Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Пермский национальный исследовательский политехнический университет»

Кафедра микропроцессорных средств автоматизации

МЕТОДИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО К ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРИВОД»

На тему (по вариантам):

«Проектирование регулируемого электропривода с двигателем постоянного тока в системе генератор – двигатель (Г-Д)»

«Проектирование регулируемого электропривода с двигателем постоянного тока в системе тиристорный преобразователь – двигатель (ТП-Д) »

«Проектирование регулируемого электропривода с двигателем переменного тока в системе преобразователь частоты – асинхронный двигатель (ПЧ-АД) »

Пермь, 2017

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

1. ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЙ ПРОЕКТ 4

2. ОФОРМЛЕНИЕ РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ И ГРАФИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА 6

3. ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА 9

3.1 Тахограмма рабочей машины 9

3.2 Механическая характеристика механизма 9

3.3 Нагрузочная диаграмма механизма 9

3.4 Расчет мощности приводного двигателя 9

3.5 Выбор приводного двигателя и редуктора 10

3.6 Расчет и выбор управляемого преобразователя 12

3.7 Тахограмма работы двигателя 14

3.8 Расчет моментов сопротивления приведенных к валу механизма 14

3.9 Выбор режимов работы электропривода 15

3.10 Расчет статических механических характеристик 17

3.11 Проверка выбранного двигателя по нагреву 26

3.12 Расчет потерь энергии и энергетических показателей в установившихся режимах работы 27

4. ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ СХЕМЫ СИЛОВОЙ ЧАСТИ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА 33

ПРИЛОЖЕНИЕ 41

Введение

Целью курсового проекта является детальный расчет регулируемого электропривода производственной установки с двигателем постоянного и переменного тока в системах Г-Д, ТП-Д, ПЧ-АД.

Предполагается, что при его выполнении студенты должны овладеть определенными навыками анализа данных о режимах нагрузки, построения нагрузочных диаграмм механизма, научиться правильно выбирать электрические машины и преобразовательные устройства с учетом требований технологического процесса, рассчитывать параметры и выбирать элементы заданной системы электропривода, оценивать энергетические показатели спроектированной системы.

Данный курсовой проект отражает механику электромеханических систем Г-Д, ТП-Д, ПЧ-АД и электромеханические свойства двигателя и представляется в виде расчетно-пояснительной записки, включающей в себя заданные и расчетные графики, диаграммы, тип выбранного двигателя и преобразователя, характеристики системы электропривода, а также принципиальную и структурную схему спроектированной системы.

В ней приводятся все необходимые расчеты (мощности приводного двигателя по заданной тахограмме и механической характеристике механизма, выбор двигателя и преобразовательного устройства, расчет и построение механических характеристик электропривода, расчет энергетики).

Выполненный курсовой проект студент представляет руководителю для проверки. После проверки студенту сообщается о возможности допуска к защите. При наличии грубых ошибок работа возвращается студенту для их исправления или переделки работы в целом. Вариант и система электропривода задается руководителем курсового проекта.

С целью экономии времени студента при поиске сведений об основных технических данных двигателей и преобразователей в конце методических указаний приведены таблицы с этими данными.

1. Задание на курсовой проект

Исходные данные для проектирования представлены в таблице. В ней приведены варианты тахогаммы, по которой работает механизм и которая составляет повторяющийся цикл работы. Здесь , , – скорости механизма в установившихся режимах; t₁, t₂, t₃ – время работы механизма с установившейся скоростью (сюда не входит время переходных процессов пуска, торможения, изменения скорости); t₁ – время паузы.

Таблица 1 Исходные данные рабочей машины

Номер варианта тахо-граммы				,c	,c	,с	, с	Номер варианта механической характеристики рабочей машины	Законы изменения момента сопротивления рабочей машины , Н*м	Моменты инерции рабочей машины в долях от момента инерции двигателя, кг*м2
0	10	15	5	20	10	10	75	0	1000	4,5
1	15	-2	5	30	15	15	75	1	1600 - 40*(ω)	3,5
2	20	-10	-2	10	30	10	40	2	2000	7,0
3	25	20	-5	15	10	45	70	3	600 + 50*(ω)	6,0
4	20	15	4	10	20	60	110	4	1500	4,5
5	15	-10	2	50	30	30	70	5	2500 - 60*(ω)	4,0
6	10	-20	-3	80	75	25	95	6	800+10*(ω)	3,0
7	25	10	-5	10	40	30	65	7	500+20*(ω)	4,5
8	15	8	-3	15	10	5	30	8	40*(ω)	5,0
9	20	-10	2	180	20	20	180	9	800	6,0

В этой же таблице приведены варианты механических характеристик рабочей машины, причем закон изменения момента сопротивления (нагрузки) механизма задан в виде уравнения. Здесь же указаны значения момента инерции механизма в долях от момента инерции выбранного приводного двигателя.

Характер момента сопротивления – реактивный, режим работы повторно-кратковременный.

Варианты тахограммы и механической характеристики рабочей машины студентам дневной и заочной формы обучения выдается руководителем работы.

Согласно заданию необходимо:

1) Построить тахограмму рабочей машины за цикл работы и определить расчетную продолжительность включения ПВ%_расч.

2) Построить механическую характеристику рабочей машины.

3) Построить нагрузочную диаграмму рабочей машины.

4) Определить требуемую мощность двигателя.

5) Выбрать электродвигатель по мощности и определить передаточное отношение редуктора между двигателем и рабочей машиной.

6) Выбрать управляемый преобразователь.

7) Построить тахограмму работы двигателя .

8) Рассчитать приведенные к валу двигателя моменты статического сопротивления , рабочей машины и построить зависимость .

9) Обосновать способы пуска, регулирования скорости и торможения (остановки) электропривода.

10) Рассчитать и построить статические механические характеристики системы электропривода, соответствующие заданным установившимся скоростям, на которых двигатель должен работать в течение цикла.

11) Проверить предварительно выбранный двигатель методом средних потерь.

12) Рассчитать энергетику спроектированной системы электропривода в установившихся режимах работы за цикл работы и за год.

13) Изобразить принципиальную (функциональную) и структурные схемы разомкнутой и замкнутой системы электропривода на листах формата А4 со штампом.