Автоматизированный электропривод механизма хода ЭКГ - 4,6 Б

курсовая работа

4.2 Расчет и выбор силового трансформатора

Для согласования напряжения двигателя и сети выбирается трансформатор.

Требуемое фазное напряжение трансформатора.

(4.2.1.)

где Ud0 - напряжение холостого хода при б=00

Кв - коэффициент схемы выпрямления 2,34.

(4.2.2.)

где ав- расчетный коэффициент для трехфазной мостовой схемы 2.

в--""- 0,0025

сТ-""- 0,0052

d-""-0,0043

бmin- минимальное значение угла регулирования=300

ек%- ЭДС к. з трансформатора (5-10)%

кс - коэффициент, учитывающий индуктивность сети ~ тока (1,31-1,2)

- потери в меди (1-3)%

- допустимые колебания напряжения сети 5%

падение напряжения в тиристоре

Rя- активное сопротивление двигателя 6,69*10-2 Ом.

U=

Расчетная мощность трансформатора.

(4.2.3.)

где кп - коэффициент, зависящий от схемы кп=1,045

S=1,045*535*400=224 кВА

Выбираем трансформатор ТСПЗЭ-630/6

Таблица 4.2.1. Технические данные трансформатора ТСПЗЭ - 630/6

Показатели

Мощность, кВА

Напряжение сетевой обмотки, кВ

Выпрямленное напряжение вторичной обмотки:

Подъем, В

Напор, В

Поворот - ход, В

Возбуждение, В

Мощность вторичной обмотки:

Подъем, кВА

Напор, кВА

Поворот - ход, кВА

Возбуждение, кВА

Напряжение короткого замыкания, %

Мощность короткого замыкания, Вт

Ток холостого хода, %

Масса, кг

Охлаждение

630

6

420

400

600

220

300

100

190

40

5,5

7600

2

34

естественное воздушное.

4.3 Расчет индуктивности и выбор сглаживающего дросселя

Сглаживающий дроссель включается последовательно с якорем и выполняет две функции.

Сглаживание пульсаций выпрямленного тока до уровня обеспечивающего удовлетворительную коммутацию двигателя.

Обеспечивает непрерывность выпрямленного тока при малой нагрузке на валу.

Критическая индуктивность силовой цепи ТП-Д, обеспечивающая уменьшение пульсаций выпрямленного тока.

(4.3.1.)

где Uгр - действующее значение основной гармоники переменной составляющей в выпрямленном напряжении.

Uгр=U*гр*Ud0 (4.3.2.)

Где U*гр=0,26

Uгр=0,26*600=156 В.

щс=2р*50=0,2850=314с-1

Iа=(10,02ч0,05)*Iн=22,5 А

n- число пульсаций, n=6.

(4.3.4)

где Imin- минимальное значение тока нагрузки

б- угол, обеспечивающий работу привода с минимальной нагрузкой

(4.3.5)

где с - постоянная двигателя с=3,03

где Rя=0,033 Ом - сопротивление обмотки якоря, Rдп=0,021 Ом - сопротивление обмотки дополнительных полюсов, ав=2

ДUв=1В - падение напряжения на вентиле, Ud0=600В, щн=125с-1

Rэ- эквивалентное сопротивление

(4.3.6)

где rя- сопротивление якорной цепи

rсп- сопротивление проводов

rсд-0

rТ- активное сопротивление трансформатора

xТ- индуктивное сопротивление трансформатора

m- число фаз.

Rсп=0,1rл (4.3.7)

Rсп=0,1*6,69*10-2=6,69*10-3 Ом

(4.3.8)

где ДРкз - мощность к. з ДРкз=7600Вт

т- число фаз

Ктр - коэффициент трансформации

I- тое первичной обмотки трансформатора

(4.3.10)

(4.3.11)

где Кс=1,15

(4.3.12)

где Uн- номинальное напряжение двигателя

Uн=395 В.

Iя.дв- ток якоря, Iя, дв=150 А

Rя- сопротивление якоря, Rя=3,3*10-2Ом

щн - номинальная скорость двигателя, щн=125с-1

Lкр2>Lкр1

Индуктивность якоря двигателя, мГн.

(4.3.13)

где в=0,25- имперический коэффициент=0,6 для некомпенсированных машин

Uн- номинальное напряжение двигателя.

Iн- номинальный ток двигателя

- номинальная скорость двигателя

р=2

Индуктивность трансформатора, Гн.

(4.3.14)

где xТ - индуктивное сопротивление трансформатора переменного тока

(4.3.15)

Индуктивность сглаживающего дросселя, Гн

(4.3.16)

Гн

По полученным данным выбираем сглаживающий дроссель типа ФРОС-500/0,5УЗ

Номинальный постоянный ток 500А

Номинальная индуктивность 3,25 мГн.

5. Обоснование и выбор системы автоматического регулирования электропривода механизма хода экскаватора ЭКГ - 4,6

Для электропривода механизма хода для которого главным требованием является обеспечение максимальной производительности при минимальных нагрузках механического и электрического оборудования характерны следующие особенности.

Существующий коэффициент электромеханической связи.

Разно переменные нагрузки на валу возможность частых механических перегрузок.

Относительно невысокие требования в отношении регулирования скорости.

Расчет параметров системы электропривода механизма хода.

Определим электромагнитную постоянную времени якоря.

где Lэ - эквивалентная ин-сть якорной цепи, Гн

Rэ - экв. сопротивление якорной цепи, Ом

где Lт - индуктивность трансформатора = 0,208*10-3

Lд - индуктивность экв. дв. =3,22*10-3,Гн.

Lдр - индуктивность сглаживающего дросселя ( в системе на используется)

сопротивление вычислим по формуле.

где Rн - сопротивление ном. тиристорного преобразователя, Ом

Rт - активное сопротивление трансформатора

Rд - сопротивление эквивалентного двигателя

где Rк - коммутационное сопротивление тиристорного преобразователя, Ом.

m - число пульсаций выпрямленного напряжения

I- номинальный выпрямленный ток преобразователя.

электромеханическая постоянная определяется по формуле:

где J - момент инерции привода, С=кФ

Jмех - момент инерции механизма, кгм2

Jдв - момент инерции двигателя, кгм2

где СДмех2 - маховый момент механизма,

i - передаточное число механизма,

Момент инерции привода.

Величина С определяется по формуле:

Постоянная n по формуле

для расчета коэффициента усиления тиристорного преобразователя строим сквозную характеристику, т.к. U у преобразователя пилообразно, то угол регулирования б определяется соотношением

где Uон.max - амплитудное значение опорного напряжения =10В для системы УБСР-А4

Uу - напряжение управления

Расчет сквозной характеристики производим по формуле:

При расчете сквозной характеристики задаемся значением Uу в пределах - Uон.max?Uу?Uон.max

Uу

В

-10

-8

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

Еd

В

-818

-778

-662

-481

-253

0

453

481

662

778

818

По таблице строим сквозную характеристику преобразователя. Поскольку характеристика нелинейная, то расчет будем производить после линеаризации.

Коэффициент усиления тиристорного преобразователя на верхнем пределе регулирования скорости определяется по формуле

где ?U - изменение напряжения управления на верхнем пределе регулирования скорости

Аналогично определяем коэффициент усиления на нижнем пределе регулирования скорости.

Определение постоянной времени тиристорного преобразователя

где Тмф - малая постоянная времени системы фазного управления f - частоты питающей сети, Гц

принимаем Тмтп=0,01с

Расчет контура регулирования тока. Оптимизацию контура регулирования тока производим с оценки критерия.

Следовательно, оптимизацию следует производить по модульному оптимуму. передаточная функция регулятора тока оптимизированного по модульнуму оптимуму будет иметь вид:

где фр - время изодрома, сек

Крт - передаточный коэффициент регулятора тока,

Коэффициент Крт определяется по формуле:

где Кот - коэффициент обратной связи по току,

Тм - некомпенсированная постоянная времени контура тока Тммтп

где Uот.max=10В - максимальное допустимое значение обратной связи по току

Эквивалентная схема регулятора тока представляет собой ПИ- регулятор. Задаваясь величиной Сорт=1мкф получим

Величины сопротивлений входа регулятора тока Rзт и Rот принимаем равными и рассчитываем

Для упрощения дальнейших расчетов определяют передаточную характеристику, функцию токового замкнутого контура.

где Ттп= Тм

Пренебрегая в уравнении членом высшего порядка, получим:

Делись добром ;)