учёба / Электропривод / Eliektroprivod_Ch1_kurs_dipl__proiekt_AEF

1.6Методические указания к разделу 4 задания:

“РАСЧЕТ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ”

∙ К пункту 4.1 “Определение электромеханической постоянной времени”

Различают два значения электромеханической постоянной времени для асинхронных электродвигателей: 1)TМ.Н. – на рабочем участке механической характеристики (момент от нуля до номинального); 2) TМ.ПУСК – на пусковом участке электромеханической характеристики (момент от пускового до номинального). Они находятся по формулам:

где Jпр - приведенный момент инерции электропривода, кг × м2 ;

ω0 - синхронная скорость электромагнитного поля электродвигателя, рад/с; Sн - номинальное скольжение ротора, о.е;

Мн - номинальный момент электродвигателя, Н × м .

где Sмакс - максимальное (критическое) скольжение ротора, о.е;

М макс - максимальный (критический) момент электродвигателя, Н × м;

М макс = Мн × μмакс , где Мн - номинальный момент, Н × м ; μмакс - кратность максимального (критического) момента, о.е.

Знание TМ.ПУСК позволяет оценить время пуска без нагрузки электродвигателя до номинальной скорости: tn.xx ³ 3Tм.пуск .

∙ К пункту 4.2 “Обоснование способа пуска и торможения

электропривода”

В приводах с односкоростными асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором может быть прямой пуск и пуск с переключением обмоток со схемы звезда на схему-треугольник в сети 380В.

Последний способ пригоден только для электродвигателей с высотой оси вращения 132мм и более при ω0 = 314 рад / с и ω0 =157 рад / с , а также для

электродвигателей с высотой оси вращения 160мм и более при ω0 =104,5 рад / с и ω0 = 78,5 рад / с. Эти электродвигатели имеют мощность

11кВт и выше.

Если в приводе выбран двухскоростной электродвигатель, то пуск его на высшую скорость производится через низшую. Такой прием позволяет уменьшить потери энергии при пуске, следовательно, и нагрев двигателя. Кроме того, в сети будут меньшие пусковые токи, что благоприятно сказывается на работе другого электрооборудования.

Электрическое торможение применяют в случаях, когда требуется быстро и точно остановить электропривод. Иногда применяют электрическое

31

торможение для повышение производительности труда, например, на деревообрабатывающих станках, когда остановка электропривода после отключения без торможения продолжительная.

Теория электрического торможения асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором изложена в учебнике по курсу электропривода [6], с.82…89 и в специальной литературе, например [13].

Плавное электрическое торможение с остановкой обеспечивается при динамическом торможении. Его и рекомендуется использовать. Выбор

элементов схемы динамического торможения приведен в данном пособии части 4 данного пособия, параграф 4.7, а определение времени торможения

По данным расчета строят кривую ε = f (t).

Все расчеты по определению скорости и ускорения записывают по форме таблицы 1.4.

Таблица 1.4 К расчету общего времени пуска и торможения

По данным таблицы определяется максимальное ускорение, а также строится зависимость ε = f (t) на том же графике, где изображена

зависимость ω = f (t) .

Обратите внимание на следующее:

1) чтобы число приращений было не менее 10;

32

2)на точное определение МДИН.i;

3)на условия пуска: если пуск с переключением схемы со «Y» на « », то механическую характеристику надо строить при схеме «Y», а это значит, что все моменты надо уменьшить в 3 раза; если пуск ступенчатый двухскоростного электродвигателя, то надо изображать две характеристики (на низшей и высшей скоростях), а приведённая механическая

характеристика рабочей машины одна и ее номинальный момент соответствует работе на высшей скорости.

Вкачестве примера на рисунке 1.10 в левой части рисунка изображены

Интервалы скорости при графическом построении могут быть одинаковыми для всех графиков. Смотрите описание графических построений в учебнике

[ 6 ].

Исходные графики ω = f (Мд) и ω = f (I1) рассчитаны ранее, см.

рисунок 1.7.

∙ К пункту 4.4. «Определение времени торможения электропривода и

выбор элементов схемы торможения»

В случае самоторможения рабочей машины время остановки можно определить по формуле:

Мс - момент сопротивления движению, Н × м;

Если рабочая машина имеет Мс = const во всем диапазоне скоростей, то

Мс.номмоменты сопротивления при ω = 0 и ω =ωном.

33

В случае электрического торможения следует рассчитать механическую характеристику электродвигателя при торможении.

Например, при торможении противовключением механическая характеристика электродвигателя в области скольжений от S =1 до S = 2 рассчитывается по формуле (1.9), при Е = Епуск ( S =1). Примерный вид

характеристики торможения противовключением изображен на рисунке 1.11.

Если МС изменяется от скорости, то берут его среднее значение (см. текс выше).

В случае динамического торможения механическая характеристика электродвигателя описывается уравнением:

данном пособии. Параметры схемы замещения также могут быть заданы в Омах.

Критический момент при динамическом торможении:

характеристики при динамическом торможении имеет вид рисунка 1.12.

35

Для определения времени динамического торможения надо найти Мср.т. графическим построением таким образом, чтобы заштрихованная

площадь на рисунке 1.12 со знаком «-» была равна заштрихованной площади со знаком «+». Далее расчет выполняют по (1.25). Если Мс ¹ const , то берут

среднее значение момента сопротивления (см. текст выше).

Sω

ω

-S -

Рисунок 1.11 Примерный вид механической характеристики асинхронного

электродвигателя при торможении противовключением

Рисунок 1.12 Примерный вид механической характеристики электродвигателя при

динамическом торможении

Выбор элементов схемы динамического торможения изложен в параграфе 4.7.

36

1.7Методические рекомендации к разделу 5 задания

“РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ”

∙К пункту 5.1 “Требования к управлению машиной и пути её реализации”

Взадании на проектирование указаны требования к схеме управления.

Вданном пункте пояснительной записки следует оговорить каждый пункт требований к схеме управления, указав пути их реализации. При этом полезно сослаться на известные типовые решения, проведя критический обзор известных решений.

Обычно рабочая машина работает в потоке с другими машинами, поэтому в разрабатываемой схеме это надо учитывать.

Не забывайте о принятых ранее решениях, например, провести пуск с переключением обмоток, или выполнить электрическое торможение.

Для повышения производительности труда не забывайте о возможностях автоматического или полуавтоматического управления, о наладочных работах.

Втех случаях, когда чётко определяется окончание работы, предусмотрите автоматическое отключение установки. Это позволит экономить электроэнергию.

Для повышения электробезопасности установки используйте УЗО (см. параграф 4.3 в данном пособии) и питание схем управления на напряжение 127 В и ниже через разделительный трансформатор.

∙К пункту 5.2 “Описание разработанной схемы управления электроприводом”

Вэтом пункте пояснительной записки описывается разработанная Вами

схема управления электроприводом.

Сначала описывается состав схемы, её силовая часть, назначение элементов схемы. Потом описывается работа схемы в основном режиме управления, при автоматическом управлении, при наладке.

Правила выполнения и рекомендации по разработки принципиальных схем изложены в методических указаниях к курсовому проекту по дисциплине «Проектирования электрооборудования» [ 2 ], с 6…10. Там же даны рекомендации по графическому оформлению схемы. При построении более сложных схем руководитель учебно-методическим пособием [15].

∙К пункту 5.3 “Выбор аппаратов защиты электрических цепей и аппарата защиты электродвигателя в аварийных состояниях по

критерию эффективности”

Для защиты электрических цепей асинхронного электродвигателя рекомендуется использовать автоматические выключатели. Применение плавких предохранителей является ошибкой, поскольку перегорание одного

предохранителя приводит к аварийному двухфазному режиму работы электродвигателя.

В электроприводах рабочих машин, обслуживающих животных и размещённых в животноводческих помещениях, рекомендуется использовать

37

устройства защитного отключения (УЗО). Обычно это электроприводы кормораздатчиков мобильных и стационарных, установок для удаления навоза. УЗО рекомендуется использовать на всех мобильных электрических установках и там, где электроустановка находится под постоянным управлением оператора, например, в комбикормовом цеху.

Для повышения пожарной безопасности УЗО рекомендуется использовать на установках, работающих в пожароопасных помещениях (например, в сенохранилищах и т.п).

Более подробную информацию о выборе аппаратов защиты электрических сетей и аппарата защиты электродвигателя в аварийных состояниях по критерию эффективности смотрите в части 4 данного пособия.

∙К пункту 5.4 “Выбор аппаратов управления электроприводом”

Вэтом пункте надо обосновать выбор электромагнитного контактора, кнопок управления и переключателей, реле промежуточных и времени (если в этом есть необходимость), конечных контактных и бесконтактных выключателей, реле контроля скорости и т.д.

Каждый выбранный аппарат управления должен иметь обозначение (в полном объёме его зашифровки) и отдельно должны быть указаны его номинальные параметры. Для переключателя управления должна быть задана таблица состояния контактов в каждом положении рукоятки переключателя.

При выборе аппаратов управления руководствуйтесь материалом, изложенным в части 4 данного пособия.

При выборе аппаратов управления руководствуйтесь справочниками и современными каталогами, например [17], и [18].

1.8 Методические рекомендации к разделу 6 задания “ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАЗРАБОТАННОГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА”

∙ К пункту 6.1 “Расчет показателей надежности разработанного

электропривода коэффициентным методом”

При расчете показателей надежности разработанного электропривода руководствуйтесь материалом, изложенным в части 5 данного пособия.

Обратите внимание на то, что в расчет можно не включать сигнальную аппаратуру и другие элементы схемы, не влияющие на надежность функционирования электропривода. В расчет обязательно включать механические передачи, муфты, электродвигатель.

∙ К пункту 6.2 “Определение удельных и энергетических показателей

разработанного электропривода”

Определите следующие удельные и энергетические показатели электропривода по рекомендациям параграфа 5.3 в части 5 данного пособия: 1) удельную энергоёмкость; 2) средний коэффициент загрузки электродвигателя; 3) средний коэффициент мощности; 4) расход электроэнергии за год; 5) общее время работы установки в году.

38

1.9Методические рекомендации к разделу 7 задания

“РАЗРАБОТКА ЯЩИКА УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ”

∙ К пункту 7.1 «Определение суммарной площади монтажных зон

аппаратов и типа ящика управления»

Разработанная ранее принципиальная электрическая схема управления электроприводом воплощается в реальность путём разработки ящика управления.

Выбирается габарит ящика управления по материалам параграфа 6.2 в данном пособии.

∙ К пункту 7.2 «Пояснения о размещении аппаратов в ящике управления

и составлению схемы соединения ящика управления»

Методические рекомендации о разработке чертежа «Схема расположения аппаратов в ящике управления» смотрите в параграфе 6.4 данного пособия.

После составляется чертёж «Технические данные аппаратов ящика управления» в виде таблицы, по определённой формуле (смотрите параграф 6.3 в данном пособии).

На двери ящика управления размещаются надписи, поясняющие назначение сигнальных ламп, кнопок управления, переключателей. Перечень надписей оформляется в виде таблицы чертежа «Перечень надписей ящика управления» по определённой форме (параграф 6.5 данного пособия).

Самой объёмной частью разработки является чертёж «Схема соединений ящика управления». Он выполняется на одном или двух листах формата А4. Чертёж требует внимательности студентов. В нём чаще всего обнаруживаются ошибки.

О правилах выполнения схемы соединения ящика управления смотрите материал в [2]; некоторые сведения приведены в параграфе 6.6 данного пособия.

∙ К пункту 7.3 «Выбор проводов для схемы соединения ящика управления

икабелей для схемы внешних соединений»

Вданном пункте выбираются проводники для схемы соединения ящика

управления и кабели для схемы внешних соединений (смотрите пункты 6.6 и 6.7 данного пособия).

Рекомендации по разработке чертежа «Схема внешних соединений элементов электропривода» приведены в параграфе 6.7 данного пособия.

В приложении Ю приведены образцы чертежей, выполняемых при

разработке ящика управления электроприводом и всей графической части проекта.

1.10 Методические рекомендации к разделу 8 задания “ЗАКЛЮЧЕНИЕ ПО ПРОЕКТУ”

Заключение по проекту должно подтвердить, что выполнены все пункты задания с результатами, соответствующими требованиям к проекту.

Для анализа полученных результатов составляется таблица по форме таблицы 1.5. В левой части таблицы излагаются требования к электроприводу, а в правой – полученные результаты.

39

40