Определение параметров трансформатора, тиристоров, реактора

 

Трансформатор выбирается на основе расчетных вторичных напряжения и тока, а также расчетной мощности.

Расчетное значение вторичного фазного напряжения трансформатора, В

 

,

где K_U – 0,427;

U_d– напряжение преобразователя при угле открывания тиристоров a = 0, принимается равным номинальному напряжению питания двигателя;

K_С = 1,05 – 1,1 – коэффициент учета колебания напряжения сети на 10 %;

K_a = 1,05 – 1,1 – коэффициент, учитывающий неполное открывание вентилей при максимальном сигнале управления;

K_R= 1,05 – коэффициент, учитывающий падение напряжения в трансформаторах и вентилях.

(В);

 

Расчетное значение тока фазы вторичной обмотки трансформатора, А

;

I_2ф=0,815 1,05 56,18=48,08(A);

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Лист

КП. 140613.08. 05. П3

где K_i = 0,815;

K_ф = 1,05 – 1,1 – коэффициент формы анодного тока;

I_d – выпрямленный ток, равный номинальному току двигателя I_дн(А);

(A);

(A);

 

Действующее значение тока первичной обмотки трансформатора, А

,

где - коэффициент трансформации трансформатора.

;

;

 

Расчетная типовая мощность трансформатора, В∙А

,

где K_S – 1,05;

 

;

По полученным данным выбирается трансформатор с номинальными параметрами:

 

S_н ³ S_тр; U_2фн ³ U_2ф; I_2фн ³ I_2ф

Выбираем трансформатор по справочнику.

 

Тиристоры выбираются по среднему значению тока через вентиль с учетом увеличения тока двигателя в переходных режимах и по максимальному значению обратного напряжения.

Среднее значение тока через тиристор с учетом того, что тиристор в трехфазных схемах открыт треть периода, А

где K_З = (2 – 2,5) – коэффициент запаса по току;

K_ох = 1 при принудительном охлаждении со стандартным радиатором.

 

Максимальная величина обратного напряжения, В

где K_ЗU = (1,5 – 1,8) – коэффициент запаса по напряжению;

K_Uобр =1,05;

;

По каталогу выбираются тиристоры с номинальными данными

Iдоп ³ Iср; Uобр.доп ³ Uобр.макс

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Лист

КП. 140613.08. 05. П3

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Лист

КП. 140613.08. 05. П3

Индуктивность цепи выпрямленного тока из условия сглаживания пульсаций, Гн

 

 

где k – номер гармоники, для управляемых преобразователей, k =1;

p – число пульсаций, для трехфазной мостовой p = 6;

p_1% – допустимое действующее значение основной гармоники тока, принимается (2 – 15) в зависимости от мощности привода;

U_dnm – амплитудные значения гармонических составляющих выпрямленного напряжения.

Для первой гармоники и минимального рабочего угла a = 300 при мостовой схеме .

 

Требуемая величина индуктивности сглаживающего реактора, Гн

где L_УР – индуктивность уравнительного реактора (учитывается только при не насыщающихся реакторах);

L_ДВ – индуктивность двигателя, Гн

;

где b = (0,15 – 0,25) – для компенсированных машин;

p – число пар полюсов двигателя, р=2;

 

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Лист

КП. 140613.08. 05. П3

4.4 Расчёт механических характеристик двигателя

 

 

Уравнения механической характеристики по скорости имеет вид, рад/с

Номинальная скорость, рад/с

Номинальный момент двигателя, Н∙м

;

 

Для нахождения скорости холостого хода необходимо найти величину, В∙с

где - суммарное сопротивление цепи якоря, Ом, приведенное к 75⁰ С.

Скорость холостого хода, рад/с

 

Уравнения механической характеристики в разомкнутой системе по скорости имеет вид, рад/с

где R_п – сопротивление преобразователя, , (Ом);

 

Уравнения механической характеристики в замкнутой системе по скорости имеет вид

где: U_зс – задающее напряжение, U_зс = (15-20),(В);

γ= - коэффициент передачи обратной связи по скорости;

Для построения характеристик в замкнутой системе выбираем тахогенератор U_{зс макс}=20В, U_ос=17В, определяется коэффициент передачи γ

γ= ;

 

Определяется коэффициент передачи системы, обеспечивающий при данном U_зс скорость холостого хода, как и в разомкнутой системе

По формуле определяется скорость при номинальном моменте, рад/с

(рад/с);

 

При изменении U_зсменяется скорость холостого хода, жесткость характеристик не меняется.

Таблица 4- Параметры характеристик двигателя

 

Uзс
0

 

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Лист

КП. 140613.08. 05. П3

5Электрические схемы

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Лист

КП. 140613.08. 21. П3

5.1 Описание работы схемы управления

 

Питание на схему подаётся включением автоматического выключателя QF1.Пуск электродвигателя главного привода М1 и гидростанции М4 осуществляется нажатием кнопки SB4 которая замыкает цепь контактора KM1,замыкаются его контакты, переводя его на самопитание. Остановка электродвигателя главного привода М1 осуществляется нажатием кнопки SB3.Управление электродвигателем быстрого перемещения каретки и суппорта М2 осуществляется нажатием толчковой кнопки, встроенной в рукоятку фартука и воздействующей на конечный выключатель SQ8.Пуск и остановка электронасоса охлаждения М3 производится переключателем SB7. Работа электронасоса сблокирована с электродвигателем М1, и выключение его возможно только после замыкания контактов пускателя КМ1.Для ограничения холостого хода электродвигателя главного привода в схеме имеется реле времени КТ3. В средних положениях рукояток включения фрикционной муфты главного привода замыкается нормально закрытый контакт конечного выключателя SQ6 и включается реле времени КТ3, которое через установленную выдержку времени отключит своим контактом электродвигатель главного привода. Автоматический выключатель отключает электроснабжение станка. При открывании кожуха сменных шестерней срабатывает микро переключатель SQ5 отключает электродвигатель главного привода.Путевой выключатель SQ1 смонтирован в шкафу управления, микропереключатель SQ5-на корпусе коробки подач.

 

Заключение

 

В курсовом проекте по дисциплине "Электрическое и электромеханическое оборудование" произведен расчёт и выбор электропривода токарно-винторезного станка модели 16К20П, предназначен для выполнения разнообразных токарных работ: обтачивания и растачивания цилиндрических и конических поверхностей, нарезания наружных и внутренних метрических, дюймовых, модульных и питчевых резьб, а также сверления, зенкерования, развертывания,и т.п. В курсовом проекте была рассчитана мощность двигателя главного привода Р_экв = 10,9 кВт.

По данным расчёта и необходимым требованиям выбран двигатель типа 4А132S4У3. Для него рассчитана и построена естественная механическая характеристика, выбран провод ПВ3 4(1 2,5), автоматический выключатель АЕ2046, тепловое реле РТЛ, а также аппаратура управления магнитный пускатель ПМЛ 2100.

По мощности и частоте вращения двигателя главного привода был выбран ДПТ типа 2ПФ180LYXЛ4 с Р_ном=11 кВт, n_ном=2200 об/мин, питающийся от трёхфазной мостовой реверсивной схемы тиристорного преобразователя.

Для ДПТ выбран трансформатор на основе расчета вторичных напряжения и тока, а также расчетной мощности, тиристор по среднему значению тока с учетом увеличения тока двигателя в переходных режимах и по максимальному значению обратного напряжения.

Рассчитаны и построены для ДПТ естественная и искусственная механические характеристики в замкнутой и разомкнутой системе.

В 5 пункте рассмотрена работа управления станком, включающая запуск всех двигателей, электромагнитных муфт. Дано функциональное описание назначения конечных выключателей, кнопок, переключателей.

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Лист

КП. 140613.08. 05. П3

Список литературы

 

1 Зимин Е.Н. и др. Электрооборудование промышленных предприятий и установок. М.: Энергоиздат, 1981.

2 Коновалова Л.Л., Рожкова Л.Д. Электроснабжение промышленный предприятий и установок. М.:Энергоатомиздат, 1989.

3 Автоматические выключатели общего применения до 630А. Справочник. М.: Информзлектро, 1996.

4 Правила устройства электроустановок. М.: Энергоатомиздат, 2011.

5 Справочник технолога – машиностроителя. В 2-х т. Т. 2/Под ред. А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерекова. М.: Машиностроение, 1986.

6 Справочник по электрическим машинам. В 2-х т. Т. 1/Под ред. И.П. Копылова и Б.К. Клокова. М.: Энергоатомиздат, 1988.

7 Электромагнитные пускатели. Справочник. М.: Информэлектр, 1994.

8 Электротехнический справочник. В 3-х т. Т. 2 Электротехнические изделия и устройства/Под общ. ред. Профессоров МЭИ (гл. ред. И.Н. Орлов). М.: Энерготоиздат,1986.

Изм.

Лист

№ докум.

Подп.

Дата

Лист

КП. 140613.08. 05. П3