Проект комплектного тиристорного электропривода постоянного тока

Проект комплектного тиристорного электропривода постоянного тока

Министерство общего и профессионального образования

Российской Федерации.

Кафедра: Электропривод и автоматизация промышленных процессов.

Пояснительная записка к курсовому проекту

по курсу систем управления электроприводом.

Руководитель:

“-----“-----------200г

Автор проекта

Студент группы

“-----“-----------200г

Проект защищен

с оценкой

-----------------------

-------------------------

“------“---------200г

200

Содержание

1. Введение

2. Выбор электродвигателя

3. Выбор структуры системы управления электроприводом

4. Выбор комплектного тиристорного электропривода

5. Выбор элементов силового электорооборудования в комплектном электроприводе

6. Функциональная и структурная схемы электропривода. Переход к относительным единицам.

7. Определение параметров силового электрооборудования

8. Выбор типа регуляторов и расчет их параметров

9. Построение статических характеристик замкнутой системы электропривода

10. Защиты в электроприводе и расчет их уставок

11. Исследование качества процессов в проектируемой системе электропривода

12. Вывод

Литература

Введение

В данном курсовом проекте необходимо спроектировать комплектный тиристорный электропривод постоянного тока на основании технических требований представленных в таблице №1. Для этого, выбран двигатель из указанного диапазона мощностей, определена структура системы управления, выбран тиристорный преобразователь и силовое оборудование к нему, произведен синтез регуляторов. На основании знаний полученных в курсе ТАУ произведена настройка системы управления на оптимальное быстродействие и устойчивость. Исследованы качества процессов в спроектированной системе.

Таблица 1.1

Исходные данные к курсовому проекту.

2. Выбор электродвигателя

Из указанного диапазона мощностей выбираю двигатель постоянного тока продолжительного режима работы типа П92, 220 В, защищенный, независимого возбуждения.

Таблица 2.1

Параметры двигателя типа П92.

3. Выбор структуры системы управления электроприводом

Выбор структуры системы управления электропривода произведем с учетом требований технического задания на электропривод. В качестве внутреннего контура регулирования применяем контур регулирования тока якоря. Это обеспечит ограничение тока якоря допустимым значением при возможных перегрузках электропривода. Проверяем возможность применения в качестве внешнего контура регулирования, контур регулирования напряжения. Для проверки посмотрим, удовлетворяет ли данный выбор величине статической погрешности поддержания скорости.

Дnc=Дnc1+Дnc2 (3.1)

Дnc= 2,5%

Где Дnc1 и Дnc2- составляющие статической погрешности, вызванные приложением статической нагрузки и нестабильного потока возбуждения двигателя.

Дnc1- составляющая, вызванная приложением статической нагрузки в схеме с интегральным регулятором напряжения, когда можно принять Uя=const.

(3.2)

где кяд - кратность тока короткого замыкания якорной цепи двигателя.

(3.3)

Составляющую Дnc2 на стадии предварительных расчетов предсказать не удается из-за незнания величин разброса магнитного сопротивления машины и нестабильности тока возбуждения из-за нагрева обмотки, поэтому Дnс2 не учитываю.

Проверим, удовлетворяет ли полученная величина статической погрешности заданной.

Заданная величина

Рассчитанная величина

Таким образом, применение в качестве внешнего контура регулирования контур регулирования напряжения невозможно. Поэтому буду применять в качестве внешнего контура регулирования контур регулирования скорости двигателя.

4. Выбор комплектного тиристорного электропривода

На основании выбранного электродвигателя произведем выбор промышленного комплектного тиристорного электропривода постоянного тока серии КТЭУ.

Выбираем тиристорный электропривод КТЭУ 500/220-532-1ВМТД-УХЛ4.

800- Номинальный выходной ток

220- Номинальное выходное напряжение.

5- Однодвигательный электропривод с линейным контактором.

3- По режиму работы электропривод реверсивный с реверсом тока в якорной цепи.

2- Исполнение по способу связи с питающей сетью - реакторный.

1- С устройством аварийного динамического торможения.

1- Исполнение системы автоматического регулирования (САР) - САР скорости однозонная.

Наличие устройств:

В- Питания обмотки возбуждения двигателя.

М- Питания электромагнитного тормоза.

Т- Питания обмотки возбуждения тахогенератора.

Д- Динамического торможения электропривода.

УХЛ4- Климатическое исполнение.

Таблица 4.1

Параметры электропривода КТЭУ 500/220-532-1ВМТД-УХЛ4

Данный электропривод был выбран на напряжение больше номинального напряжения двигателя.

5. Выбор элементов силового электрооборудования в комплектном электроприводе

Для тиристорного электропривода выбираю трансформатор ТСЭП - 160/0,7У3.

Таблица 5.1

Параметры трансформатора ТСЭП - 160/0,7У3.

Расчет сопротивлений трансформатора

Где, rтр - активное сопротивление обмотки;

zтр - полное сопротивление обмотки;

хтр - индуктивное сопротивление обмотки.

Рассчитаем индуктивность трансформатора

Проверим в выбранном тиристорном преобразователе величину запаса по выпрямленному напряжению для статических режимов поддержания скорости.

(5.1)

272,2 < 220+272,2*0.25+13.47=301,645

Где Еd0- ЭДС идеально холостого хода преобразователя.

Ед- ЭДС двигателя при максимальной скорости

ДU1- снижение напряжения преобразователя, вызванное колебаниями напряжения сети.

Iм- максимальный рабочий ток нагрузки

Rяц- суммарное сопротивление силовой цепи преобразователь-двигатель.

Сопротивление якорной цепи

=0.016836+0.011+0.0095=0.037 Ом (5.2)

где Rя- сопротивление якоря двигателя и добавочных полюсов

Rтр- эквивалентное активное сопротивление обмоток трансформатора приведенное к вторичной цепи.

Rэ- снижение выпрямленной ЭДС за счет коммутационных провалов.

Для трехфазной мостовой схемы выпрямления дополнительное сопротивление от обмоток трансформатора составляет:

Rтр=2rтр=2*0.0055=0.011 Ом (5.3)

Потери ЭДС за счет коммутационных провалов.

(5.4)

ЭДС двигателя при максимальной скорости вращения.

В (5.5)

В*с (5.6)

Максимальный ток нагрузки

А (5.7)

ЭДС идеально холостого хода преобразователя.

В (5.8)

Из формулы (5.1) видно, что величина запаса по выпрямленному напряжению меньше, чем желаемая величина. Это может привести к насыщению тиристорного преобразователя, а это в свою очередь вызывает чрезмерную, неконтролируемую системой регулирования посадку скорости вращения двигателя при колебаниях напряжения сети или при перегрузке привода.

Рассчитаем требуемую индуктивность якорной цепи:

мГн (5.9)

где Uн Iн - номинальные напряжение и ток якоря.

К - эмпирический коэффициент.

Рассчитаем индуктивность якоря двигателя:

мГн (5.10)

где k - эмпирический коэффициент

pп - число пар полюсов двигателя

(5.11)

Получили, что Lтреб>Lяц, т.е. индуктивности якорной цепи не достаточно для ограничения пульсаций тока, т.е. нужен сглаживающий реактор.

Реактор буду выбирать из условий Lp > Lтр - Lяц, Iрн > Iндв.

Выбираю сглаживающий реактор ФРОС - 125/0,543

Таблица 5.2

Параметры реактора ФРОС - 125/0,543

Выберем тахогенератор. Будем выбирать тахогенератор по величине скорости вращения двигателя таким образом, чтоб при максимальной скорости вращения якоря двигателя у тахогенератора оставался запас по механической прочности (скорости вращения). Выбираю тахогенератор типа ПТ-22/1.

Таблица 5.3

Параметры тахогенератора типа ПТ-22/1.

Принципиальная схема силовых, а так же релейно-контакторных цепей и цепи возбуждения комплектного электропривода представлены в графической части проекта.

6. Функциональная и структурная схемы электропривода

Страницы: 1, 2