Курсовая работа: Расчёт системы электропривода постоянного тока с полупроводниковыми преобразователями

1. Задание

Исполнительный двигатель с его паспортными данными (двигатель постоянного тока с независимым возбуждением) и режимы работы электропривода:

1.Технологические режимы: а) нереверсивный - «Н»

б) реверсивный - «Р»;

2.Режим работы: в) длительный - «Д»

г) повторно-кратковременный - «ПВ»;

3.Способ торможения: д) динамическое - «Тд»

е) противовключением - «Тп»

ж) рекуперативное

(с возвратом энергии в сеть) - «Тр».

Диапазон регулирования скорости исполнительного двигателя D1 и D2

4.Система ТП-ДПТ – «тиристорный преобразователь, питающий двигатель постоянного тока с независимым возбуждением».

Все преобразователи электропривода питаются от единой сети трехфазного переменного тока, выбор напряжения которой следует обосновать.

ТРЕБУЕТСЯ:

1.Выбрать схему питания исполнительного двигателя через полупроводниковый преобразователь (тиристорный в системе ТП-ДПТ) в соответствии с заданным вариантом режима работы.

2.Рассчитать и выбрать питающий трансформатор и токоограничивающие элементы (резисторы и дроссели).

3.Рассчитать и выбрать полупроводниковые приборы (диоды и тиристоры) для электрических схем питающих преобразователей.

4.Рассчитать статические характеристики системы:

4.1. Внешние характеристики преобразователей.

4.2. Регулировочные характеристики преобразователей.

4.3. Электромеханические и механические характеристики исполнительного двигателя.

4.4. Электромеханические и механические характеристики системы электропривода.

5.Смоделировать на ПК систему электропривода с полупроводниковыми преобразователями.

6.Путем моделирования системы электропривода получить статические характеристики и сравнить их с расчетными по п.4

7.Построить с помощью ПК динамические характеристики (пуск и торможение электропривода).

8.Разработать силовую схему питания исполнительного двигателя через полупроводниковый преобразователь (тиристорный преобразователь для системы ТП-ДТП) и схему управления электроприводом.

9.Заключение (выводы по работе).

Таблица 1. Исходные данные:

Таблица 2. Технические данные двигателя варианта.

Пояснения к таблице технических данных двигателя

Р_Н - номинальная мощность двигателя.

U_H. – номинальное напряжение.

ω_ном - номинальная частота вращения .

Iн - номинальный ток якорной цепи двигателя.

R_я - сопротивление цепи якоря двигателя.

R_доб.п – сопротивление добавочных полюсов.

r_ш - сопротивление шунтовой (параллельной) цепи обмотки возбуждения.

R_сер. – сопротивление сериесной (последовательной) обмотки.

J_Д - момент инерции двигателя.

Оглавление

I.Задание. 2

II.Введение. 6

III.Основная часть. 7

Расчет электрической части системы электропривода ТП-Д.. 7

1.Выбор схемы питания исполнительного двигателя через полупроводниковый преобразователь: 7

2.Расчет и выбор питающего трансформатора и токоограничивающих элементов. 10

3.Расчет и построение статических характеристик системы ТП-Д.. 17

3.1.Внешние характеристики преобразователей. 17

3.1.1.Внешняя характеристика выпрямителя цепи возбуждения: 17

3.1.2.Внешняя характеристика тиристорного преобразователя в цепи возбуждения. 18

3.1.3.Внешняя характеристика тиристорного преобразователя в цепи якоря. 20

3.2.Регулировочные характеристики преобразователей. 22

3.3.Электромеханические и механические характеристики двигателя. 24

3.3.2.. Расчет параметров электродвигателя для построения электромеханических и механических характеристик. 24

4.3.2 Электромеханические характеристики двигателя. 25

4.3.3 Механические характеристики двигателя. 28

4.4. Электромеханические и механические характеристики электропривода в системе ТП-Д. 30

4.4.1 Электромеханические характеристики электропривода в системе ТП-Д. 30

4.4.2 Механические характеристики электропривода в системе ТП-Д. 33

6. Моделирование динамических характеристик системы ТП-Д.. 35

1. Введение

Данная курсовая работа посвящена расчёту и проектированию системы электропривода, ключевым звеном которой является исполнительный двигатель постоянного тока с независимым возбуждением, питаемый от тиристорного преобразователя (система ТП-ДПТ). Основным объектом исследования выступает система «тиристорный преобразователь — двигатель постоянного тока» (ТП-ДПТ).

В рамках проекта предстоит выбрать силовую схему питания, адекватную заданному режиму работы, и выполнить расчёт основных элементов: питающего трансформатора, токоограничивающих реакторов и резисторов, а также полупроводниковых приборов (тиристоров и диодов). Важной частью работы является построение статических характеристик системы электропривода.

Для подтверждения расчётов и углублённого анализа в среде Simulink (MATLAB) будет создана модель электропривода. С её помощью планируется исследовать статические и динамические свойства системы, включая электромеханические и механические характеристики в режимах пуска, регулирования скорости и торможения. Путем моделирования будут изучены характеристики, соответствующие заданным режимам работы.

Конечной целью проекта является разработка комплексной схемы управления исполнительным двигателем постоянного тока с независимым возбуждением в системе ТП-Д, что позволит создать полнофункциональный проект системы электропривода.