Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

А. П. Маругин

ПРИВОД ГОРНЫХ МАШИН

Часть 2

Методические указания и расчетные задания

для студентов очного и заочного факультетов специальности 150404 -

«Горные машины и оборудование» (ГМК)

направления 150400 – «Технологические машины и оборудование»

Екатеринбург

2012

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО

Уральский государственный горный университет

ОДОБРЕНО

Методической комиссией

горномеханического факультета

«___» ____________ 2012 г.

Председатель комиссии

__________ проф. В.П. Барановский

ПРИВОД ГОРНЫХ МАШИН

Часть 2

Методические указания и расчетные задания

для студентов очного и заочного факультетов специальности 150404 -

«Горные машины и оборудование» (ГМК)

направления 150400 – «Технологические машины и оборудование»

Издание УГГУ Екатеринбург, 2012

М 25

Рецензент:В. В.Елисеев,канд.техн.наук, доцент кафедры

ЭГП УГГУ.

Методические указания рассмотрены на заседании кафедры Электрификации горных предприятий «___»____________ 2012 года (протокол № ___) и рекомендованы для издания в УГГУ.

Маругин А.П.

ПРИВОД ГОРНЫХ МАШИН. Часть 2:методические указания и расчетные задания для студентов очного и заочного факультетов специальности 150404 – «Технологические машины и оборудование» / А.П. Маругин. –Екатеринбург: Изд- во УГГУ, 2012 г., с.

Методические указания по дисциплине «Привод горных машин» составлены в соответствии с программой и включают справочные материалы к расчетным заданиям по разделам: «Механика электропривода», «Механические характеристики электроприводов» и «Регулирование угловой скорости электроприводов».

Расчетные задания предназначены для развития у студентов специальности навыков самостоятельно решать сложные технические вопросы, работать с технической литературой.

© Маругин А.П., 2012

© Уральский государственный

горный университет, 2012

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Регулирование скорости электроприводов……………………………...5

1.1 Общие сведения……………………………………………………..…5

1.2 Основные показатели регулирования………………………………...5

1.3 Регулирование скорости двигателя постоянного тока независимого возбуждения……………………………………………………………………....7

1.4 Вопросы для самопроверки………………………………………….22

2. Выбор электродвигателя для производственных механизмов…….….24

2.1 Общие сведения……………………………………………………….23

2.2 Нагрев и охлаждение электродвигателей………………………..….25

2.3 Выбор электродвигателя при различных номинальных режимах работы…………………………………………………………………………….…29

2.4 Вопросы для самопроверки……………………………….……….…33

3. Аппаратура управления и защиты………………………………………..35

3.1 Назначение и классификация электрических аппаратов…………...35

3.2 Виды защит, применяемых в аппаратуре управления…………...…37

3.3 Контакторы и магнитные пускатели……………………………...…46

3.4 Вопросы для самопроверки……………………………………..……51

4. Управление электроприводами…………………………………….……...54

4.1 Общие сведения……………………………………………………….54

4.2 Принципы автоматического управления пуском и торможением электроприводов…………………………………………………………………54

4.3 Вопросы для самопроверки…………………………………………..61

Литература……………………………………………………………...…62

1. Регулирование скорости электроприводов

   1. Общие сведения

Регулирование скорости является одним из путей достижения оптимальных режимов работы электропривода и упрощает конструкцию машин и механизмов. На открытых горных работах машины технологического процесса – одноковшовые и роторные экскаваторы, буровые станки и другие механизмы имеют регулируемый электропривод. На драгах регулируемый электропривод целесообразно применять для черпаковой цепи, носовых канатов, статическая нагрузка которых меняется в широких пределах, что обеспечит высокую производительность драг при минеральном расходе электроэнергии.

1. Основные показатели регулирования

Регулировкой скорости называется принудительное изменение скорости электропривода путем воздействия на его схему управления генератором автоматически при помощи различных датчиков, контролирующих технологический процесс.

Регулировочные свойства электропривода оцениваются следующими показателями: диапазоном регулирования, плавностью регулирования, экономичностью, допустимой нагрузкой при регулировании скорости.

Диапазон регулирования определяется отношением максимальной скорости вращения к минимальной , которые могут быть получены при регулировании: . Диапазон регулирования характеризуется цифрами, например, 20:1, 10:1.

1. Плавность регулирования характеризуется отношением скоростей на двух соседних характеристиках, .

2. Стабильность работы на заданной скорости характеризуется изменением скорости вращения ∆ω, при заданном отклонении момента нагрузки ∆М и зависит от жесткости механической характеристики, она тем выше, чем выше жесткость механической характеристики.

3. Экономичность регулируемого привода характеризуется затратами на его сооружение и эксплуатацию. При оценке экономичности принимают во внимание надежность в эксплуатации, величину потерь энергии в процессе регулирования. Потери мощности ∆Р определяют к.п.д. двигатели при регулировании: ,

где η - к.п.д. двигателя, – мощность на валу электродвигателя.

1. Направление регулирования показывает в какую сторону (вверх или вниз) от основной скорости обеспечивается её регулирование. Основная скорость соответствует номинальным значениям величины магнитного потока статора и без добавочного сопротивления в цепи ротора (якоря) двигателя, т.е. на естественной механической характеристике.

2. Допустимая нагрузка при регулировании. Правильное использование мощности электродвигателя при его регулировании заключается в том, чтобы нагрузка двигателя приближалась к номинальной при любых скоростях.

Существует два основных закона регулирования скорости электроприводов при постоянном моменте и при постоянной мощности. Регулирование скорости при постоянном моменте, рис.1а осуществляется у двигателей подъемных кранов, лебедок, прокатных станков и др.

Регулирование при постоянной мощности, рис.1б осуществляется у металлорежущих станков и др. производных механизмов путем изменения тока возбуждения двигателей постоянного тока.

а) б)

Рис.1 Механические характеристики электродвигателей при регулировании по закону постоянства момента (а) и постоянства мощности (б).

1.3.Регулирование скорости двигателя постоянного тока независимого возбуждения

Для регулирования скорости вращения наиболее благоприятными электромеханическими свойствами обладает двигатель постоянного тока с независимым возбуждением. Из уравнения скоростной характеристики

видно, что скорость можно регулировать тремя принципиально различными способами: изменением тока возбуждения двигателя, изменением сопротивления в цепи якоря, изменением подводимого напряжения к якорю двигателя.

1.3.1. Регулирование скорости вращения изменением тока возбуждения находит широкое применение из-за своей простоты и экономичности.Регулирование осуществляется только вверх от основной скорости, так как магнитный поток можно только уменьшать. Допустимый момент при регулировании изменяется по гиперболе, мощность остается постоянной. Скоростные характеристики показаны на рис.2а. Они имеют общую точку тока короткого замыкания I_кз, что следует из уравнения скоростной характеристике при ω = 0. Скоростные характеристики имеют различные скорости идеального холостого хода, что видно также из уравнения скоростной характеристики. С изменением магнитного потока ω₀ возрастает, принимая значения ω₀^΄, ω₀^˝.жесткость скоростных характеристик уменьшается, наклон к оси абсцисс увеличивается. Механические характеристики имеют те же скорости идеального холостого хода ω₀, ω₀^΄, ω₀^˝ , что и скоростные. Однако критический момент у них различный, . двигатель загружен в точках гиперболы М_с. По левую сторону от штрихпунктирной линии (гиперболы) двигатель недогружен, по правую – перегружен. Диапазон регулирования при изменении магнитного потока равен от 2 1 до 5 1. Верхний предел скорости при регулировании ограничен условиями коммутации и механической прочностью якоря. Нижний предел ограничен магнитным насыщением машин. Из-за незначительных потерь при регулировании этот способ является экономичным.

1.3.2. Регулирование скорости изменением сопротивления в цепи якоря регулирование осуществляется вниз от основной скорости.Из уравнения механической характеристики следует, что все реостатные характеристики имеют общую скорость идеального холостого хода и различные моменты . С увеличением сопротивления в цепи якоря наклон характеристик увеличивается, жесткость падает. Регулирование осуществляется с постоянным моментом при непостоянной мощности. Из-за потерь в реостате R_p регулирование неэкономичное. Диапазон регулирования скорости непостоянен и зависит от нагрузки.

Изменение сопротивления в цепи якоря можно осуществить также шунтированием якоря, рис.2б. в этом случае скорость идеального холостого хода реостатной характеристики принимает новое значение ω₀^΄. Характеристики при шунтировании якоря более жесткие, чем при регулировании сопротивлением в цепи якоря. Уравнение механической характеристики при шунтировании якоря имеет вид:

,

где .

Ш унтирование якоря применяется в приводах небольшой мощности при предварительном снижении скорости для более точной остановки привода. Из-за больших потерь в шунтирующем сопротивлении способ не экономичен.

а) б)

Рис.2. Механические характеристики при регулировании изменением тока возбуждения (а) и шунтированием якоря и введением R_доб (б).

1.3.3. Регулирование скорости вращения изменением питающего напряжения при неизменном токе возбуждения обеспечивает изменение ω пропорционально изменению U при неизменном угле наклона механических характеристик 3 (рис.2б). Механические характеристики двигателя с последовательным возбуждением также смещаются в область меньших или больших частот вращения и располагаются параллельно.

Для регулирования частоты вращения двигателя указанным способом он должен быть подключен к источнику постоянного тока с регулируемым напряжением: к генератору с независимым возбуждением системы Г-Д, или управляемому выпрямителю. Обмотка возбуждения двигателя в этом случае должна питаться от источника, напряжение которого не изменяется, например, от дополнительного генератора или выпрямителя. Несмотря на то, что рассмотренный способ регулирования требует довольно сложного оборудования, его широко применяют в современных мощных электроприводах, так как он обеспечивает плавное и экономичное регулирование частоты вращения в очень широких пределах. Пуск двигателя при этом происходит без потерь энергии, так как нет пускового реостата (безреостатный пуск).

1.3.4. Регулирование скорости вращения двигателя независимого возбуждения в системе генератор-двигатель (Г-Д).

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов книги