МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРА
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТВТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова»
РАСЧЕТ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПУСКОМ И ТОРМОЖЕНИЕМ ДВИГАТЕЛЕЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ПРАКТИЧЕСКИМ ЗАНЯТИЯМ ДЛЯ СТУДЕНТОВ ПО ПРОФИЛЮ ПОДГОТОВКИ «УПРАВЛЕНИЕ И ИНФОРМАТИКА В ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ» ВСЕХ ФОРМ ОБУЧЕНИЯ
ЧЕБОКСАРЫ 2011
СОДЕРЖАНИЕ
2. ВЫБОР ДВИГАТЕЛей 6
2.1. Проверка двигателей по тепловому режиму методом средних потерь 7
2.2. Проверка двигателей методом эквивалентного тока 8
2.3. Проверка двигателей методом эквивалентного момента. 9
2.4 Проверка двигателей методом эквивалентной мощности. 10
3. РАСЧЁТ ПУСКОВОГО РЕЖИМА 10
3.1. Определение числа пусковых ступеней двигателей 10
3.1.1. Определение числа пусковых ступеней асинхронных двигателей с фазным ротором 11
3.1.2. Расчет сопротивлений пусковых резисторов 13
3.2. Построение механических характеристик в пусковом режиме 14
4. РАСЧЕТ РЕЖИМОВ ТОРМОЖЕНИЯ 14
4.1. Расчет сопротивлений резисторов торможения 14
4.2. Построение механических характеристик двигателей в режимах торможения 15
5. СХАМА УПРАВЛЕНИЯ 15
6. РАСЧЕТ ПРЕРХОДНЫХ РЕЖИМОВ 15
6.1. Расчет переходного процесса в электроприводах с асинхронными двигателями 16
6.2. Расчет времени переходного процесса 20
7. ВЫБОР ПУСКОВЫХ И ТОРМОЗНЫХ РЕЗИСТОРОВ 21
РЕКОМАНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА 22
ПРИЛОЖЕНИЯ 22
1. Задание
Механизм, для которого разрабатывается электропривод работает в продолжительном режиме с переменной нагрузкой (мощностью) на валу. Моменты времени, при которых мощность на валу изменяется, для всех вариантов приведены в таблице 1. Зависимость мощности на валу механизма от времени для различных вариантов приведены в таблицах.2 и 3. На рис. 1 показан один из возможных вариантов графика изменения мощности на валу механизма, позволяющий установить соответствие между моментами времени (табл. 1) и мощностями в (табл. 2).
Таблица 1
Моменты времени, при которых мощность на валу механизма
изменяется.
┌──────────────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┬─────┐
│ Время │ t1, │t2, │t3, │t4, │t5, │t6, │
│ │ мин │мин │мин │мин │мин │мин │
├──────────────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┼─────┤
│ Для │ │ │ │ │ │ │
│всех вариантов│ 43 │73 │97 │157 │186 │260 │
└──────────────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┴─────┘
Таблица.2.
Варианты задания для электропривода с асинхронными двигателями
┌───┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬────┐
│Вар│ Pc1,│ Pc2, │ Pc3, │ Pc4,│ Pc5,│ Pc6,│n, │
│ │ кВт │ кВт │ кВт │ кВт │ кВт │ кВт │об/ │
│ │ │ │ │ │ │ │мин │
├───┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼────┤
│ 1 │ 2.52│ 3.61│ 4.51│ 1.80│ 3.73│ 1.46│730 │
│ 2 │ 2.94│ 4.21│ 5.26│ 2.11│ 4.36│ 1.71│730 │
│ 3 │ 3.36│ 4.81│ 6.02│ 2.41│ 4.98│ 1.95│945 │
│ 4 │ 3.78│ 5.42│ 6.77│ 2.71│ 5.60│ 2.20│730 │
│ 5 │ 4.03│ 5.78│ 7.22│ 2.89│ 5.98│ 2.34│730 │
│ 6 │ 4.20│ 6.02│ 7.52│ 3.01│ 6.22│ 2.44│945 │
│ 7 │ 4.62│ 6.62│ 8.27│ 3.31│ 6.85│ 2.68│1450│
│ 8 │ 5.04│ 7.22│ 9.02│ 3.61│ 7.47│ 2.93│730 │
│ 9 │ 5.46│ 7.82│ 9.78│ 3.91│ 8.09│ 3.17│945 │
│ 10│ 5.88│ 8.42│ 10.53│ 4.21│ 8.71│ 3.41│945 │
│ 11│ 6.30│ 9.02│ 11.28│ 4.51│ 9.34│ 3.66│1450│
│ 12│ 7.56│ 10.83│ 13.54│ 5.42│ 11.20│ 4.39│945 │
│ 13│ 8.40│ 12.03│ 15.04│ 6.02│ 12.45│ 4.88│1450│
│ 14│ 8.82│ 12.63│ 15.79│ 6.32│ 13.07│ 5.12│730 │
│ 15│ 9.23│ 13.24│ 16.55│ 6.62│ 13.69│ 5.37│1450│
│ 16│ 10.07│ 14.44│ 18.05│ 7.22│ 14.94│ 5.85│945 │
│ 17│ 10.91│ 15.64│ 19.55│ 7.82│ 16.18│ 6.34│945 │
│ 18│ 11.33│ 16.24│ 20.31│ 8.12│ 16.81│ 6.59│730 │
│ 19│ 11.75│ 16.85│ 21.06│ 8.42│ 17.43│ 6.83│1450│
│ 20│ 12.59│ 18.05│ 22.56│ 9.02│ 18.67│ 7.32│730 │
│ 21│ 13.43│ 19.25│ 24.07│ 9.63│ 19.92│ 7.81│945 │
│ 22│ 14.27│ 20.46│ 25.57│ 10.23│ 21.16│ 8.29│1450│
│ 23│ 15.11│ 21.66│ 27.07│ 10.83│ 22.41│ 8.78│1450│
│ 24│ 15.28│ 21.90│ 27.38│ 10.95│ 22.66│ 8.88│730 │
│ 25│ 15.53│ 22.26│ 27.83│ 11.13│ 23.03│ 9.02│730 │
│ 26│ 15.95│ 22.86│ 28.58│ 11.43│ 23.65│ 9.27│730 │
│ 27│ 16.79│ 24.07│ 30.08│ 12.03│ 24.90│ 9.76│730 │
│ 28│ 17.21│ 24.67│ 30.84│ 12.33│ 25.52│ 10.01│945 │
│ 29│ 17.63│ 25.27│ 31.59│ 12.63│ 26.14│ 10.24│945 │
│ 30│ 18.05│ 25.87│ 32.34│ 12.94│ 26.76│ 10.49│1450│
│ 31│ 18.47│ 26.47│ 33.09│ 13.24│ 27.39│ 10.73│1450│
│ 32│ 20.15│ 28.88│ 36.10│ 14.44│ 29.88│ 11.71│730 │
│ 33│ 20.99│ 30.08│ 37.60│ 15.04│ 31.12│ 12.20│730 │
│ 34│ 21.83│ 31.29│ 39.11│ 15.64│ 32.37│ 12.68│945 │
│ 35│ 22.67│ 32.49│ 40.61│ 16.24│ 33.61│ 13.17│945 │
│ 36│ 23.51│ 33.69│ 42.12│ 16.85│ 34.86│ 13.66│1450│
│ 37│ 24.35│ 34.90│ 43.62│ 17.45│ 36.10│ 14.15│1450│
│ 38│ 26.87│ 38.51│ 48.13│ 19.25│ 39.83│ 15.61│730 │
│ 39│ 27.70│ 39.71│ 49.64│ 19.85│ 41.08│ 16.10│730 │
│ 40│ 28.54│ 40.91│ 51.14│ 20.46│ 42.32│ 16.59│945 │
│ 41│ 29.38│ 42.12│ 52.65│ 21.06│ 43.57│ 17.07│945 │
│ 42│ 30.22│ 43.32│ 54.15│ 21.66│ 44.81│ 17.56│1450│
│ 43│ 31.06│ 44.52│ 55.65│ 22.26│ 46.06│ 18.05│1450│
│ 44│ 34.42│ 49.34│ 61.67│ 24.67│ 51.04│ 20.00│730 │
│ 45│ 35.26│ 50.54│ 63.17│ 25.27│ 52.28│ 20.49│945 │
│ 46│ 36.10│ 51.74│ 64.68│ 25.87│ 53.53│ 20.98│945 │
│ 47│ 36.94│ 52.95│ 66.18│ 26.47│ 54.77│ 21.46│1450│
└───┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴────┘
┌───┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬──────┬────┐
│Вар│ Pc1,│ Pc2, │ Pc3, │ Pc4,│ Pc5,│ Pc6,│n, │
│ │ кВт │ кВт │ кВт │ кВт │ кВт │ кВт │об/ │
│ │ │ │ │ │ │ │мин │
├───┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼──────┼────┤
│ 48│ 37.78│ 54.15│ 67.69│ 27.07│ 56.02│ 21.95│1450│
│ 49│ 42.82│ 61.37│ 76.71│ 30.69│ 63.49│ 24.88│730 │
│ 50│ 43.66│ 62.57│ 78.22│ 31.29│ 64.73│ 25.37│945 │
│ 51│ 44.50│ 63.78│ 79.72│ 31.89│ 65.98│ 25.86│1450│
│ 52│ 45.33│ 64.98│ 81.22│ 32.49│ 67.22│ 26.34│1450│
│ 53│ 61.29│ 87.84│109.80│ 43.92│ 90.87│ 35.61│730 │
│ 54│ 62.13│ 89.05│111.31│ 44.52│ 92.12│ 36.10│945 │
│ 55│ 62.97│ 90.25│112.81│ 45.12│ 93.36│ 36.59│1450│
│ 56│ 73.04│104.69│130.86│ 52.34│108.30│ 42.44│730 │
│ 57│ 73.88│105.89│132.37│ 52.95│109.54│ 42.93│945 │
│ 58│ 75.56│108.30│135.37│ 54.15│112.03│ 43.91│1450│
│ 59│ 86.47│123.94│154.93│ 61.97│128.22│ 50.25│730 │
│ 60│ 88.15│126.35│157.94│ 63.17│130.71│ 51.22│945 │
│ 61│ 92.35│132.37│165.46│ 66.18│136.93│ 53.66│1450│
│ 62│109.14│156.43│195.54│ 78.22│161.83│ 63.42│730 │
│ 63│109.98│157.64│197.05│ 78.82│163.07│ 63.91│945 │
│ 64│110.82│158.84│198.55│ 79.42│164.32│ 64.39│1450│
│ 65│130.13│186.52│233.15│ 93.26│192.95│ 75.61│730 │
│ 66│131.81│188.92│236.15│ 94.46│195.44│ 76.59│945 │
│ 67│134.33│192.53│240.67│ 96.27│199.17│ 78.05│1450│
│ 68│163.71│234.65│293.31│117.32│242.74│ 95.13│730 │
│ 69│165.39│237.06│296.32│118.53│245.23│ 96.10│945 │
│ 70│167.91│240.67│300.83│120.33│248.97│ 97.57│1450│
│ 71│205.69│294.82│368.52│147.41│304.98│119.52│945 │
│ 72│207.37│297.22│371.53│148.61│307.47│120.50│1450│
│ 73│209.88│300.83│376.04│150.42│311.21│121.96│1450│
│ 74│264.45│379.05│473.81│189.52│392.12│153.67│1450│
│ 75│335.81│481.33│601.67│240.67│497.93│195.14│1450│
└───┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴──────┴────┘
На практических занятиях каждому студенту для своего варианта необходимо разработать следующие вопросы:
1. Выбрать двигатель для заданного графика нагрузки.
2. Рассчитать сопротивления пусковых резисторов.
3. Рассчитать сопротивление резистора для режима торможения.
4. Разработать схему автоматического управления пуском и торможением двигателя.
5. Рассчитать переходной процесс при пуске и торможении двигателя.
6. Выбрать пусковые и тормозные резисторы.