Проектирование и моделирование электротехнических устройств

Силовой анализ группы Ассура.

Выбор подшипника. Подшипник шариковый радиально-упорный однорядный 36305 (ГОСТ 831-75).

Проверочный расчет вала

Регулирование координат электропривода Как отмечалось выше, основная функция электропривода состоит в управлении его координатами - скоростью и моментом, т.е. в их принудительном направленном изменении в соответствии с требованиями технологического обслуживаемого процесса. Очень важный частный случай управления координатами - регулирование скорости или момента, т.е. принудительное изменение этих величин в установившемся режиме в соответствии с требованиями технологического процесса посредством воздействия на механическую характеристику двигателя. Частным случаем регулирования является поддержание одной из координат на требуемом уровне при независимом изменении другой координаты.

Характеристики и режимы при последовательном возбуждении В электроприводах постоянного тока иногда используются двигатели с последовательным возбуждением, когда специально выполненная обмотка возбуждения включена последовательно с обмоткой якоря

Произведем оценку регулирования изменением магнитного потока. Регулирование скорости при U = const однозонное - вверх от основной скорости. Это главный недостаток способа, существенно ограничивающий область его применения. Способ обычно применяется в сочетании с другими, позволяющими регулировать скорость вниз от основной. Стабильность скорости относительно высокая - характеристики жесткие (следует помнить, что Iк.з = (20-50)Iн). Регулирование момента при I = const - в широких пределах от -Мн до +Мн.

Двигатели с фазным ротором - регулирование координат Дополнительные возможности управлять координатами асинхронного электропривода появляются, если ротор выполнен не короткозамкнутым, а фазным, т.е. если его обмотка состоит из катушек, похожих на статорные, соединенных между собой и выведенных на кольца, по которым скользят щетки, связанные с внешними устройствами. Схематически трехфазная машина с фазным ротором показана на рис. 4.10,а. Фазный ротор обеспечивает дополнительный канал, по которому можно воздействовать на двигатель, - в этом его очевидное достоинство, но очевидна и плата за него: существенное усложнение конструкции, бóльшая стоимость, наличие скользящих контактов

Двигатели с короткозамкнутым ротором - регулирование координат. Двигатели с короткозамкнутым ротором - самые распрастраненные электрические машины - до недавнего времени использовались лишь в нерегулируемом электроприводе поскольку практически единственная возможность эффективно регулировать скорость - изменять частоту напряжения, приложенного к старторным обмоткам, была технически трудно реализуема.

Реверс (торможение) вхолостую. Для осуществления реверса w0 должна изменить направление. Это значит, что еп уменьшается до 0, затем изменяет полярность и возрастает до заданной величины, либо f1 уменьшается до 0, меняется чередование фаз и f1 возрастает до заданной величины.

Потери в переходных режимах Как было показано ранее (п.5.2), переходные процессы при быстрых изменениях воздействующего фактора могут сопровождаться большими бросками момента и тока, т.е. значительными потерями энергии. Поставим задачу оценить величину потерь энергии в переходных процессах и найти связи между потерями и параметрами электропривода. Будем учитывать только потери в активных сопротивлениях силовых цепей двигателя, так как именно эта составляющая общих потерь заметно возрастает в переходных процессах.

Тепловая модель двигателя. Стандартные режимы В тепловом отношении электрическая машина – сложный объект: она неоднородна по материалу, имеет рассредоточенные внутренние источники тепла, интенсивность которых зависит от режима, теплоотдача зависит от скорости и т.п. Именно эта сложность побуждает пользоваться на практике для относительно грубых оценок предельно простой моделью, построенной в предположении, что машина – однородное тело с постоянной теплоемкостью С, Дж/°С, с одинаковой температурой во всех точках J, с теплоотдачей во внешнюю среду Аt, пропорциональной коэффициенту теплоотдачи А, Дж/с×°С, и разности t температуры машины J и окружающей среды Jос , т.е. t = J - Jос, °С.

Общие принципы построения выпрямительных устройств Производство и распределение электрической энергии в основном осуществляется на переменном токе, вследствие простоты трансформации напряжения. Однако значительная часть производимой электрической энергии (30-35%) используется на постоянном токе, в том числе и для передачи на расстояния.

Выпрямительные диоды Выпрямительные свойства полупроводниковых диодов характеризуются рядом параметров, определяющих токи и напряжения в прямом и обратном направлениях. Эти параметры определяются вольт-амперной характеристикой (ВАХ) диода

Особенности применения электролитических конденсаторов в выпрямительных устройствах При проектировании устройств электропитания схема фильтра и его параметры определяются исходя из требования сглаживания пульсаций выходного напряжения выпрямителя. На практике в фильтрах выпрямительных устройств наибольшее применение нашли электролитические конденсаторы (ЭК)

Расчет выпрямителей при нагрузке, начинающейся с индуктивного элемента Выпрямитель гармонического напряжения при нагрузке, начинающейся с индуктивного элемента

Модель выпрямителя с учетом активных сопротивлений в фазах В модели выпрямителя, учитывающей влияние сопротивлений r в фазах выпрямителя, т.е. внутреннее сопротивление вентилей (идеализированный вентиль с потерями) и сопротивления обмоток трансформатора, это влияние сводится в основном к снижению выпрямленного напряжения пропорционально току .

Электротехнические элементы

Трехфазный трансформатор

Модели полупроводниковых ключевых элементов в SimPowerSystems В разделе Power Electronics библиотеки SimPowerSystems содержатся блоки, представляющие собой виртуальные модели полупроводниковых элементов: диодов, тиристоров и транзисторов. Полупроводниковые элементы из указанной библиотеки применяются только в качестве ключей и, к сожалению, не предусмотрено их использование в аналоговом режиме. Сразу же отметим, что среди упомянутых ключей отсутствует биполярный транзистор по причине постепенной замены на практике транзисторов этого типа на мощные полевые транзисторы.

Пример моделирования выпрямителя с индуктивно-емкостным фильтром в пакете MATLAB \ Simulink

Определение моментов нагрузки механизмов подъема груза и передвижения крана Как уже отмечалось, проектирование электропривода в большинстве случае начинается с расчета и построения нагрузочной диаграммы исполнительного механизма, которая позволяет определить расчетное значение мощности иле момента для предварительного выбора приводного двигателя

Регулирование скорости двигателей постоянного тока Для электроприводов тележки грузоподъемных механизмов обычно используются двигатели параллельного возбуждения, и заданные режимы работы они обеспечивают на естественной или реостатных характеристиках.

Построение нагрузочной диаграммы электродвигателя В § 13 для примера были названы рабочие режимы некоторых из проектируемых механизмов. Но на той стадии проектирования мы могли лишь указать нагрузку двигателя в статическом (установившемся) режиме. Теперь, располагал конкретными условиями работы механизма и расчетными данными переходных процессов в электропроводе, можно с достаточной точностью построить нагрузочную диаграмму предварительно выбранного двигателя. Это делается для того, чтобы проверить, не будет ли ориентировочно выбранный двигатель перегреваться при работе в расчетном режиме.

Особенностями металлургических машин являются: высокие нагрузки и тяжёлые режимы, агрессивная окружающая среда, безотказность работы, легкодоступный и нетрудоемкий ремонт. Неожиданная (неплановая) остановка машины в непрерывном металлургическом процессе вызывает значительные потери из-за недополученной продукции, затрат на ремонт.

Типы прокатных станов. Режим работы Большое разнообразие типов прокатных станов можно свести к двум группам: реверсивные и нереверсивные. Реверсивный прокатный стан имеет одну реверсивную клеть и механизмы, расположенные перед и за клетью для приема и манипулирования прокатываемыми полосами, длина которых по мере прокатки увеличивается. Длину прокатываемых полос определяют из секундного объема металла перед рабочими валками и за рабочими валками.

Конструирование металлургических машин

Технологическая линия

Расчет мощности двигателей механизма поворота

Процесс литья полосы В конце 80-х годов XX века из многообразия способов литья полосы для проведения дальнейших исследований были выбраны два: способ подачи расплава на поверхность вращающегося валка (одно-валковая схема) и способ литья в зазор между двумя валками, вращающимися навстречу друг другу (двух валковая технология). Основным аргументом в пользу одновалкового литья полосы был накопленный практический опыт, полученный в ходе развития производства стальной полосы с аморфной и микрокристаллической структурой.

Ножницы с верхним резом При таком резе отрезаемая часть непрерывной заготовки смещается вниз на величину, равную толщине заготовки.

Практическое применение результатов математического моделирования

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

Управляемый разгон двигателя постоянного ток В работе рассматривался автоматизированный пуск двигателя постоянного тока при условии ограничения тока якоря. Исходя из упрощенной модели процесса было рассчитано сопротивление пусковых резисторов, время этапов пуска и угловые скорости якоря на соответствующих этапах. Результаты расчетов были проверены математическим моделированием, исходя из более полной модели объекта. Разработана принципиальная электрическая схема системы автоматического управления пуском.

 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.

Расчет мощности и выбор электродвигателя для длительного режима работы Определение номинальной мощности двигателя для работы в длительном режиме с постоянной нагрузкой сводится к подсчету мощности Рс исполнительного механизма, приведенной к валу двигателя (с учетом КПД передач, редукторов и т.д.). По полученной мощности Р в каталогах выбирают двигатель с номинальной мощностью РномРс (предварительно выбраны род тока, напряжение, частота и конструктивное исполнение двигателя). Номинальная мощность, указанная в каталоге, является той наибольшей мощностью, на длительную работу без опасности перегрева рассчитан двигатель. Так как нагрузка постоянна, то специальной тепловой проверки не требуется. При тяжелых условиях пуска проверяют, достаточен ли развиваемый двигателем пусковой момент.

Бесконтактные пускатели представляют собой полупроводниковые (или гибридные) устройства, обычно тиристорные, которые предназначены для управления двигателями (чаще всего асинхронными и синхронными) и отличаются теми же положительными свойствами, что и бесконтактные (гибридные) контакторы. Некоторые типы таких пускателей позволяют ограничивать пусковые токи двигателей или их моменты при пуске, поэтому они получили название «мягкие» пускатели, или «мягкие» стартеры

Начертательная геометрия, инженерная графика, основы конструирования Компьютерная графика, физика