Пример готовой курсовой работы по предмету: Автоматика и управление
Содержание
Содержание
Введение …………………………………………………..…………………стр. 5
1. Расчет и выбор мощности двигателя ………………………….стр. 9
2. Проверка двигателя по нагреву и перегрузкам .…………..стр. 18
3. Электромеханические свойства электропривода …………стр. 25
4. Функциональная схема электропривода …………………….стр. 30
5. Выбор элементов электропривода ……………………….….стр. 33
5.1 Выбор шунта ……………………………………………………………………. стр.33
5.2 Выбор тиристорного преобразователя ………………………………. стр. 35
5.3 Выбор силового трансформатора ……………………………………… стр. 38
5.4 Расчет параметров объектов регулирования ………………………. стр.44
6. Структурная схема САР ……………………………………стр. 47
6.1 Выбор тахогенератора ……………………………………………………… стр. 50
7. Оценка качества регулирования …………………….….стр. 51
Вывод …………………………………………………………….……стр. 56
Литература ……………………………………………….…………..стр. 57
Приложения
A. Нагрузочная диаграмма двигателя
B. Схема двигателя постоянного тока независимого возбуждения
C. Схема двигателя постоянного тока при динамическом торможении
D. Функциональная схема электропривода
E. Функциональная схема управления электроприводом
F. Регулировочная характеристика реверсивного тиристорного преобразователя
Выдержка из текста
Введение
При производстве строительных материалов, изделий и конструкций широко применяются электроприводы различных механизмов. Основной составляющей любой технической системы является электропривод, используемый для движения элементов и преобразующий эту энергию в механическую работу.
Как правило, электропривод состоит из двух каналов: информационного и силового. По силовому каналу поступает энергия, а по информационному производится управление этой энергией.
В состав электропривода входит: преобразовательное устройство, источник движения (двигатель), передаточное устройство, аппаратура управления.
Преобразовательное устройство необходимо для изменения рода трехфазного тока или изменения его параметров.
Передаточное устройство служит для согласования скоростей двигателя и рабочего органа или преобразования вида движения (редуктор).
Аппаратура управления осуществляет стабилизацию или изменение параметров движения (перемещения, скорости, ускорения, силовых воздействий) передаточного устройства и рабочего органа.
По характеру движения различают электропривод вращательного и поступательного движения. По количеству исполнительных двигателей различают групповой взаимосвязи, индивидуальный привод. Управление двигателем может быть автоматическим или автоматизированным.
При автоматизированном управлении двигателем, непосредственное воздействие на управляющий объект осуществляет человек (оператор).
Системы управления делятся на два класса.
Первый класс — система регулирования, которая обеспечивает поддержание постоянного значения физической переменной на выходе.
Второй класс – следящие системы, в которых физическая переменная должна отслеживать и воспроизводить некоторую заданную функцию времени.
При расчете мощности двигателя необходимо знать величины и характер нагрузки, которую приходится преодолевать двигателю в установившихся переходных режимах. Выбор электродвигателя осуществляется по роду тока и напряжения, конструктивному исполнению, мощности и режимам работы.
Наиболее простыми в эксплуатации и надежными в работе являются асинхронные двигатели, применяемые для электроприводов промышленных рабочих механизмов. Однако такие двигатели не могут обеспечить достаточный диапазон регулирования частоты вращения.
Синхронные двигатели применяются для рабочих механизмов с продолжительным режимом работы, не требующих частых пусков и регулирования частоты вращения.
Двигатели постоянного тока применяются в тех случаях, когда двигатели переменного тока не обеспечивают необходимых характеристик рабочего механизма (обычно при регулировании частоты вращения в широких пределах).
Выбор двигателя по конструктивному исполнению учитывает условия эксплуатации электропривода. Под условиями эксплуатации надо понимать: воздействие климатических факторов, окружающей среды, способ охлаждения и особенности монтажа двигателя.
Различают несколько типов конструкции двигателей: открытого, защищенного, закрытого. В сырых помещениях применяются защищенные двигатели со специальной влагостойкой изоляцией. Во взрывоопасных помещениях, содержащих горючие пары или газы, устанавливаются взрывозащищенные двигатели.
Правильный выбор мощности двигателя для привода должен удовлетворять требованиям экономичности, производительности и надежности рабочего механизма. Установка двигателя большей мощности, чем это необходимо по условиям привода, вызывает излишние потери энергии, увеличение габаритов двигателя и требует дополнительные капвложения.
Установка двигателя недостаточной мощности снижает производительность рабочей машины и делает ее работу ненадежной, а сам двигатель в подобных условиях может легко выйти из строя.
Двигатель должен быть выбран так, чтобы его мощность использовалась, возможно, полнее.
Во время работы двигатель должен нагреваться до предельно допустимой температуры, но не выше ее. Кроме того, двигатель должен нормально работать при возможных временных перегрузках и развивать пусковой момент, требуемый для данного рабочего механизма.
Чаще всего мощность двигателя выбирается на основании условий нагрева. После выбора, осуществляется проверка двигателя на соответствие перегрузочной способности условиям пуска и временным перегрузкам.
Нагрев электродвигателя определяется режимом его работы, т. е. соотношением длительности периодов работы и пауз между ними, частотой включения двигателя.
В зависимости от длительности включения двигателя, соотношения работы и количества пауз, а также от изменения нагрузки, различают три режима работы электродвигателей: продолжительный, кратковременный, повторно-кратковременный.
Продолжительный режим работы – это режим такой длительности, когда при практически неизменной нагрузке и температуре окружающей среды, двигатель нагревается до установившегося значения. В таком режиме работают электроприводы компрессоров, вентиляторов, дымососов, конвейеров непрерывного транспорта и т. д.
Кратковременный режим – это режим работы, при котором периоды нагрузки чередуются с периодами отключения (пауз) двигателя. Причем за время работы температура частей двигателя не успевает достигнуть установившегося значения, а за время пауз двигатель охлаждается до температуры окружающей среды.
Повторно-кратковременный режим – это такой режим работы, при котором периоды работы чередуются с паузами, причем ни в один из периодов работы температура двигателя не достигает установившегося значения, а во время снятия нагрузки двигатель не успевает охладиться до температуры окружающей среды.
К механизмам с повторно-кратковременным режимом работы можно отнести металлообрабатывающие и деревообрабатывающие станки, краны, прокатные станы и т. д.
При постоянной или мало изменяющейся нагрузке на валу двигателя, его мощность должна быть равна мощности нагрузки. Выбор двигателя сводится к выбору его по каталогу. Для некоторых производственных механизмов, работающих в продолжительном режиме с постоянным моментом сопротивления на валу, имеются приближенные формулы для определения мощности двигателей.
Двигатели для кратковременного режима работы электропривода выбирают по номинальной мощности, которая должна быть равна мощности нагрузки с учетом длительности работы. Стандартные допустимые значения двигателей, выпускаемых промышленностью для кратковременной работы, составляют 10, 30, 60,
9. мин.
При отсутствии двигателей кратковременного режима работы можно устанавливать двигатели повторно-кратковременного режима. При этом длительность работы
3. мин соответствует ПВ = 15%,
6. мин соответствует ПВ = 25%, а
9. мин соответствует ПВ = 40%.
В крайнем случае возможно применение двигателей для продолжительного режима работы с Рн < Р и последующей их проверкой на тепловой режим.
Список использованной литературы
Литература
1. Терехов, В. М. Элементы автоматизированного электропривода, М Энергоиздат, 1987 г. — 201 с.
2. В.П. Тарасик, Б.М.. Менский. Линейные автоматические системы. М. Машиностроение, 1977 г. — 198 с.
3. Электротехнический справочник под общей редакцией В.Г. Герасимова и др. — М. Энергоиздат, 1988 г. — 263 с.
4. Справочник по проектированию автоматизированного электропривода и систем управления технологическими процессами. Под редакцией В.И. Круповича, Ю.Г. Барыбина и др. — М. Энергоиздат, 1982 г. — 203 с.
5. Москаленко В.В. Электрический привод, — М. Высшая школа, 2000 г. — 98 с.
6. А.В. Башарин, Ф.Н. Голубев. Примеры расчетов автоматизированного электропривода. Л. Энергия, 1972 г. — 101 с.
7. И.М. Макаров, Б.М. Менский. Линейные автоматические системы. М. Машиностроение, 1977 г., — 198 с.
8. М.Г. Чилкин, А.С. Сандлер. Общий курс электропривода. М. Энергоиздат, 1981 г. — 396 с.
9. Р. Шенфель, Э. Хабигер. Автоматические электроприводы, Л. Энергоиздат, 1985 г. — 354 с.
