Аналитические методы расчета переходных процессов Составление схемы электропривода

Курс лекций по электротехнике

Составление схемы электропривода

В результате выполненных расчётов выбраны электродвигатель и сопротивления, которые обеспечивают работу двигателя в необходимых режимах на заданных механических характеристиках. При этом следует иметь в виду, что в случае трехфазного переменного тока расчет и выбор сопротивлений производится лишь для одной фазы. Следовательно, общее количество выбранных сопротивлений необходимо утроить. Часть сопротивлений обычно выполняет несколько функций. Так, например, обычно пусковые сопротивления одновременно являются и регулировочными, а также составляют часть сопротивления противовключения.

Объемом курсового проекта предусматривается составление многолинейной принципиальной схемы тех узлов электропривода, которые были рассчитаны или выбраны и обеспечивают необходимые режимы работы проектируемого механизма. Так, при выборе механического способа торможения должен быть выбран и включен с соблюдением существующих правил (два разрыва силовой цепи) электромагнитный тормоз нужного типа и параметров.

Разработка схемы управления (расчет, определение параметров и очередности срабатывания контакторов, уставок реле и т.д.) заданием на курсовое проектирование не предусматривается. Однако надо указать способ управления: контроллерный, релейно-контакторный или какой-либо другой. Необходимо выбрать тип и параметры основных аппаратов управления, например, контроллера, указав его способность к реверсированию и обеспечению нужного количества режимов работы электропривода.

В системе Г - Д цепи возбуждения изображаются, если они рассчитывались в проекте. При выборе динамического торможения асинхронных двигателей приводится схема питания обмоток статора постоянным током.

В цепях главного тока должны быть указаны все коммутирующие контакты и элементы защиты электропривода. Изменением положения этих контактов должны быть обеспечены все расчетные режимы и характеристики привода.

Принципиальная схема включения электродвигателя должна соответствовать пусковой диаграмме, кривым изменения скорости, тока и момента во времени и схеме внешних соединений выбранных сопротивлений.

Все узлы схемы выполняются в строгом соответствии с ЕСКД.

В пояснительной записке приводится краткое описание работы схемы.

Расход энергии за цикл работы электропривода

Одним из основных требований к проектируемому электроприводу является его экономичность. Поэтому в процессе проектирования важно определить количество  энергии, расходуемой электроприводом на цикл работы, средневзвешенный к.п,д. за цикл и удельный расход энергии на единицу продукции.

При расчете расходуемой электроэнергии необходимо учитывать, что мощность, подводимая из сети к двигателю идет на преодоление момента нагрузки, создание запаса энергии вращающихся масс электропривода и на покрытие потерь в электродвигателе и передаче.

Общий расход электроэнергии за цикл определяется как сумма энергий, расходуемых за время пуска, работы в установившемся режиме и торможения. Число слагаемых этой суммы наглядно видно из нагрузочной диаграммы, построенной также для одного цикла.

Следует иметь в виду, что такие электроприводы, как привод механизма подъема груза, при опускания тяжелых грузов обычно работает в генераторном рекуперативном режиме, возвращая в сеть часть израсходованной на подъем груза энергии. Эту энергию надо вычесть из общего расхода за цикл. Не делая большой ошибки, генераторным режимом с возвратом энергии можно считать лишь установившиеся режим спуска груза. При пуске и торможении двигатель потребляет энергию из сети.

Потери электроэнергии в двигателе за время переходного процесса с некоторой степенью приближения можно определить из следующих выражений.

1. При пуске:

– двигателя постоянного тока

 (127)

– асинхронного двигателя

 (128)

В уравнениях (127) и (128) знак "плюс" (+) - для тормозного статического момента, знак "минус" (-) - для движущего статического момента МСТ.

2. При торможении противовключением:

– двигателя постоянного тока

 (129)

– асинхронного двигателя

 (130)

В уравнениях (129) и (130) знак "плюс" (+) - для движущего статического момента, знак "минус" (-) - для тормозного статического момента.

3. При динамическом торможении:

– двигателя постоянного тока

 (131)

– асинхронного двигателя

а) в роторе

 (132)

б) в статоре

 (133)

где IП - тормозной постоянные ток в обмотке статора;

rC - сопротивление статора тормозному току (зависит от схемы включения).

В уравнениях (131) и (132) знак "плюс* (+) - для движущего статического момента, знак "минус" (-) - для тормозного статического момента.

Потребляемая двигателем при пуске энергия состоит из двух примерно одинаковых частей: механической энергии и потерь, идущих на нагрев сопротивлений двигателя. Поэтому для определения общего расхода энергии потери при пуске, найденные из уравнений (127) и (128), очевидно, надо удваивать.

Расход энергии двигателем в установившемся режиме можно рассчитать через мощность на валу двигателя

 (134)

которая также указывается в паспорте двигателя и приводится в каталогах. При этом энергию АУ, потребляемую двигателем из сети в установившемся режиме, можно определить из выражения

(135)

где Р - мощность на валу двигателя, с которой он постоянно работает в течение времени tУ ;

η - к.п.д. двигателя при данной загрузке.

Таким образом, потребляемая двигателем из сети за время цикла энергия АЦ выразится формулой

где n - число рабочих периодов электропривода за цикл.

Из уравнений (127) и (128) следует, что потребляемая двигателем при пуске механическая энергия запасается в маховых массах привода и расходуется на преодоление статического момента нагрузки. Запасенная в приводе кинетическая энергия при отключении двигателя от сети расходуется также на совершение работы исполнительным механизмом.

Исходя из этого, средневзвешенный к.п.д. электропривода за цикл работы можно определить из выражения

где - энергия, идущая на выполнение полезной работы в установившемся режиме.

Поскольку абсолютный расход энергии не дает полного представления об экономичности спроектированного электропривода, определяют также удельный расход энергия на единицу продукции. В частности, экономия электроэнергии электропривода и всего предприятия в целом будет обеспечена лишь в том случае, если действительный удельный расход энергии будет меньше запланированного.

Особенностями металлургических машин являются: высокие нагрузки и тяжёлые режимы, агрессивная окружающая среда, безотказность работы, легкодоступный и нетрудоемкий ремонт. Неожиданная (неплановая) остановка машины в непрерывном металлургическом процессе вызывает значительные потери из-за недополученной продукции, затрат на ремонт.

 Привод наклона конвертера должен обеспечивать поворот корпуса от вертикального положения на слив продуктов плавки, на осмотр футеровки. Для самовозврата корпуса в вертикальное положение его центр тяжести должен быть ниже оси цапф, что приводит к некоторому завышению вращающего момента на приводе, но обеспечивает безопасность эксплуатации.

Регулируемыми параметрами являются скорость вытягивания заготовки, количество подаваемой воды на первичное и вторичное охлаждение, ход и частота качания кристаллизатора. Глубина регулировки указанных параметров позволяет разливать широкий сортамент сталей: от малоуглеродистых до высокоуглеродистых и легированных марок сталей.

Опытом доказано – на данном этапе развития техники отказаться от качания кристаллизатора невозможно. Но, несмотря на такое утверждение, поиски способов снижения трения в кристаллизаторе продолжается, и дают положительный результат. Так, стенки кристаллизатора вместо чистой меди стали делать из сплава меди и серебра. Кроме того, заготовки для стенок стали получать не горячей, а холодной прокаткой. В результате значительно увеличили твердость рабочей поверхности стенки кристаллизатора, что позволило снизить коэффициент трения и повысить износостойкость стенки.

Преимущества и особенности технологии разливки К-Н-К

Производительность МНЛЗ и режимы работы механизмов

Схема главной линии рабочей клети

Типы прокатных станов. Режим работы Большое разнообразие типов прокатных станов можно свести к двум группам:  реверсивные и нереверсивные. Реверсивный прокатный стан имеет одну реверсивную клеть и механизмы, расположенные перед и за клетью для приема и манипулирования прокатываемыми полосами, длина которых по мере прокатки увеличивается. Длину прокатываемых полос определяют из секундного объема металла перед рабочими валками и за рабочими валками.

Силы прокатки При пластической деформации напряжения превышают предел упругости, и их связь с деформациями уже не определяется законом Гука. Такое состояние металла называют пластическим. Согласно теории Сен-Венана оно наступает в том случае, если максимальная разность главных нормальных напряжений равна напряжению течения (фактическому сопротивлению деформации sф): 

Литейно-прокатные агрегаты (ЛПА) Вершиной развития технологии непрерывной разливки стали, являются литейно-прокатные агрегаты (ЛПА).

Конструирование металлургических машин

Стадия проектирования машины В принятой практике проект разделяют на три стадии: - эскизный проект - технический проект - рабочий проект

За период своего развития, а первая промышленная установка непрерывной разливки стали ( УНРС ) была в СССР введена в эксплуатацию в 1959г., технология непрерывной разливки стали достигла высокого уровня. Этому способствовало значительное расширение географии применения технологии и круга специалистов из многих стран, принимавших участие в ее освоении и совершенствовании.


Составление схемы электропривода