20

Міністерство освіти і науки України

Харківський національний університет міського господарства ім. О.М.Бекетова

Кафедра Електричного транспорту

КУРСОВА РОБОТА

На тему : «РОЗРАХУНОК ТА АНАЛІЗ ПЕРЕХІДНИХ ПРОЦЕСІВ У ЕЛЕКТРОПРИВОДІ СИСТЕМИ «Г-Д»»

Варіант №13

Виконала: Студент 5 курсу

Групи М СТ2016-1

Чубенко В. В.

Перевірив:

Доц.,к.т.н. Петренко О.М.

Харків 2016

Зміст

Вступ	3
Вихідні дані	4
1.Дослідження системи генератор – двигун (Д–Г). Опис схеми Г–Д	5
2. Вибір генератора і його приводного асинхронного двигуна	6
3. Розрахунок і побудова статичних характеристик приводу Г–Д	9
4. Визначення динамічних параметрів електроприводу	12
5. Визначення коефіцієнта форсування	15
6. Розрахунок опору резисторів у колі обмотки збудження генератора	16
Висновок
Список використаних джерел	21

Вступ

Основним завданням автоматизованого електроприводу є автоматичне регулювання заданих параметрів електроприводу або забезпечення необхідної функції зміни заданих кординат.

Автоматичне регулювання в динамічному режимі виконується за допомогою регулятора. Завданням регулятора є компенсація впливу інерційних елементів системи. В інерційних елементах системи запасається енергія, вони характеризуються відповідними постійними часу Т, що визначають в системі вплив тієї чи іншої інерційності. Постійні часу визначають час перехідного процесу, а також час регулювання величини і швидкодію системи.

Основними методами аналізу систем автоматизованого електроприводу є методи теорії автоматичного управління (ТАУ). Як об'єкт регулювання розглядають приводи, що зведені до одномасової системи (жорсткої механічної ланки) з лінійною або лінеаризованою характеристикою двигуна.

Вихідні дані:

Тип двигуна : Д21

• номінальна потужність Р_н = 5,5 кВт;

• номінальна напругаU _н = 230, В;

• номінальний струм I _н = 31 А;

• номінальна частота обертання n_н = 1440 об/хв;

• опір двигуна R_a+ R_дп = 0,531 Ом;

• число полюсів двигуна 2р =4;

• тип обмотки якоря, визначуваний числом її паралельних гілок, 2а=2;

• число витків полюса обмотки збудження W_цар = 850;

• число активних провідників якірної обмотки, N = 690;

• момент інерції якоря Jд = 0,13 кг×м²;

• коефіцієнт інерції приводу K_J =1,2;

• коефіцієнт навантаження приводу Kз=0,6.

1. Дослідження системи генератор – двигун (д–г). Опис схеми г–д

Схема управління і силова частина системи генератор – двигун (рис. 1) передбачає дві робочі швидкості обертання двигуна М1: основну (номінальну) w_н і допоміжну, рівну 0,5w_н . Управління системою здійснюється за допомогою командоапарату S5, що має п'ять положень. У положенні 1 двигун М1 працює на головній характеристиці; переведення командоапарату S5 в положення 2 забезпечує обертання двигуна на допоміжній швидкості.

У положенні 3 обмотку збудження генератора LG1.2 відключено. У положеннях 4 і 5 двигун М1 обертається в протилежному напрямі (реверс) відповідно із швидкістю 0,5 w_н та w_н При номінальній швидкості обертання електродвигуна М1 в коло збудження генератора LG1.2 вводяться резистори R1 і R2 при допоміжній швидкості – R1, R2, R3. Пуск електродвигуна здійснюється з форсуванням збудження генератора шляхом закорочування на час перехідного процесу резисторів R2 і R3 контактами контактора К5. Виключення форсування виконується за допомогою реле напруги К6 і К7, підключених на шини генера-тора G1 і налаштованих на напругу, відповідну значенню вибраної швидкості двигуна. Зупинка електродвигуна відбувається при переміщенні командоапарату в положення 3, при цьому зменшення енергії магнітного поля збудження генера-тора відбувається в контурі "обмотка збудження LG1.2 - розрядний резистор R4".

Схема забезпечує захист електроприводу від:

• зниження струму збудження двигуна більше ніж допустимий за допомогою реле переривання поля К9;

• перевищення напруги генератора більше допустимого значення - реле К8;

• захист за максимальним струмом - реле К11;

• нульовий захист (від самозапуску після короткочасного зникнення напру-ги) - реле К1.

Всі реле захисту діють на реле нульового захисту, яке вимикає обмотку збудження генератора.

2. Вибір генератора і його приводного асинхронного двигуна

Вибір генератора проводять за номінальними даними двигуна, при цьому номінальна напруга генератора повинна дещо (на 5%) перевищувати номі-нальну напругу двигуна, а номінальний струм генератора повинен бути більше номінального струму двигуна.

Технічні дані генераторів і їх характеристики намагнічення обраного генератора П62 в таблиці 2.1.

Таблиця 2.1 – Технічні дані обраного генератора

Тип генератора	I н	wя	Rя	wзп	Rзп	wзн	Rзн
	А	-	Ом	-	Ом	-	Ом
П102	478	138	0,0095	2	0,00105	850	32,9

де I _н – номінальний струм;

R_я , w_я - опір й число витків обмотки якоря;

R_зп , w_зп - опір й число витків на полюсі обмотки послідовного збудження;

R_зн , w_зн - опір й число витків на полюсі обмотки незалежного збудження;

U _н =230 В;

n_н =1450 об/хв;

2р=4;

2а=2.

Дані для побудови кривих намагнічення генератора в таблиці 2.2.

Таблиця 2.2 – Дані для побудови кривої намагнічування генератора

П102	F, A	800	1600	2400	3200	4000	5600	7200
	Ф, Вб	0,0085	0,0167	0,024	0,0305	0,034	0,0385	0,041

Будуємо характеристику намагнічування генератора за допомогою програми Excel. Характеристика зображена на рисунке 2.1.

Розраховуємо і будуємо характеристику холостого ходу генератора Е_г = f (I _вг ) за номінальної швидкості обертання генератора w_{г =} w_гн. ЕРС генератора визначається з кривої його намагнічування:

E_г = k_г w_г Ф_г; (2.1)

де k_г – конструктивний коефіцієнт;

Ф_г – потік збудження, Вб;

w_г – кутова швидкість обертання, рад/с.

(2.2)

де Wя – число витків обмотки якоря генератора;

р – число пар полюсів збудження;

а – число паралельних гілок обмотки якоря.

Струм збудження генератора:

(2.3)

де F – намагнічуюча сила, А;

Wоз – число витків обмотки збудження генератора.

E_г =

подальші результати розрахунку та E_г приведені в таблиці 2.3, що розрахована в програмі Excel. Графік Е_г = f (I _вг ) приведений на рис. 2.2.

Таблиця 2.2 – Результати розрахунків струму і ЕРС збудження генератора

Iвг, А	0	0,94	1,88	2,82	3,76	4,71	6,59	8,47
Eг, В	0	113,41	222,83	320,23	406,96	453,66	513,70	547,06