Задание на курсовой проект.

Вариант 159

Регулируемая координата	Скорость
Тип системы	С модальным регулятором скорости
Режим работы	реверсивный
Вид механизма	двухмассовый
12, с-1	65
	5
12	0,2
МС.М.МАКС, НМ	600
 М.МАКС с-2	4
М.МАКС, с-1	25
D	25
С , угл. мин или %	4
Д , угл. мин или %	10
tП , с	1,5
 , %	30

1. Расчет и выбор силовых элементов эп

1.1 Выбор электродвигателя

Выбор двигателя ориентировочно выбирается по мощности:

Р_Н  k_з М_{С.М.МАКС} _М.МАКС

где k_з = 3 – коэффициент, учитывающий требования к динамическим характеристикам ЭП (меньшему времени переходного процесса соответствует большее значение коэффициента).

М_{С.М.МАКС} = 600 НМ - момент статического сопротивления механизма.

_М.МАКС = 25 с^-1 - максимальная угловая скорость механизма.

Р_н= 600*25*3 = 45000= 45кВт

Принимаем двигатель серии 2ПН-200LУ4

Передаточное число редуктора

j_P=ω_н/ω_м.мах

где ω_н =0,1045*n_н=0,1045*2360=247 с^-1 - номинальная угловая скорость двигателя.

j_P= 247/25 = 9,88

Максимальное ускорение вала двигателя:

ε_max = ε_м.макс*j_p

где  _М.МАКС =4 с^-2 - максимальное угловое ускорение механизма.

ε_max = 4*9,88 = 39,52 c^-2

Суммарный момент инерции двигателя с редуктором:

J₁=J_д+J_Р=J_д+0,1* J_д

где J_Д = 0,017 - соответственно моменты инерции двигателя.

J₁=0,3+0,1*0,3=0,33 кг*м²

Суммарный момент инерции электропривода:

J = γ*J₁

где  = 5 - коэффициент соотношения масс.

J = 5*0,33 = 1,65 кг*м²

Приведенный к валу двигателя момент сопротивления нагрузки:

М_с=М_{с.м.макс}/(η_Р*j_P)

где η_Р = 0,93 – КПД редуктора.

М_с =600/(0,93*9,88)=65,3 Н*м

Номинальный момент двигателя М_н =P_н/ω_н=53000/247=214,6 Н*м.

Для проверки выбранного двигателя определяют эквивалентный момент:

М_э < М_н

Эквивалентный момент не превышает номинальный момент двигателя. Следовательно, двигатель выбран верно.

Затем надо определить сопротивление Rяд якорной цепи выбранного двигателя при 75 °С, а также его номинальный ток якоря I_ЯН, если они не указаны в паспортных данных:

R_яд = 1,3 (г_я+ г_дп)=1,3*(0,055+0,037)=0,1196 Ом

Из паспортных данных имеем:

• номинальный ток якоря:

• Индуктивности якорной цепи:

1.2 Выбор тиристорного преобразователя с токоограничивающим реактором.

К выбранному двигателю необходимо выбрать тиристорный преобразователь (ТП) в соответствии с заданным режимом работы ЭП, с номинальным выпрямленным током I_d.H  I _Я.Н (I_d.H  131 А) и номинальным выпрямленным напряжением U_d.H  U_Н (U_d.H  440 В). Если нужен реверсивный ТП, то лучше выбрать преобразователь с раздельным управлением.

Технические характеристики тиристорного преобразователя

Тип преобразователя	Udн, В	Idн, А	Idмакс, А
АТЕР3-200/460	460	200	400

Так как номинальное напряжение выбранного двигателя = 440В, то трехфазной мостовой схемы подключение преобразователя к сети осуществляется через токоограничивающий реактор.

Ток через фазу ТОР определяется по формуле:

I_ТОР.Ф = k_I I_Я.Н.

где k_I –0,815 для трехфазных мостовых схем выпрямления.

I_{ТОР.Ф=0,815*131=106,7}

Тип реактора	Номинальный ток IТОР.Ф, А	Индуктивность фазы Lтор.ф, мГн	Сопротивление Rтор.ф, Ом
РСТ-165-0,25УЗ	165	0,25	0,0171

.

Далее необходимо определить эквивалентные индуктивность L_ТП и сопротивление R_ТП преобразователя.

Эквивалентная индуктивность преобразователя:

L_ТП = k L_ТОР.Ф.=2*0,25=0,5 мГн

Эквивалентное сопротивление преобразователя:

R_ТП = k R_ТОР.Ф. + R_Т +R_К=2*0,0171+0,0069+0,15=0,1911 Ом

Здесь k = 2 для трехфазных мостовых схем

R_Т = (0,2…0,3) q  U_Т/I _AТ – динамическое сопротивление тиристоров, Ом;

R_Т=2*0,6/(0,33*131)=0,0069 Ом

 U_Т = (0,5…0,8) – прямое падение напряжения на тиристоре, В;

q – количество одновременно проводящих тиристоров (2 для мостовых схем выпрямления);

I _AТ – среднее значение анодного тока тиристора, А (0,33 I_Я.Н. для трехфазных схем)

R_К = m f_C L_ТП– сопротивление, обусловленное коммутацией анодных токов фаз, Ом

R_К=6*50*0,0005=0,15 Ом

m – число пульсаций выпрямленного напряжения за период сетевого (6 для трехфазных мостовых схем).