Анализ задания на курсовой проект (работу) Пример выполнения самостоятельной работы

Курс лекций по электротехнике

Анализ задания на курсовой проект (работу). Составление технического описания центрифуги. Составление краткого описания технологического процесса. Определение требований к электроприводу

Получив задание на курсовой проект (работу) с указанием номеров вариантов конструкции ротора и тахограммы (по табл.1 и 2), студенту необходимо изготовить рисунки, аналогичные рис. 1 и 2, с соблюдением масштабов и буквенным обозначением размерных, скоростных и временных параметров; в подрисуноч-ных надписях или отдельно (с последующим размещением а тексте) записать значения этих параметров, жесткости эластичной муфты и максимальной загружи(ротора;подобрать источники информации (литературу), необходимые для описания устройства центрифуги и технологического процесса [2,3,11,12 и др.]. Рисунки с изображением разреза ротора центрифуги и тахограм-мой, заданные весоразмерные, скоростные и временные параметры помещаются в ТЗ (см. п. 4.2).

При составлении описаний конструкции центрифуги и технологического процесса рекомендуется ознакомиться с номенклатурой выпускаемых промышленностью фильтрующих подвесных центрифуг [2,3] и подобрать тип центрифуги с ножевой выгрузкой осадка (ФПН), наиболее близкий к заданному варианту по максимальной загрузке и диаметру ротора, после чего выполнить эскиз общего вида центрифуги без излишней детализации, пригодный для описания конструкции и технологического процесса. На основе этого эскиза впоследствии может быть выполнен рисунок в тексте либо чертеж общего вида. Ссылаясь по необходимости на чертеж (рисунок) общего вида центрифуги (без присвоения ей условного обозначения типа), на котором должны быть показаны основные узлы центрифуги (ротор, двигатель, муфта, кожух, механизм среза осадка, несущая конструкция), необходимо кратко описать конструктивно устройство центрифуги и назначение ее основных узлов. После этого, привлекая к рассуждениям тахограмму, можно составить описание технологического процесса [3,11,12] (основные технологические операции перечислены в п. 3).

На основе описаний конструкций центрифуги и технологического процесса, а также дополнительных сведений из п.З составляется перечень требований к электроприводу ротора по исполнению двигателя, категории его защиты от окружающей среды, диапазону регулирования скорости и др. [13].

При выполнении курсовой работы последним пунктом данного раздела должен быть пункт с рекомендуемым названием.

Техническое задание на разработку электропривода  ротора фильтрующей подвесной центрифуги".

4.2. Этап 2. Составление технического задания

На основе сформулированных требований к электроприводу составляется ТЗ. Структура и требования к оформлению тз описаны в [1,7]. В курсовом проекте ТЗ является самостоятельным документом, не входящим в состав ПЗ [указывается в ведомости проекта].

4.3. Этап 3. Выбор системы электропривода. Разработка функциональной схемы силовой части электропривода

Руководствуясь сформулированными требованиями к электроприводу ротора, необходимо выбрать тип двигателя и систему электропривода. Характеристика этого этапа работы и некоторые рекомендации приведены в [1]. Выбирая систему электропривода, необходимо иметь в виду предпочтительность применения комплектных электроприводов, выпускаемых серийно (не снятых с производства).

Определившись в выборе системы электропривода, необходимо разработать функциональную схему его силовой части [1] и составить краткое описание элементного состава этой схемы и принципа ее работы.Функциональная схема в виде чертежа или рисунка может быть скорректирована после решения задач выбора силового электрооборудования (двигателя и преобразовательного агрегата, комплектного электропривода). Образец функциональной схемы см. в [13, с. 592].

4.4. Этап 4. Расчет мощности и выбор приводного электродвигателя

Этот этап проектирования [1] содержит ряд работ, выполняемых в приведенной ниже последовательности.

4.4.1. Анализ теплового режима работы электродвигателя. Выбор серии электродвигателей

Вычисляется фактическая продолжительность включения

и делается заключение о том, в каком тепловом режиме  будет работать электродвигатель [4,13,14]. Определяется серия, из которой будет выбран электродвигатель (общепромышленная или краново-металлургическая).

4.4.2. Расчет и построение нагрузочной диаграммы механизма

Нагрузочная диаграмма механизма представляет собой график  изменения статического момента на валу ротора центрифуги во времени в течение рабочего цикла центрифуги. Необходимо определить значение (закон изменения) статического момента на каждом участке рабочего цикла.

Все нагрузочные диаграммы и тахограмму (повторно) следует привести на одном рисунке или чертеже.

Формулы для расчета статического момента приведены в [1,13]. При вычислении момента МТ сил трения в подшипниках принять: значение коэффициента трения в подшипниках привода ротора f=0.04 (подшипники качения); на участках рабочего цикла от начала загрузки ротора до начала его выгрузки масса загруженного ротора постоянна и равна массе максимально загруженного ротора; в процессе выгрузки осадка масса ротора уменьшается мгновенно до значения массы пустого ротора в момент окончания выгрузки. На участке рабочего цикла, соответствующем процессу выгрузки осадка, абсолютное значение Мс.мех возрастает на величину момента Мрез, обуславливаемого усилием резания, воздействующим на лезвие ножа. В расчетах принять Мрез= 0.6Мв Следует также помнить, что моменты МТ и Мв имеют реактивный характер.

4.4.3. Вычисление расчетной мощности электродвигателя Расчетная мощность электродвигателя вычисляется по формуле

где  - коэффициент запаса, учитывающий влияние динамических процессов на температурный режим двигателя и дополнительные потери энергии в нем;

  - среднее значение статической мощности механизма за время Тр работы в пределах рабочего цикла;

 - фактическая (по тахограмме) относительная продолжитель ность включения;

  - стандартная продолжительность включения (для которой будет выбираться мощность двигателя по каталогу, ближайшая по значению к ).

С учетом значительной доли переходных процессов в общей продолжительности рабочего цикла рекомендуется принять . Напомним, что если тепловой режим двигателя лроддлжи-тепьный, то  Средняя статическая мощность за время работы вычисляется по формуле

  (1)

где i - условный номер участка работы электропривода (без учета пауз);

, - продолжительность i-ro участка работы;

  - частота вращения ротора центрифуги, рад/с.

Подынтегральная функция  представляет собой мгновенное значение Рс.мех статической мощности механизма. В нашем случае все составляющие статического момента имеют реактивный характер, поэтому последняя формула упрощается:

  (2)

Вычисление интеграла (2) целесообразно представить в виде таблицы по форме табл. 3, в третьей и четвертой строках которой приводятся аналитические выражения подынтегральной функции и интеграла. На основании табл. 3 вычисляется значение Рс.мех.ср по формуле (2) и Ррас по формуле (1).

Заметим, что расчетную мощность можно вычислить более обосновано, если в качестве Рсмехср принять среднее квадратическое значение статической мощности за время работы Тр, т.е.

 (3)

В этом случае можно принять Кз=1.5.

Выбор электродвигателя Двигатель выбирается по каталогу [15] на основе игаш данных: максимальная скорость ротора центрифуги возможность установки редуктора, напряжение цеховой сети размещение двигателя на центрифуге, условия окружающей среды и др Номинальная мощность выбранного двигателя должна быть не ниже Ррвс. Выбрав двигатель, надо выписать его краткую техническую характеристику (паспортные данные): тип, номинальные значения мощности, напряжения, тока, скорости, КПД и другие параметры, необходимые для дальнейших расчетов (в частности, момент инерции ротора).

Расчет и анализ статических характеристик разомкнутой системы электропривода Оценка качества статических (установившихся) режимов работы электропривода является одним из аспектов общей оценки качества проектной разработки. Характер (параметры) установившихся режимов электропривода полностью определяется его статическими механическими характеристиками . Уравнение статической механической характеристики разомкнутой системы электропривода (т.е. силового канала электропривода) можно получить из его математического описания (модели) в любой форме

Определен объект исследования – привод на базе асинхронного двигателя.

Реализация различных способов ШИМ предлагается на основе цифрового счетчика с реверсивным счетом регистров. Приведено аналитическое обоснование принципа векторного управления и его структурная реализация.

Выполненный расчет динамических характеристик асинхронного привода для пневмокомпрессора свидетельствует об ее эффективности. Показано, что найденный закон управления позволяет иметь требуемые динамические характеристики по интегральным параметрам, по выбранному критерию при заданных ограничениях. Использование разработанной в главе 3 модели и предложенной на ее основе методики определения коэффициентов закона управления, позволили построить частотный закон управления, обеспечивающий улучшенные регулировочные характеристики в пусковых режимах асинхронного электропривода, снижение потерь и надежный пуск привода пневмокомпрессора электропоезда.


Номинальные режимы работы электродвигателей