Антиплагиат (1228671), страница 5
Текст из файла (страница 5)
РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖ ЕНИЯ ДВИГАТЕЛЯПОСТОЯННОГО ТОКАИсходные данные для расчетаНоминальная мощ ность двигателяРном =2,6 кВтНапряж ение на якоре двигателяUн = 230 ВНоминальный ток двигателяIаном = 11,8 АСопротивление обмотки якоря[8]при температуре 15 0СRа = 4 ОмНоминальная частота вращ енияn = 1460 об/минМомент инерц ии роторной частиJ = 0,04 кг∙м2Номинальный КПДηном = 0,96Индуктивность обмотки якоряLa = 0,0516 ГнБольшинство э лектроприводов строится на принц ипе двухконтурной (см. рисунок 4.1).Рисунок 4.1.
Структурная схема э лектропривода с двухконтурной системой автоматического регулирования.4.1 Расчет передаточной характеристики тиристорного выпрямителяПри использовании тиристорых– частота сети питающ его напряж ения.Для трехфазной мостовой схемы выпрямления К = 6.Частота сопряж ения тиристорного преобразователя, Гц(4.2)Статический коэффициент передачи выпрямителя можно определить исходя из работы при максимальном напряжении управления , этосоответствует максимальному выходному напряжению холостого хода(4.3)[28]где - максимальное напряж ение управления, =10 В;– максимальное выходное напряж ение холостого хода.Коэ ффиц иент передачи тиристного преобразователя, дБ(4.4)По полученным данным составляем амплитудно-фазовую (передаточную) характеристику тиристорного преобразователя, как звена САР(4.5)4.2 Расчет передаточной характеристики машины постоянного токаТэ и э лектромеханической Тм постоянными времени.Определяем величину э лектромагнитной постоянной времени, С(4.6)где - приведенное индуктивное сопротивление фазы питающ ей сети или трансформатора;- приведенное активное сопротивление фазы питающ ей сети или трансформатора;Определяем величину э лектромеханической постоянной времени, с(4.7)Сопротивление анодного реактора малы по сравнению с сопротивлениями машины постоянного тока (МПТ), поэ тому ими мож но пренебречь.С учетом выше сказанного выраж ение (4.6) приобретет вид, с(4.8)С учетом выше сказанного выраж ение (4.7) приобретет вид, с(4.9)Датчик тока якоря выполнен в виде изметирельного шунта постоянного тока.
Принимаем сопротивление шунта равным Rш = 0,01 Ом смаксимальным выходным напряж ением 75 мВ.(4.10)Коэ ффиц иент передачи МПТ, дБ(4.11)Собственная частота МПТ, Гц(4.12)(4.13)приобретет вид(4.14)4.3 Расчет передаточной характеристики разомкнутой системыОпределяем максимальный ток якоря, А(4.15)Определяем минимальный ток якоря, А(4.16)где – потери мощ ности на трение и вентиляц ию.Определяем потери мощ ности на трение и вентиляц ию, Вт(4.17)где – номинальная мощ ность двигателя, Вт;- номинальный КПД;- номинальный ток якоря двигателя, А;- сопротивление обмотки якоря, Ом.Подставляя полученное значение в выраж ение (4.16), получимОпределяем значение коэ ффиц иента усиления контура тока без обратной связи(4.18)Статический коэ ффиц иент передачи разомкнутой системы(4.19)где - заданная ошибка системы, .Коэ ффиц иент передачи разомкнутой системы, дБ(4.20)По полученным данным составляем амплитудно-фазовую (передаточную) характеристику разомкнутой системы(4.21)Для оц енки запаса устойчивости САР производим построение частотных характеристик в программе Electronic workbench (EW).4.4 Построение частотных характеристик разомкнутой САР по току(см.
рисунок 4.2).Рисунок 4.2 Схема исследования ЛАЧХ и ЛФЧХ характеристик САР по току.Рисунок 4.3где ЛАЧХ (см. рисунок. 4.4) и ЛФЧХ (см. рисунок. 4.5) – в реж име холостого хода (ключи 1 и 2 отключены) (см. рисунок 4.2).Рисунок 4.4 Частотные ЛАХЧ характеристики разомкнутой САР по току,где fc= 6,6 Гц ; f1 = 3,6 Гц ; φc = -290; Ас = 11,3 дБ.Рисунок 4.5 Частотные ЛФХЧ по току.(Ас > 0 дБ; с < -180). Колебания тока в проц ессе разгона привода с периодом 0,21Рассмотрим ЛАЧХ (см. рисунок. 4.6) и ЛФЧХ (см. рисунок 4.7)Рисунок 4.6 Частотные характеристики ЛАЧХ после коррекц ии,где fc= 3,24 Гц ; f1 = 429 Гц ; φc = 700; Ас = -80 дБ.Рисунок 4.7 после коррекц ии.Рисунок 4.9 Схема регулятора скорости РС(см.
рисунок 4.10) и ЛФЧХ (см. рисунок 4.11) разомкнутой САР по частоте вращ ения.Рисунок 4.10 Частотные ЛАЧХ характеристики разомкнутой САР.Рисунок 4.11 Частотные ЛФЧХ характеристики разомкнутой САР.5. ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНТА ЛАБОРАТОРННОГО СТЕНДАОт введения в учебную э ксплуатац ию разработанного лабораторного стенда.В условиях рынка предприятие-производитель имеет широкую самостоятельность.
И э то обуславливает, что всякое решение о выпуске новойпродукц ии долж но быть проанализировано с точки зрения э кономической ц елесообразности.В дипломном проекте разработан лабораторный стенд трехфазного полууправляемого выпрямителя и системы автоматического регулированиянапряж ения э лектродвигателя ДПК-1.Связаны с разработкой и оформлением конструкторской документац ии: 4 чертеж ей формата А1, 40 листов формата А4. Время проектированияодного чертеж а составляет 12 часов, время разработки одного А4 составляет 1,5 часа.Общ ее время проектирования конструкторской документац ииОпределяем часовую заработную плату разработчика-изготовителя руб./ч;(6.1)где - средняя еж емесячная заработная плата, - 35000 руб.;- месячная норма рабочих часов, = 169 часов.Расчеты затрат на приобретение сырья, основных материалов, комплектующих изделий, а также стоимость электромонтажных работсведены втабличную форму (см.
таблиц у 5.1).Расходы на доставку и хранение покупного сырья и материалов составляют 35 % от стоимости покупного сырья [17].Стоимость материалов, с учетом расходов на доставку и хранение,[6]руб.(5.2)где - стоимость материалов (см. таблиц у 5.1), ; - транспортные и складские расходы, ..Трудоемкость регулировочно-наладочных работ ТНР определяется как40 % от суммарной трудоемкости[6]подготовительных и монтаж ных работ.К подготовительным работам относятся сверление отверстий и заготовка монтаж ных проводов. Остальные виды работ относятся к монтаж ным(см. таблиц у 5.1).Определяем трудоемкость регулировочно-наладочных работ, ч(5.3)где - трудоемкость подготовительных работ; - трудоемкость монтаж ных работ; (см.
таблиц у 5.1).Итоговая заработная плата будет складываться из заработной платы [6]разработчика-изготовителя лабораторного стенда за подготовительные, монтаж ные работы и заработной платы лаборанта, осущ ествляющ егоналадочные работы с учетом коэ ффиц иента заработной платы и единого соц иального налога.Расчетный коэффициент заработной платы(5.4)где - районный коэффициент;- коэффициент, учитывающий работу на высоте, ;- дальневосточный коэффициент, ;- надбавка за выслугу лет, ;- премиальный коэффициент, .Итоговая заработная плата,[6]руб.(5.5)где - трудоёмкость всех видов работ разработчика-изготовителя, ч;- часовая заработная плата разработчика-изготовителя, руб./ч;- трудоёмкость всех видов работ инж енера, ч;- часовая тарифная ставка инж енера,;- коэ ффиц иент заработной платы;- коэ ффиц иент единого соц иального налога, .Трудоёмкость всех видов работ, выполняемых разработчиком-изготовителем, ч(5.6).Трудоёмкость всех видов работ, выполняемых инж енером, принимаем равной трудоемкости регулировочно-наладочных работ..Подставляя полученные значения в выраж ение (5.5), получимРасчет заработной платы произведен по методике, изложенной в [17].
Общие капитальные затраты,руб.(5.7).Цена реализац ии устройства с учетом прибыли разработчика, руб.(5.8)где Р - норматив рентабельности, Р = 0,25.Наименование оборудования и монтаж ных работЕдиниц ы измеренияКоличество, ед.Стоимость единиц ы, рубОбщ ая стоимость, рубЦена изделияМонтаж ные работыИтоговая ц енаМонтаж ные работыТрудоемкость, чЧасовая тарифная ставкаЗаработная платаТрудоемкость, чЧасовая тарифная ставкаЗаработная плата1234567891011Стеклотекстолит 100х200 мм(1,5 мм)1200,00-[6]200,00Провод МГШВм515,0075,00Сверление отверстий1020,0240,240,802,044104,0782,08Заготовка монтаж ных проводов500,2040,248,0510,002011,80402,36ДПК-1 150 Втшт.124130,0024130,00Монтаж и ц ентровка38,0067,00536,0016,00134,001072,00Предохранитель ПН-2-1003189,00567,00Трансформатор ТПП246-127шт.11650,000,2040,248,051650,000,2040,248,051234567891011Диод Д245Ашт.3190,000,1040,244,02570,000,30120,7112,07Хомут 20-40шт.210,000,000,000,0020,000,000,000,00Транзистор П217Гшт.350,980,1040,244,02152,940,30120,7112,07Тиристор КУ202Ншт.378,000,1040,244,02234,000,30120,7112,07Автомат защ иты A-0705шт.1130,000,1040,244,02130,000,1040,244,02Контактор КМ63/4-63шт.11330,000,1040,244,021330,000,1040,244,02Плавкая вставка ППНИ-33шт.3130,700,1040,244,02392,100,30120,7112,07Резистор шунтовый 75ШИП1-20-0,5шт.1340,000,0640,242,41340,000,0640,242,41Усилитель К140УД17шт.1330,000,1040,244,02330,000,1040,244,02Кнопка S-7 "пуск" зеленаяшт.193,000,1040,244,0293,000,1040,244,02Кнопка S-7 "стоп" краснаяшт.193,000,1040,244,0293,000,1040,244,021234567891011Клеммная колодка 25 ммшт.1239,000,1040,244,02239,000,1040,244,02Резистор 23,6 мОмшт.12,470,1040,244,022,470,1040,244,02Резистор 480 мОмшт.13,000,1040,244,023,000,1040,244,02Конденсатор 2000 мкФшт.150,000,1040,244,0250,000,1040,244,02Резистор 1,5 кОм 2Втшт.33,000,0640,242,419,000,18120,717,24Конденсатор 22 мкФшт.35,000,1040,244,0215,000,30120,7112,07Конденсатор 1 мкФшт.15,000,1040,244,025,000,1040,244,02Итого30630,5130,981674,74Подставив численные значения в формулу (5.8), определим ц ену реализац ии устройства равную.При выполнении расчета общ ие капитальные затраты на изготовление лабораторного стенда оказались равными рублей, что значительно ниж еаналогичного устройства учебно-производственного ц ентра «Учебная техника».
Стоимость устройства учебно-производственного ц ентра«Учебная техника» СУДПТК1-С-К составляет 396300 рублей. Это вполне допустимые результаты расчета. Во-первых, в проц ессе дипломногопроектирование осущ ествляется не только ц ель э кономической э ффективности от внедрения данного устройства, но и приобретение навыковмоделирования, и проектирование таких устройств разработчиком. Во-вторых, учебно-производственный ц ентр «Учебная техника» являетсякрупной промышленной компанией, и ее образц ы техники поставлены на серийное массовое производство.Все приведенные выше расчеты мож но отнести к расчетам на стадии конструкторской подготовки производства. Как уж е отмечалось выше, наранних стадиях разработки возмож ны значительные погрешности в определении величины приведенных затрат.ЗАКЛЮЧЕНИЕЦелью магистерской диссертац ии является разработка лабораторного стенда э лектропривода постоянного тока параллельного возбуж дения стрехфазным управляемым выпрямителем и системой автоматического регулирования напряж ения, с последующ им анализом ее устойчивости иисследованием качества регулирования.В первом разделе произведен расчет э лектропривода постоянного тока параллельного возбуж дения непрерывного действия.Основой для выбора электропривода и расчета его мощности[9]являлись нагрузочная диаграмма и тахограмма, построение которых производилось на основе исходных данных.
Определив расчетную мощ ность(Ррасч = 2,236 кВт), для э лектропривода грузоподъемного механизма был выбран двигатель постоянного тока параллельного возбуж дения Д45.Так как двигатель был выбран с заведомо большей мощ ностью, проверку на нагрев и перегрузочную способность делать не былонеобходимости.Для обеспечения плавности пуска и ограничения начального броска тока двигателя рассчитаны пусковые резисторы (Rcm1 = 2,95 Ом,Rcm2 = 2,761 Ом).Были рассчитаны и построены характеристики переходных проц ессов за полный ц икл работы э лектропривода. Суммарное время переходныхпроц ессов для реж има пуска в две ступени составило 1,287 с, а суммарное время переходных проц ессов за полный реж им работы составило3,217 с.В завершении первого раздела бала составлена релейно-контакторная схема автоматического пуска двигателя в две ступени..
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
