Теория электропривода

ТЭП задача

Дано:

Напряжение якоря

Струм якоря

Магнитный поток кф=2,2

Сопротивление якоря

Задание

Рассчитать и построить естественную механическую и електромеханическую характеристики.

Опредилить: 1.

Величину добавочного сопротивления, чтобы ток в цепи в режиме короткого замыкания был равен номинальному. 2.

Величину добавочного сопротивления , чтобы в режиме противовключения скорость составила при номинальной нагрузке с активным моментом сопротивления. 3.

Величину пытающего напряжения обеспечуещего в режиме противовключения скорость . 4.

Величину магнитного потока обеспечуещего регулирования магнитного потока скорость в двигательном режиме.

Все характеристики построить на одном графике.

ТЕОРІЯ ЕЛЕКТРОПРИВОДА

КОНТРОЛЬНЕ ЗАВДАННЯ 1

Задача 1.

Механізм приводиться двигуном незалежного збудження серії П.220 В.тип вибрати по останній цифрі шифру із табл.1

НЕОБХІДНО: 1.

Написати повні технічні дані вибраного двигуна, розрахувати пускову діаграму ω=f(М).Відносне значення моменту опору при пуску μ і число ступенів Z вибрати із табл.2 по передостанній цифрі шифру. 2.

Розрахувати, побудувати швидкісні і механічні характеристики, визначити величину змінюючого параметри для випадків:

а)ω=0,6ωн Rд=var;

б)ω=0,6ωн U=var;

в)ω=1,2ωн Ф=var.

ПРИМІТКА: Змінюючий параметр повинен забезпечити указану частоту обертання при моменті опору, заданого в попередньому пункті задачі.

3. Розрахувати, побудувати швидкісну і механічну характеристики при шунтуванні якоря, визначити Rд , який забезпечує жорсткість характеристики удвічі більшу жорсткості характеристики одержаної в пункті 2, і при розрахунковому значенні Rд. Знайти ККД при номінальному моменті.

4. Двигун працює на природній характеристиці при заданому в п.1 моменті опору. Визначити опір і секції противмикання, який забезпечує гальмівний момент, рівний двократному номінальному. Для цих же умов розрахувати опір динамічного гальмування. Розрахувати і побудувати швидкісні і динамічні характеристики.

ПРИМІТКА: Характеристики, одержані в п.п. 2-4, поєднати на окремих графіках ω=(Ι) ω=(M) і дати порівняльну оцінку.

Задача 2

Вантажопідйомний механізм, кінематична схема якого зображена на рис.1 приводиться двигуном постійного струму, з послідовним збудженням. Дані кінематичної схеми приведені в табл.3 і вибираються по останній цифрі шифру.

НЕОБХІДНО:

1. Визначити частоту обертання двигуна, моменти на валах барабана двигуна Для всіх варіантів: ηδ=0.97; η1=η2=0.96

2. Визначити потужність на валу двигуна при підійманні та опусканні повного вантажу, вибрати двигун по каталогу серії ДП і визначити зведений до валу двигуна маховий момент і момент інерції механізму. 3.

Розрахувати і побудувати природну швидкісну і механічну характеристики. 4.

Розрахувати пускові опори двигуна,побудувати пускову діаграму для заданого числа ступенів Z (вибирається по передостанній цифрі

шифру із табл.4). 5.

Розрахувати і побудувати штучні швидкісні і механічні характеристики двигуна для одержаних значень опорів пускового реостата. 6.

Визначити величини опорів, які необхідно увести в коло якоря двигуна для зниження частоти обертання при номінальному моменті опору до ω=0,5ωн і ω=-0,5ωн, а також розрахувати і побудувати швидкісні і механічні характеристики. 7.

Визначити величину додаткового опору, який необхідно увести в коло якоря, щоб при переході в режим динамічного гальмування з самозбудженням гальмівний момент дорівнював двократному номінальному. До переходу в режим динамічного гальмування двигун працював на природній характеристиці при моменті опору, рівному номінальному. 8.

Розрахувати і побудувати механічні характеристики при шунтуванні якоря опором Rш=0.4Rн. Визначити струм мережі Ім, струм шунта Іш та струм якоря Ія при номінальному моменті, споживаючу потужність і потужність втрат в опорах. Знайти ККД при номінальному моменті.

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДО ВИКОНАННЯ ЗАДАЧ 1, 2

Задача 1.

Розрахунок пускового реостату виконується розрахунковим або графічним шляхом згідно /Л1, с.36-40; Л2, с.367-369; Л3,с.72-78; Л7, с.46-55/. При рішенні п.п. 2,3,4 можна скористатися /Л3,с.45; Л1, с. 23-25, 522-524;Л2,с.57-59,197-200,229-335/.

Задача 2.

Для визначення зведенного до валу двигуна моменту опору необхідно скласти рівняння балансу потужності двигун – робоча машина / Л3, с.21-25 /. При рішенні решти пунктів задачі можна скористатися /Л3,с.45-51;Л1, с.23-25,522-524; Л2, с.57-59,197-200, 229-235 /.

КОНТРОЛЬНЕ ЗАВДАННЯ 2

Задача 3

Для механізму з вентиляторним моментом використовується асинхронний двигун з фазним ротором. Момент статичного опору механізма залежить від швидкості і описується рівнянням:

Значення номінального моменту механізму Мнmax і nС вибрати по останній цифрі шифру із табл.5

Коефіціент а вибирається із табл.6 по передостанній цифрі шифру.

НЕОБХІДНО: 1.

Вибрати двигун і виписати його технічні дані. 2.

Розрахувати і побудувати криву ''=f(Мс) і природну харектери- стику, користуючись спрощеною формулою Клоса. 3.

Розрахувати і побудувати пускову діаграму з урахуванням характеру навантаження при числі ступенів Z=4. Розрахувати пускові опори. 4.

Виконати розрахунок і побудову кривої ККД η=f(ω) при вентиляторному характері навантаження і розрахункових значеннях пускового реостату. 5.

Розрахувати і побудувати характеристики асинхронного двигу-

на при зміні напруги, частоти мережі. Дані взяти із табл.7 по передостанній цифрі шифру.

6. Розрахувати і побудувати механічні характеристики асинхрон-ного двигуна в режимі динамічного гальмування для наступних випадків:

а) однакових значеннях опорів ротора Rp=Rpн і двох різних значень постійного струму в обмотці стстора Іп=2Іс.х.; Іп=3Іс.х.

б) при тих же значеннях постійного струму, але при значенні опору, рівному 0.2Rр.н.

Задача 4

Механізм приводиться в рух двома двигунами постійного струму незалежного збудження при жорсткому зв’язку валів, якірні кола яких можуть бути ввімкнені паралельно або послідовно.Технічні дані дані двигунів приведені в табл.8 і вибираються по останній цифрі шифру.

НЕОБХІДНО:

А. ПАРАЛЕЛЬНЕ ВМИКАННЯ ЯКІРНИХ КІЛ ДВИГУНІВ 1.

По паспортним даним двигунів розрахувати і побудувати їх приро- дні характеристики і спільну при роботі на один вал. 2.

В коло якоря одного з двигунів введений додатковий опір Rд=а(Rя+Rд) (коефіціент а вибирається по передостаній цифрі шифру із табл.9),другий працює на природній характеристиці. Побудувати ці характеристики і їх спільну, визначити розподіл струмів і моментів між двигунами при Мс=2Мн графічним і аналітичниим шляхом. Порівняти дані. Що необхідно зробити для рівномірного розподілу навантажень ? 3.

Виконати теж саме, що і в п.2 при умові, що у двигуна, працюючого на природній характеристиці, зменшено магнітний потік на “в”% (коефіціент “в” вибирається із табл.9 по передостанній цифрі шифру). Розподіл струмів і моментів визначити графічно і аналітично для Мс=1.5Мн; Мс=2Мн. В яких режимах при даних моментах навантаження будуть працювати двигуни? Визначити, з якою частотою обертання будуть працювати двигуни при заданих моментах навантаження. Розрахувати відповідні параметри для рівномірного розподілу навантажень. 4.

Таблиця 8 Технічні дані електродвигунів постійного струму серії П 220В 1500 об/хв., 2Р=4 загально промислового виконання. 5.

Для заданого значення Ic=2Iн необхідно одержати частоту обертання ω=0,2ωн трьома способами:

а) введенням додаткового опору в коло якорів двигунів;

б) один двигун працює в двигунному режимі, другий – в режимі динамічного гальмування.

в) один двигун працює в двигунному режимі, другий в режимі противмикання.

Визначити графічним і аналітичним шляхом величини додаткових опорів, які необхідно ввести в якорі обох двигунів, щоб забезпечити їх роботу для вказаних вище висновков.

ПРИМІТКА: Струм якоря двигуна, працюючого в двигунному режимі, вибирається студентом самостійно, щоб було зручно одер-жати необхідний режим.

5. Два асинхронних двигуна з фазним ротором працюють на один вал при жорстокому зв’язку валів (технічні дані двигунів узяти із задачі 3). Необхідно визначити величини додаткових опорів,щоб при роботі одного двигуна в двигуному режимі на характеристиці, у якої Мп=Мкр, а другого – в динамічного гальмування, одержати швидкість ω=0,2ωн, при М=Мн. Виконати графічні побудови.

Б. ПОСЛІДОВНЕ ВМИКАННЯ ЯКОРНІХ КІЛ ДВИГУНІВ

Обидва двигуни працювали на природних характеристиках при Мс=2Мн. У одного із двигунів зменшився магнітеий потік на “в”% (див. Табл.9). Визначити струм якоря Ія, моменти двигунів М1 і М2, напругу на двигунах U1 і U2, швидкість обертання ω. Виконати графічні побудови. Зробити відповідні висновки.

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДО ВИКОНАННЯ ЗАДАЧІ 3, 4

Щоб вирішити задачу, спочатку необхідно скласти схему заміщення для указаних способів вмикання двигунів і на їх основі записати відповідні рівняння.

КОНТРОЛЬНЕ ЗАВДАННЯ 3

Задача 5

Привод механізма виканано по системі генератор – двигун (Г-Д) з тиристорним збудженням (ТЗ), структурна схема якої приведена на рис2. Технічні дані двигуна узяти із табл.8 задачі 4 по останній цифрі шифру.

НЕОБХІДНО: 1.

Розрахувати і вибрати генератор, приводний двигун генератора, тиристорний збудувач, скласти схему заміщення і визначити основні параметри. 2.

Розрахувати і побудувати швидкісні і механічні характеристики в розімкненій і замкненій системах регулювання при наступних зворотних зв’язках (ЗЗ):

а) за швидкістю;

б) за струмом;

в) відсічки за струмом.

Дані для розрахунку характеристик в замкнеій системі регулювання узяти із табл.10 по передостанній цифрі шифру.

3. Розрахувати енергетичні показники в розімкненій системі регулювання при Мс=Мн і побудувати графіки η=f(ω). 3.

Визначити необхідну величину задавальної напруги для одержання номінальної частоти обертання двигуна при Мс=Мн зі зворотним зв’язком:

а) за швидкістю;

б) за струмом.

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ ДО ВИКОНАННЯ ЗАДАЧІ 5

Для побудови характеристик привода необхідно відповідно структурних схем (рис.3) з урахуванням указанних зворотних зв’язків скласти рівняння електричної рівноваги, розв’язати його відносно частоти обертання двигуна ωдв і відповідно заданих умов табл.10 розрахувати і побудувати необхідні характеристики.

НАПРИКЛАД:

Рівняння електричної рівноваги для схеми (рис.3 б) буде мати вигляд:

Рішення даного рівняння відносно частоти обертання ωдв дає вираз швидкісної характеристики привода зі зворотним зв’язком за струмом:

Задача 6

Механізм приводиться двигуном постійного струму з незалежним збудженням. Технічні дані двигунів серії П; 220В; 1000 об/хв; 2р=4; 2а=2 приведені в табл.11 і вибираються по останній цифрі шифру.

Характер моменту навантаження взяти із табл.12 по передостанній цифрі шифру.

НЕОБХІДНО

1. Розрахувати і побудувати криві перехідного процесу ω=f(t); Ія=f(t) без урахування електромагнітної сталої часу Те для наступних випадків:

а) при спуску двигуна без навантаження і з навантаженням Мс= Мн на повну напругу мережі

б) при переході двигуна із двигунного режиму (Мс= Мн) в режим

електродинамічного гальмування з допоміжним опором, дорівнює номінальному;

в) при зміні полярності напруги ивлення на якорі для зазначеного в п.б) допоміжного опору;

г) визначити втрати електроенергії на опорах в якірному колі від початку перехідного процесу до 0.95 усталеного значення.

Задача 1. Вариант 02.

Двигатель П102: Uн=220В nн=750об/мин ηн=86,50% Rдп=0,0146 Ом J=3,00кг•м2 z= 6 (число пус-

Рн=55кВ Iн=285,00 А Rя=0,035 Ом μс=1,00 ковых ступеней)

2. Розрахувати і побудувати криві перехідного процесу ω=f(t); Ія=f(t) з урахуванням електромагнітної сталої часу Те для наступних випадків:

а) при спуску двигуна без навантаження і з навантаженням Мс= Мн на повну напругу мережі;

б) для випадку, коли в момент t=0 до валу двигуна, працюючого в режимі холостого ходу при Мс=0, прикладається момент Мс= Мн.

4. Побудувати криві перехідного процесу, якщо до валу двигуна прикладений момент Мс= М0+ М1 .sin(Ωt) , при (Те=0) в заданий момент часу ''t (початковий стан системи – робота двигуна в режимі холостого ходу). Значення М0, М1, Ω, ''t узяти із табл.13 по останній цифрі шифру.

Задача 7

Навантажувальна діаграма циклічно працюючого механізму приведена на рис.4.

На першій ділянці t1 електропривід рівноприскорено розганяється до кутової швидкості, що дорівнює 0.25ωн, на другій ділянці t2 відбувається також рівноприскорений рух до усталеної кутової швидкості ωн.

На ділянці t3 має місце усталений режим, на ділянці t4 відбувається гальмування привода з постійним уповільненням до повної зупинки. Після паузи t5 робочий цикл повторюється.

Механізм приводиться асинхронним двигуном з фазним ротором. Синхронна частота обертання, величини моментів вибираються із табл.14 по передостанній цифрі шифру.

НЕОБХІДНО:

1. Розрахувати і побудувати швидкісну діаграму ω=f(t) електропривода і визначити режим його роботи у відношенні нагрівання.

2. Визначити необхідну потужність і вибрати асинхронний двигун з фазним ротором:

а) на всіх ділянках діаграми двигун працює з примусовим охолодженням;

б) за час зупинки двигуна система примусового (незалежного) охолодження вимикається;

в) в електроприводі застосовується двигун з самовентиляцією;

3. Перевірити двигун на перевантажувальну здатність.


Способ заказа и контакты