Антиплагиат (1228671), страница 4
Текст из файла (страница 4)
таблиц у 1.12)Таблиц а 1.12 Результаты расчетов для реж има перехода с четвертойрабочей скорости на[1]пятуюt, с00,10,20,40,6М, Н∙м9,2810,7211,1311,2711,29ω,рад/с148,60148,42148,37148,35148,35n, об/мин[1]1419,761418,031417,541417,371417,35На основании расчетных данных (см. таблиц ы 1.6-1.12) строим графики переходных проц ессов М = f(t) и ω = f(t)для реж има пуска в две ступени,выходана рабочую скорость первой ступени и режимов перехода с первой рабочей скорости на вторую,[1]со второй на третью, с третьей на четвертую и с четвертой на пятую (см. прилож ение А.
рисунок А.1).2. РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПОСТОЯННОГО ТОКАUо.с=Uтг=γω сравнивается с заданным сигналом скорости Uз.с.(2.1)УТО, такж е называется узлом токовой отсечки, вместе с сигналом тока после УСО U’вх.Рисунок 2.1 Функц иональная схема управления автоматизированным э лектроприводом с двигателем постоянного тока с обратными связями поскорости и току.Рисунок 2.2. Характеристики системы преобразователь-двигатель с обратными связями по скорости и току.3. РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПОСТОЯННОГО ТОКА3.1 Описание принц ипиальной схемы и проц ессов ее работыЗа основу выпрямителя в выпускной работе выбираем трехфазный управляемый выпрямитель, выполненный по несимметричной схемеДва плеча моста содерж ат управляемые вентили – тиристоры, а два других неуправляемые вентили – диоды. От э того выпрямителя питаетсядвигатель постоянного тока паралельного возбуж дения (ДПТ ПВ).
Для уменьшения пульсац ии магнитного потока в ДПТ ПВ его обмоткавозбуж дения зашунтована резистором Rш. В данной схеме управления выпрямителя реализуетсяфазовый способ регулирования напряжения за счет изменения момента отпирания тиристоров. Этим обеспечивается плавноерегулирование напряжения в широком диапазоне (0 Udн). Увеличивая угол α, можно задерживать момент начала прохождения токачерез[23]вентили и уменьшать, таким образом, среднее значение выпрямленного напряж ения Ud. Диаграммы проц ессов работы приведены ниж е (рис.4.2).Рисунок 3.1Рисунок 3.2.
Временные диаграммы токов и напряж ений мостового полууправляемого трехфазного выпрямителя и его системы управления.3.2 Расчет проц ессов коммутац ии трехфазного выпрямителя(3.1)где - э ффективное фазное напряж ение вторичной обмотки.Ток короткого замыкания, А(3.2)Примемгде Х – сопротивление трансформатора.Решение э того уравнения с учетом того, что при дает(3.3)Учитывая, что индуктивное сопротивление трансформаторавыраж ение (4.3) примет вид(3.4)где – действующ ее значение выпрямленного тока;- номинальное значение выпрямленного тока, ;- относительное значение напряж ения КЗ,Для расчета принимаем , α = αр = 0,624 рад.Определяем угол сетевой коммутац ии у1, рад.(3.5)Определяем угол регулируемой коммутац ии , рад.(3.6)Эффективное фазное напряж ение вторичной обмотки трансформатора , В(3.8)Принимаем при .Определяем амплитудное значение э ффективного фазного напряж ения вторичной обмотки трансформатора , В.(3.9)Определяем э ффективное линейное напряж ение вторичной обмотки, В.(3.10)3.3 Расчет основных параметров трехфазного выпрямителяVS1 и VS5, для расчетного значения угла регулирования αр.Определяем ток во время регулируемой коммутац ии у2, протекающ ий через вентиль VS1, А(3.15)Определяем ток во время регулируемой коммутац ии у2, протекающ ий через вентиль VS5, А(3.16)Для построения характеристик токов, протекающ их через вентили во время регулируемой коммутац ии, рассчитаем несколько значений и синтервалом времени Δt1, рад(3.17)Результаты расчета сводим в табличную форму (см.
таблиц у 3.1).Таблиц а 3.1 Токи во время регулируемой коммутац ииω t, рад0,0000,0180,0350,0530,0700,088,А0,0001,0682,1623,2814,4245,591,А11,80010,7329,6388,5197,3766,209ω t, рад0,1050,1230,1400,1580,175,А6,7837,9989,23610,49711,800,А5,0173,8022,5641,3030,000На основании расчетных данных (см.
таблиц у 3.1) строим диаграмму регулируемой коммутац ии вентилей VS1 и VS5 (см. рисунок 3.3).Рисунок 3.3 Временная диаграмма регулируемой коммутац ии(3.19)Для построения характеристик токов, протекающ их через вентили во время регулируемой коммутац ии, рассчитаем несколько значений и синтервалом времени Δt2, рад(3.20)Результаты расчета сводим в табличную форму (см. таблиц у 3.2).Таблиц а 3.2 Токи во время сетевой коммутац ииω t, рад0,0000,0180,0350,0530,0700,088,А0,0001,0682,1623,2814,4245,591,А11,80010,7329,6388,5197,3766,209ω t, рад0,1050,1230,1400,1580,175,А6,7837,9989,23610,49711,800,А5,0173,8022,5641,3030,000На основании расчетных данных (см.
таблиц у 3.2) строим диаграмму сетевой коммутац ии вентилей V2 и V4 (см. рисунок 3.4).Рисунок 3.4при неизменном угле регулирования αp.(3.21)Необходимо построить четыре характеристики: при α = 0, при α = у1, при α =αр, при α = 1,4 αр.Результаты расчета сводим в табличную форму (см.таблиц у 3.3).Таблиц а 3.3 Данные для построения внешних характеристикα, рад00,4820,6240,874Ud, В; Id = 0242,72228,83219,74199,03Ud, В; Id = Idн229,96216,07206,98186,28На основании расчетных данных (см.
таблиц у 3.3) строим внешние характеристики выпрямителя (см. рисунок 3.5).Расчет при неизменном токе нагрузки Id.Расчет характеристик производим для заданных значений угла αр при Id = 0 и при Id = Idн.Результаты расчета сводим в табличную форму (см.таблиц у 3.4).Таблиц а 3.4 Данные для построения регулировочной характеристикиα, рад00,6241,2481,8722,463,120Ud, В; Id = 0242,722219,740159,45684,59123,362-1,153Ud, В; Id = Idн229,963206,981146,69771,83210,603-13,912На основании расчетных данных (см. таблиц у 3.4) строим регулиро-вочные характеристики выпрямителя (см.
рисунок 3.6)Рисунок 3.5 Внешние характеристики выпрямителя при различных значениях угла αр.Рисунок 3.6 Регулировочные характеристики выпрямителя3.6 Выбор вентилей выпрямительной установкиНа рисунке (см.рисунок 3.1) условно показано, что каж дое плечо моста содерж ит диод и тиристор. У преобразователя значения тока инапряж ения Idн = 11,8 А и Udн = 230 В, соответственно. Выбор одного вентиля с соответствующ ими параметрами мож ет быть не рац ионально сэ кономической точки зрения. Поэ тому плечо моста мож ет содерж ать несколько последовательно и класса с предельными токами 5 А и 10 А.Параметры выбранных вентелей и их стоимость сводим в табличную форму (см.
таблиц у 3.5 и таблиц у 3.6).Таблиц а 3.5 Параметры и стоимость тиристоровТипКлассСтоимость, руб.Un, ВIn, АIдм, АUдм, ВКУ202Н43940010100400КУ208Г4454005100400Д245А3953001010300Д245Б36430055300Разниц а в стоимости вентилей 2-го и 4-го класса незначительна, поэ тому оц еним стоимость вентилей с различными максимально допустимымисредними прямыми токами.значения тока венти��я, шт.(3.22)(3.22)где на э тапах пуска и начального разгона двигателя, когда вольт-амперных характеристик вентилей, .Определяем число параллельно включенных тиристоров КУ202НБольшее число округляем до ближ айшего большего ц елого. То есть при использовании тиристора КУ202НОпределяем число параллельно включенных тиристоров КУ208ГБольшее число округляем до ближ айшего большего ц елого.
То есть при использовании тиристора КУ208ГОпределяем число параллельно включенных диодов Д245АБольшее число округляем до ближ айшего большего ц елого. То есть при использовании диода Д245АОпределяем число параллельно включенных диодов Д245ББольшее число округляем до ближ айшего большего ц елого. То есть при использовании диода Д245БСтоимость комплекта вентилей тиристорного и диодного плеч моста сводим в табличную форму (см. таблиц у 3.7 и таблиц у 3.8).КУ202Н41278КУ208Г413135Используем тиристоры типа КУ202Н в связи с меньшей стоимостью вентильных комплектов при параллельном включении в плечах моста.Д245А312190Д245Б313192Используем диоды типа Д245А в связи с меньшей стоимостью вентильных комплектов при параллельном включении в плечах моста.3.7 Расчет э нергетических показателей выпрямителяРасчет коэ ффиц иента мощ ности выпрямителя.Коэ ффиц иент мощ ности Км определяется(3.24)С учетом выраж ений (3.23) и (3.24) Км будет равен(3.25)где - коэ ффиц иент искаж ения тока первичной обмотки трансформатора, .Угол сдвига фаз зависит от углов у1 и у2, рад(3.26)С учетом разлож ения кривой тока прямоугольной формы в ряд Фурье получим ее выраж ение, А(3.27)Действующ ее значение тока I1 прямоугольной формы равно, А(3.28)В результате получим выраж ение коэ ффиц иента искаж ения тока(3.29)Таким образом, коэ ффиц иент мощ ности Км будет равен(3.30)Значения α для расчета Км при рассчитанных в номинальном реж име задаются в диапазоне от 0 до π через 0,523 рад (300) для семи значений:0; 0,523; 1, 046; 1,569; 2,616; 3,14.Пример расчета при α=0Результаты расчетов сводим в табличную форму (см.
таблиц у 3.9).Таблиц а 3.9 Коэ ффиц иент мощ ности выпрямителяα, рад00,5231,0461,56992,0932,6163,14Км0,8990,8680,7380,5330,2760,0560На основании расчетных данных (см. таблиц у 3.9) строим характеристику мощ ности (см. рисунок 3.7).Расчет коэ ффиц иента полезного действия.Коэ ффиц иент полезного действия выпрямителя определяется как отношение активной полезной мощ ности выпрямителя с учетом потерьмощ ности в вентилях к активной полезной мощ ности выпрямителя без учета потерь мощ ности на вентилях выпрямителя.(3.31)где - активная полезная мощ ность выпрямителя;– потери мощ ности в вентилях;- сумма падений напряж ения на вентилях.Сумма падений напряж ения на вентилях, В(3.32)на силовом тиристоре, .КмРисунок 3.7 Характеристика коэ ффиц иента мощ ности выпрямителяПодставляя полученные данные в выраж ение (3.31), определяем величину коэ ффиц иента полезного действия выпрямителя3.8 Расчет индуктивности ц епи выпрямительного тока.Расчет амплитудного значения(3.33)Определяем величину коэ ффиц иента , В(3.34)Определяем величину коэ ффиц иента b1, В.(3.35)Рассчитываем индуктивное сопротивление ц епи выпрямленного тока, Гн.(3.36)где - частота питающ его напряж ения,- коэ ффиц иент пульсац ии тока, .Методика расчета силового трансформатора и выпрямительной установки взята из [8].4.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
