Исходные данные для проектирования электропривода. Описание рабо- чей машины

 

9.6 Построение статических  характеристик в замкнутой системе

 

Статическая естественная характеристика описывается следующими выражениями: рад/с.

.

.

.

.

 

Таблица 19 - Значения естественной статической характеристики

Uзад, В	9,08
М, Н∙м	0	46,6	100
ω, рад/с	113,4	112,17	110,8

 

Статическая характеристика с грузом описывается следующими выражениями: В; рад/с; Н∙м; рад/с.

.

 

Таблица 20 - Значения статической характеристики с грузом

Uзад, В	7,0375
М, Н∙м	0	14,5	100
ω, рад/с	87,88	87,5	85,29

 

Статическая характеристика без груза  описывается следующими выражениями: В; рад/с; Н∙м; рад/с.

.

 

Таблица 21 - Значения статической характеристики без груза

Uзад, В	8,215
М, Н∙м	0	6,16	100
ω, рад/с	112,66	112,5	110,07

 

Таблица 23 - Значения минимальной статической характеристики

М, Н∙м	0	46,6	100
w, рад/с	8,7	7,478	6,108

 

    Рисунок Р.10 - Статические характеристики

                                                 в замкнутой системе

 

9.7 Структурная схема замкнутого контура регулирования скорости

 

Рисунок 6 - Структурная схема замкнутой  системы электропривода

 

ЛАЧХ  и ЛФЧХ замкнутой системы с грузом

 

Рисунок Р.11 – ЛАЧХ и ЛФЧХ замкнутой

               системы с грузом

 

ЛАЧХ и ЛФЧХ замкнутой системы без груза

 

Рисунок Р.12 – ЛАЧХ и ЛФЧХ замкнутой

                 системы без груза

 

Оценка замкнутой системы.

Статизм поддержания скорости:

%.

%.

 

9.8  Расчёт переходных процессов и построение нагрузочных диаграмм электропривода

 

Переходные процессы рассчитывают для случаев движения тележки с грузом и без груза.

Алоритм расчета переходных процессов в замкнутой системе  составляется на основе дифференциальных уравнений. Для замкнутой системы уравнения имеют вид:                                                                     

Напряжение задания при  пуске изменяется по закону

u_зад(t)=

,

где  а_и1 - постоянная задатчика интенсивности цепи управления, определяется по формуле: 

,

где t_и - время интегрирования задатчика интенсивности (время разгона, торможения, с грузом и без груза).

После достижения U_зад напряжение становится неизменным.

Таким образом, расчет переходного  процесса с задатчиком интенсивности  производится в два этапа. Расчетные формулы представлены в таблице 19.

 

Таблица 24 - Алгоритм расчета переходного процесса на первом этапе

Номер шага	Наименование рассчитываемого параметра	Расчетная формула
1	2	3
1	Начальные условия	Uзад нач, wнач, Iя нач, tнач
2	Шаг интегрирования	Dt£ 0,01с
3	Напряжение задания	Uзадi = Uзад i-1+аи1· Dt
4	Напряжение на выходе тиристорного преобразователя
5	ЭДС двигателя
6	Производная тока якоря
7	Ток якоря	Ii = I i-1 + · Dt
Продолжение таблицы 19
8	Момент двигателя
9	Производная скорости
10	Скорость  двигателя	wi = w i-1 + · Dt
11	Время	ti =t i-1 + Dt

 

На втором этапе  напряжение на выходе тиристорного преобразователя  не изменяется U_уст = U_d = const. Расчет на этом этапе ведется по формулам 5-10 таблицы 19.

Алгоритм вычислений циклический.

 

Рисунок Р.13 - Нагрузочная диаграмма скорости, моментов

                                 и токов в замкнутой системе с грузом

 

Рисунок Р.14 - Нагрузочная диаграмма скоростей, моментов

                                и токов в замкнутой системе без груза

 

 

10 Проверка электропривода по нагреву

 

10.1 Проверка двигателя

 

Проверку выбранного двигателя  по нагреву выполняют по методу эквивалентного тока:

,

где − коэффициент ухудшения теплоотдачи двигателя, (для ПБСТ, закрытый с независимой вентиляцией).

.

Из нагрузочных диаграмм токов (рисунки Р.11, Р.12) находятся все необходимые значения токов и заносятся в таблицу 20.

 

Таблица 25 – Значения токов двигателя в замкнутой системе электропривода

Режимы	С грузом	Без груза
Ток пусковой Iп, А
Ток установившийся Iу, А
Ток торможения Iт, А

 

Выбранный двигатель проходит по нагреву:

 

10.2 Проверка тиристорного преобразователя

 

Проверка тиристорного преобразователя по нагреву выполняется для выбранного трансформатора из условия:

I_2Фном. ≥ I_2Фэкв.,

где I_2Фэкв. – эквивалентный ток вторичной обмотки трансформатора.

I_2Фэкв.= I_экв∙k_i,

где k_i – коэффициент передачи по току для трёхфазной нулевой схемы, k_i=0,577.

I_2Фэкв.= 17,99∙0,577=10,38А.

14,6А > 10,38А.

Трансформатор проходит по нагреву.

Заключение

 

В проекте произведён расчёт двух систем электропривода. Основные показатели для сравнения представлены в таблице 21.

 

Таблица 26 – Показатели для сравнения систем электропривода

Наименование показателя		Разомкнутая система	Замкнутая система	Единицы  измерения
Жёсткость, β	С грузом	0,562	38,7	Н∙м∙с
	Без груза	5,34	38,7	Н∙м∙с
Статизм поддержания скорости, ∆	С грузом	29,5	0,428	%
	Без груза	1	0,141	%
Устойчивость	С грузом	да	нет	-
	Без груза	да	нет	-
Плавность регулирования скорости, φ	С грузом	1,17	1	-
	Без груза	1,21	1	-
Пусковой ток, Iп. max		67,3	53,32	А

 

Проделанная работа показала достоинства и недостатки разомкнутой и замкнутой систем электропривода. Замкнутая система по статизму поддержания скорости имеет высокий показатель, плавность регулирования скорости максимально возможная в электроприводе. Жёсткость статических характеристик замкнутой системы электропривода высока. По устойчивости разомкнутая система имеет достаточный запас, замкнутая система – неустойчива.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованных источников

 

1. Ключев В.И. Теория электропривода - М.: Энергоиздат, 1985 - 560 с.

2. Вешеневский С.Н. Характеристики двигателей в электроприводе. - М.: Энергия, 1977- 432 с.

3. Справочник конструктора - машиностроителя.  Под редакцией В.И. Анурьева - М:  Машиностроение, 1973.