Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Российский государственный профессионально-педагогический университет»

Кафедра автомобилей и подъемно-транспортных машин

Контрольная работа По дисциплине «Электропривод птм»

Студент группы: ЗПМ - 402 С

ФИО:

Шифр зачетной книжки

Проверил

Доцент, кандидат

технических наук Кухаренко Анатолий Иванович

Екатеринбург

2015

Содержание

Введение……………………………………………………………

1. Понятие об электроприводе ………………………………………………

2. Электромеханические свойства двигателей …………………………

2.1.Двигатели постоянного тока ………………………………………

2.2.Асинхронные двигатели ……………………………………………

3. Переходные процессы и нагрузочные диаграммы электропривода ..

4. Выбор двигателей ………………………………………………………….

5. Аппаратура управления и защиты ……………………………………….

6. Управление электроприводами …………………………………………..

7. Электрооборудование кранов …………………………………………….

8. Электрооборудование лифтов …………………………………………….

9. Электрооборудование машин непрерывного транспорта…………….

10. Электрооборудование одноковшовых экскаваторов …………………

Литература…………………………………………………………………….

Введение

1. Понятие об электроприводе

Уравнение движения электропривода

Уравнение движения электропривода должно учитывать все моменты, действующие в переходных режимах.

В общем виде уравнение движения электропривода может быть записано следующим образом:

При положительной скорости уравнение движения электропривода имеет вид

Понятие об установившемся режиме и переходных процессах.

Установившимися называются процессы, при которых напряжения и токи в цепи являются неизменными (постоянными) или синусоидальными периодическими.

Переходным называют процесс в электрической цепи при переходе от одного установившегося режима к другому. Такой процесс возникает, например, при резком изменении сопротивления цепи. Если в электрической цепи имеются только источники ЭДС или тока и активные сопротивления, то переход от одного установившегося режима к другому происходит мгновенно, т. е. без переходного процесса. Возникновение переходного процесса объясняется тем, что в индуктивностях и емкостях цепи энергия не может измениться мгновенно, т. е. скачком. Для того чтобы в цепи с индуктивностью или емкостью токи или напряжения перешли от одного установившегося значения к другому, требуется время.

Нагрузочные диаграммы

Нагрузочными диаграммами электропривода называются зависимости, определяющие его статические и полные нагрузки как функции времени в процессе работы. Соответственно различают два вида нагрузочных диаграмм. Нагрузочной диаграммой исполнительного механизма называется зависимость момента статической нагрузки от времени M_c=f(t), дополненная заданной тахограммой установившихся рабочих скоростей w₃(t). Нагрузочная диаграмма двигателя - зависимость момента двигателя от времени М=f(t), соответствующая известной зависимости текущей скорости электропривода от времени w(t).

Определение приведенного к скорости двигателя момента статического сопротивления Определение приведенного к скорости двигателя момента инерции Механические и скоростные характеристики Регулирование скорости Кратковременно допустимые токи и моменты двигателей

2. Электромеханические свойства двигателей

2.1.Двигатели постоянного тока

Общие сведения

Двигатели с параллельным возбуждением

Двигатели с последовательным возбуждением

Двигатели со смешанным возбуждением

Естественные скоростные и механические характеристики Пуск двигателей Регулирование скорости Тормозные режимы работы двигателей

2.2.Асинхронные двигатели

Общие сведения Естественные механические и скоростные характеристики Пуск асинхронных двигателей Регулирование скорости асинхронных двигателей Тормозные режимы работы асинхронных двигателе

3. Переходные процессы и нагрузочные диаграммы электропривода

Аналитический метод расчета переходных процессов в случае прямолинейной механической характеристики двигателя при М_c = соnst Графоаналитические методы расчета переходных процессов Расчет переходных процессов по среднему моменту Определение пути при переходных процессах Особенности переходных процессов в системе генератор—двигатель. Потери энергии при переходных процессах

4. Выбор двигателей

Нагревание и охлаждение двигателей

При выборе двигателя наиболее важным требованием является недопустимость перегрева.

Нагревание двигателя обусловлено постоянными и переменными потерями энергии в металле проводников силовой цепи (Р = I ²R), в стали магнитной системы, подшипниках, а также потерями на вентиляцию и добавочными потерями.

Общие потери в ЭД, обусловливающие его нагрев, определяются зависимостью 𝜂.

 (4.1)

где Р – полезная мощность на валу двигателя;

𝜂 - КПД машины при данной нагрузке.

Учет всех тепловых процессов, происходящих в двигателе при нагреве, сложен. Для упрощения расчетов двигатель рассматривают как однородное тело с бесконечно большой теплопроводностью, т.е. температура двигателя во всех его точках принимается одинаковой.

При прохождении тока тепловая энергия, выделяющаяся в двигателе вследствие потерь в начальный период нагревания, расходуется, главным образом, на превышение температуры отдельных его частей над температурой окружающей среды.

Начиная с того момента, когда количество тепловой энергии, выделяемой ЭД в единицу времени, станет равным количеству тепловой энергии, рассеиваемой за то же время во внешнюю среду, температура ЭД будет сохраняться практически постоянной. Эту температуру называют установившейся.

Уравнение теплового баланса ЭД имеет вид:

Qdt = A 𝜏 dt + Сd 𝜏 (а) (4.2)

где Q - количество теплоты (мощность потерь в двигателе), выделяемое двигателем в единицу времени Дж/сек;

А – теплоотдача двигателя – количество теплоты, отдаваемое двигателем в охлаждающую среду в единицу времени при разности температур в 1⁰С, Дж/(сек⁰С);

𝜏- превышение температуры двигателя над температурой окружающей среды, ⁰С.

𝜏 =v_д - v_с, где v_д - температура двигателя, v_с – температура среды;

С – теплоемкость двигателя – количество теплоты, необходимое для повышения температуры двигателя на 1⁰С, Дж/(сек⁰С).

Разделив члены уравнения (а ) на Аdt, получим

 = 𝜏 +   или 𝜏 + Тн   = 𝜏_у, (б) (4.3)

где Т_{н =} С/А (сек) – постоянная времени нагрева двигателя – время, в течение которого превышение температуры от 𝜏 = 0 достигло бы установившегося значения при Q = const и отсутствия теплоотдачи в окружающую среду. Решение уравнения (б) будет:

𝜏 = 𝜏_y (1 – e^-t/Tн )+ 𝜏 ₀e^-t/Tн , (4.4)

где 𝜏_y и 𝜏₀ - соответственно конечное (установившееся) и начальное значения превышения температуры двигателя над температурой окружающей среды, если 𝜏₀ = 0 , то 𝜏 = 𝜏_y (1 – e^-t/Tн ) . (4.5)

Кривые нагрева двигателя согласно уравнениям (4.4-4.5) имеют вид

Рисунок 4.1 – Кривые нагрева двигателя

 

1 – кривая для 𝜏₀ >0;

2 – кривая для 𝜏₀ =0, при одной и той же нагрузке Q ₁.

3 – для уменьшенной нагрузки (𝜏₀ =0).

Если двигатель будет нагружен меньше Q ₂< Q ₁ , то этому случаю отвечает кривая 3 при 𝜏₀ =0.

Отрезок, заключенный между вертикалью из точки касания А и осью 𝜏 , равен постоянной времени нагрева Т_н . За время Т_н превышение температуры двигателя достигнет 𝜏 = 0,632 , что следует из ( 4.5 ) при t = Т_н.

Как следует из (4.4,4.5), время нагрева двигателя до установившегося режима => ∞. Практически нагрев двигателя можно считать законченным, когда превышение его температуры достигнет значения (0.095 – 0.98) 𝜏_у, что соответствует времени 3-4 Т_н.

Уравнение (4.4) справедливо и для режима охлаждения. Изменяются только конечные и начальные условия. Кривые, отображающие процесс охлаждения, имеют вид (смотри рисунок 4.2)

Рисунок 4.2 – Кривые охлаждения двигателя

 

Здесь кривая 1 соответствует уменьшению нагрузки, 2 и 3 – отключению двигателя от сети.

Общие положения о выборе мощности двигателей

Выбор мощности двигателей продолжительного режима работы Выбор мощности двигателей кратковременного режима работы Выбор мощности двигателей повторнократковременного режима работы