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

Курс лекций по электротехнике

РАСЧЕТ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ НА ЭВМ

Моделирование динамики разгона и торможения двигателя постоянного тока производилось с использованием полной модели (1) и программы «Разгон», созданной в среде MatLab. На рис.3, рис.4 приведены экранные формы программы и результаты моделирования.

Рис. 3. Экранная форма программы «Разгон»

Рис. 4. Графики переходных процессов по току и скорости при разгоне

Из результатов моделирования следует, что теоретически рассчитанные параметры процесса разгона совершенно не соответствуют полученным при моделировании на более полной модели. Это объясняется крайне неудачной методикой выбора сопротивления резисторов.

В режиме торможения математическая модель (1) приобретает вид:

 (26)

Или в матричной форме

, (27)

где .

Для моделирования использовался математический инструментарий simulink. Структура модели программы приведена на рис. , Окно модели и полученные графики переходных процессов приведены на рис. . Как уже было сказано, эти графики справедливы только до момента пересечения ими оси абсцисс.

Рис. 5. Структура модели программы

Рис. 6. Окно параметров модели и графики переходных процессов по току и скорости при торможении, полученные в результате моделирования

Из результатов моделирования следует, что теоретически рассчитанные параметры процесса торможения с точностью до ±10% соответствуют полученным при моделировании на более полной модели.

РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ

Система автоматического управления пуском двигателя постоянного тока состоит из силовой части, включающей резисторы R1, R2 и системы управления ими, включающей резистор R4, транзисторы VT1, VT2 и микропроцессор М, импульсный датчик ИД. Сопротивление резистора R4 выбирается на порядок меньше сопротивления обмотки якоря, поэтому он не влияет на разгонные характеристики двигателя, но падение напряжения на нем пропорционально току якоря. Поэтому этот резистор может играть роль датчика тока якоря.

Система может управлять пуском двигателя как по току, по времени и по скорости. В первом случае при замыкании пусковой кнопки К1, микропроцессор начинает измерять ток якоря, снимаемый с резистора R4. при достижении тока I1, микропроцессор подает сигнал, включающий оптрон семистора S2 через усилитель мощности на транзиcторе VT2, который замыкает резистор R2. При повторном достижением тока якоря значения I1, микропроцессор замыкает симистор S1. На этом процедура разгона заканчивается.

Во втором случае при замыкании кнопки К1 процессор начинает отсчитывать время и по достижении необходимых моментов последовательно включает семисторы S2, S1.

Во втором случае при угловая скоротсь вращения двигателя измеряется импульсным датчиком ИД. Процессор обрабатывает информацию, и при достижении необходимой скорости последовательно включает семисторы S2, S1.

Вид работы системы определяется программой процессора.

Рис. 7. Электрическая принципиальная схема системы управления

Генератор MorElectric фирмы Caterpillar® мощностью 7,3 кВт разработан как прямая замена сегодняшних 12- или 24-вольтовых автомобильных генераторов переменного тока (рис. 12). Имеет КПД 79...83% против 40...60% у обычных автомобильных генераторов. Это приводит к более низкому расходу топлива и снижает паразитные нагрузки на двигатель. Генератор предназначен для увеличения энерговооруженности вспомогательных электрифицированных систем автомобиля. При примерно одинаковых габаритах новый генератор имеет в 3 раза большую мощность (7,3 кВт против 2,3 кВт) и 2-кратное увеличение срока службы. Используется водяное охлаждение через общий охладитель машины. Масса 22 кг (против 12 кг у стандартного генератора). В 1998 фирма Dyson начала продавать пылесос DC05 - изделие европейского типа - в Японии. Он был маленьким, но недостаточно маленьким для японского рынка. В результате DC05 имел ограниченный успех. Японский рынок - огромный, поэтому фирма хотела создать изделие, которое работало бы там и работало хорошо. Была поставлена задача разработать новое изделие специально для Японии и изготовить его за год.

Выбор электродвигателя При проектировании новых электроприводов или модернизации существующих выбирают такие серийно выпускаемые двигатели, которые обеспечивали бы наилучшее выполнение на них функций и соответствовали бы условиям работы электропривода и рабочей машины. Их паспортные данные (мощность, напряжение, ток, частота и т.д.) должны быть близки к расчетным при работе данного электропривода, а их конструктивное исполнение соответствовать способу размещения в электроприводе и условиям окружающей среды.

Построение нагрузочных диаграмм Нагрузочными диаграммами называют графические зависимости от времени, момента и мощности электропривода (иногда и тока двигателя).

Задачи выбора электродвигателя В задачу выбора электродвигателя входят: выбор рода тока и номинального напряжения; выбор номинальной частоты вращения; выбор конструктивного исполнения ; определение номинальной мощности и выбор соответствующего ей двигателя по каталогу.

 При расчетах процессов нагревания и охлаждения электродвигателей электрическую машину упрощенно рассматривают как однородное тело, которое равномерно нагревается и излучает теплоту в окружающую среду всей поверхностью. Перед работой двигатель имеет температуру окружающей среды, поэтому вся выделенная в нем теплота идет на повышение температуры двигателя соответственно теплоемкости С, Втс/град. Когда его температура становится выше температуры среды, начинается процесс теплоотдачи в окружающую среду.


Номинальные режимы работы электродвигателей