическая характеристика ω = f(M)
Рис.32. Зависимость момента двигателя М от времени t
Рис.33. Динамический ток двигателя I = f(t)
10. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
В экономической части выпускной
квалификационной работы приведены
экономические расчёты
Важным показателем электропривода (ЭП) является его экономичность. Применение ЭП связано с определёнными первоначальными затратами и эксплуатационными расходами, которые должны окупаться повышением производительности и надёжности работы, установленными в выпускной квалификационной работе.
Экономические показатели, надёжность работы ЭП во многом зависят от качества выполнения пуско-наладочных работ.
В данном разделе рассматривается комплекс работ, проведение которых необходимо для введения в эксплуатацию электропривода шаровой мельницы МШР-36-40, а также стоимостная оценка выполняемых работ.
10.1 . Технико-экономическое обоснование
Целью данной ВКР является определение оптимального способа регулирования синхронного электропривода шаровой мельницы.
Повышение эксплуатационно-технических показателей электропривода, таких, как надёжность работы и долговечность, обеспечивает снижение затрат на его эксплуатацию, обеспечивает сокращение простоев по причине отказов в работе, а также потерь, связанных с ликвидацией аварий.
10.2 . Состав бригады для проведения пуско-наладочных работ
Бригада наладчиков является специализированной бригадой, работы проводятся в первую смену.
Состав и численность бригады определяется исходя из квалификации работников и сроков выполнения ПНР.
Бригада наладки состоит из шести человек: