Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
ФБОУ ВПО НГАВТ
Кафедра ЭО и А
Курсовая работы
По дисциплине электрические и электронные аппараты
Тема: "Расчет электрических аппаратов для следящего электропривода постоянного тока "
Вариант №11
Выполнил: студент гр. ЭТ - 41"б"
Вахмянин А.Ю.
Проверил: Лесных А.С.
Новосибирск 2013г.
Введение 3
Паспортные данные следящего электропривода постоянного тока. 5
Принцип работы схемы: 6
Выбор силового трансформатора: 7
Выбор тиристоров: 8
Выбор автоматического выключателя: 10
Выбор сельсинов: 11
Выбор трансформатора схемы управления: 11
Выбираем блок питания: 12
Вывод: 13
Литература: 14
Введение.
Курсовая работа является заключительным этапом изучения курса «Электрические и электронные аппараты».
Цель курсовой работы является углубленная проработка ключевых вопросов изучаемой дисциплины, усвоения навыков самостоятельной творческой работы, приобретение опыта работы со специальной технической литературой.
Электрические аппараты - это устройство предназначенное для коммутации электрических цепей, управление электропривода (пуск, реверс, остановки), для передачи и распределения электроэнергии.
Классификация электрических аппаратов:
Таблица №1 - исходные данные:
|
Двигатель постоянного тока серии П, защищенный с самовентиляцией, 220 В, S1/30/ |
Система сетей 380 В |
Значение Zфо, Ом |
||||||
|
Тип |
Мощность, кВт |
Iном, А |
nном, об/мин |
Rоб.возб., Ом |
Iв.н., А |
КПД, % |
||
|
П51 |
6,0 |
33,2 |
1500 |
132 |
1,27 |
82,2 |
TN-C |
0,9 |
рис.1 - схема следящего электропривода постоянного тока.
Замыкая QF, подготавливаем схему к пуску. При нажатии на кнопку SB2 получает питание контактор КМ, который своим контактом КМ1 подключает первичную обмотку трансформатора TV1 к сети. TV1, предназначен для преобразования напряжения 380/220В. Со вторичной обмотки трансформатора напряжение поступает на тиристорный преобразователь, а затем сигнал идет на электродвигатель М.
Электродвигатель механически связан с сельсином-приемником через редуктор Рм, а, следовательно, при повороте вала двигателя, поворачивается вал сельсина-приемника. Входной величиной системы, является угол поворота вх сельсина-датчика ВС. За счет возникновения разности ЭДС, напряжение рассогласования, появляющееся на обмотке возбуждения сельсин-приемника BE подается на фазовый детектор ФД, преобразуется в напряжение постоянного тока и поступает на регулятор DA, который передает напряжение управления на вход системы управления реверсивным тиристорным преобразователем. Выпрямленное напряжение с выхода преобразователя подается на якорь двигателя постоянного тока независимого возбуждения М, развивающего частоту вращения, пропорциональную выпрямленному напряжению, в направлении, соответствующем знаку величины θвх.
Для питания обмотки возбуждения сельсина ВС и блока питания регулятора DA предусмотрен трансформатор TV2.
Питание на обмотку возбуждения ДПТ подается через диодный мост VD1-4.
Для определения действующего значения фазового напряжения вторичной обмотки трансформатора можно использовать зависимость, предложенную Е.Н. Зиминым:
Где:
ka, kз- коэффициенты запаса, ka = kз = 1,05;
λ= 2,5 - кратность тока нагрузки в режиме стабилизации скорости
(величина перегрузочной способности двигателя по току);
Е - ЭДС двигателя при номинальной скорости, В;
Е = kФнω = Uн - IнRдв =
f, q, s - коэффициенты зависящие от схемы трансформатора;
Iн, Uн - номинальный ток и напряжение двигателя, А и В;
Rдв- сопротивление якорной цепи двигателя, Ом;
= 3 - потери в меди трансформатора;
m%=10 - возможное снижение напряжения питающей сети;
Uk%= 4 - напряжение короткого замыкания трансформатора;
= 1,2 В - прямое падения напряжения на вентилях;
Значение коэффициентов для расчета трансформатора:
|
Схема мостовая |
a |
b |
c |
d |
q |
f |
s |
|
2,34 |
0,817 |
0,817 |
0,95 |
2,45 |
2 |
1,63 |
Определив , находим , коэффициент трансформации, токи фаз:
На основании полученных данных выбираем трансформатор.
Ка=3 – для трехфазной цепи
- номинальный ток, А
λ - величина перегрузочной способности двигателя по току.
Значение среднего тока, приведенного к классификационной схеме, определиться:
где kз – коэффициент запаса по току;
kсх – коэффициент, зависящий от схемы выпрямления, угла проводимости и формы тока;
kохл – коэффициент, учитывающий условия охлаждения;
Указываемое в паспорте повторяющееся напряжение Uп тиристора должно быть больше расчетного значения:
,
|
Тип тиристора |
Повторяющийся импульсное напряжение в закрытом состоянии и повторное импульсное обратное напряжение |
Повторяющийся импульсный ток в закрытом состоянии и повторный импульсный обратный ток |
Средний ток в открытом состоянии |
Действующий ток в открытом состоянии |
Ударный ток в открытом состоянии |
Импульсное напряжение открытом состоянии |
Критическая скорость нарастания U в закрытом состоянии |
Критическая скорость нарастания i в закрытом состоянии |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
T161-160 |
300 - 1800 |
15 |
125 (90) |
196 |
25 |
1.75 |
125 |
20 - 1000 |
T161-160 - силовой тиристор с классами по напряжению от 3 до 18.
Таблица №2
|
Отпирающие постоянное напряжение управления () |
Отпирающий постоянный ток управления () |
Время выключения |
Минимальная температура перехода |
Максимальная температура перехода |
Тепловое сопротивление переход- корпус |
Крутящий момент |
Масса тиристора |
|
Rthjc, |
M, Н м |
кг |
|||||
|
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
|
3.5 |
0.2 |
80, 100, 160, 250 |
-60 |
125 |
0,15 |
25+/-5 |
0,24 |
Iп- ток пусковой, А
Iн- ток номинальный, А
Ток уставки электромагнитного расцепителя
Выбираем автоматический выключатель из условий, что
Uном≥Uраб и Iном≥Iраб
АП50-ЗМТ - комбинированный расцепитель.
Таблица №3
|
Тип автомата |
Номинальный ток расцепителя, А |
Кратность тока срабатывания |
Пределы регулирования номинального тока уставки теплового расцепителя, А |
Ток срабатывания электромагнитного расцепителя (отсечка), А |
|
АП50-ЗМТ |
25 |
33,8 |
16-25 |
175 |
Сельсины – это датчик угла поворота. В курсовой работе они предназначены для подачи управляющего сигнала в схему управления в зависимости от управления и угла поворота. Сельсины работают в трансформаторном режиме.
|
Сельсины |
№ группы |
Наименование группы |
Напряжение, В |
Частота, Гц |
Ток возбуждения, А |
Потребляемая мощность не более, Вт |
Максимальное вторичное напряжение, В |
|
Сельсин датчик СС-404 |
II |
нормальные |
110 |
50 |
0,42 |
13 |
49 |
|
Сельсин приемник ДИ-404 |
II |
нормальные |
110 |
50 |
0,42 |
13 |
49 |
Необходимая мощность трансформатора:
где Iсд – номинальный ток сельсин – датчика (1,3 А);
Iсп – номинальный ток сельсин – приемника (0,75 А);
U – напряжение вторичной цепи трансформатора (напряжение питания сельсинов);
kтр=1,1 – коэффициент трансформации .
Выбираем трансформатор понижающий ОСМ1-0,25 380/110
Трансформаторы сухие малой мощности ОСМ1 (однофазные, сухие, многоцелевого назначения)
мощностью 0,063...2,5 кВА, напряжением первичной обмотки от 115 до 660 В, вторичных обмоток
от 12 до 260 В предназначены для питания цепей управления, местного освещения, сигнализации
и автоматики.
|
ХАРАКТЕРИСТИКИ |
Номин. |
Ток холостого |
Напряжение короткого |
КПД, % |
Масса, |
Габаритные размеры |
|||
|
Ном. |
Пред. |
Ном. |
Пред. |
Ном. |
Пред. |
||||
|
ОСМ1-0,25 |
0,25 |
22 |
30 |
5,5 |
20 |
90,2 |
-2 |
3,9 |
105х106х130 |
Стабилизированный блок питания.
Описываемый блок питания собран из доступных элементов. Он почти не требует налаживания, работает в широком интервале подводимого переменного напряжения, снабжен защитой от перегрузки по току
Рис.2. - стабилизированный блок питания
Рано или поздно перед радиолюбителем возникает проблема изготовления универсального блока питания (БП), который пригодился бы на «все случаи жизни». То есть имел достаточную мощность, надёжность и регулируемое в широких пределах выходное напряжение, к тому же защищал нагрузку от «чрезмерного потребления» тока при испытаниях и не боялся коротких замыканий.
Предлагается, по мнению автора, наиболее удовлетворяющий этим условиям достаточно простой для повторения БП, обеспечивающий стабилизированное напряжение 1 ,5-24 В при выходном токе до ЗА. Кроме того, он может работать в режиме источника тока с возможностью плавной регулировки тока стабилизации в пределах 10-100 мА или с фиксированными значениями тока 0,1 А, 1 А, 3 А.
В данной курсовой работе был произведен расчет схемы следящего электропривода переменного тока. В ходе выполнения расчетов были выбраны и проверены: автоматический воздушный выключатель, тиристорный преобразователь, трансформатор цепи управления и предохранители.