Синтез системи керування електроприводом технологічної установки

Міністерство освіти і науки України

Полтавський державний технічний університет імені Юрія Кондратюка

Курсовий проект з дисципліни:

Системи керування електроприводами

Тема:

Синтез системи керування електроприводом технологічної установки

Зміст

Вступ

Вихідні дані

Синтез системи керування методом циклограм

Опис роботи системи

Розрахунок та побудова механічних характеристик двохшвидкісного асинхронного двигуна

Розрахунок та вибір елементів схеми

Заключення

Література

Вступ

Електропривод представляє собою електромагнітну систему перетворення електричної енергії в механічну. Керування електроприводом – це організація процесу перетворення енергії, що гарантує в статичних і динамічних режимах роботи потрібні режими роботи технологічних механізмів.

Керування електроприводом ручне, якщо воно виконується за допомогою простих комутаційних пристроїв, на які безпосередньо діє оператор.

Автоматичне керування виконується без безпосередньої участі оператора, який в даному випадку може виконати команду “ПУСК” системи керування СК.

Під терміном СКЕП розуміють сукупність взаємопов’язаних електротехнічних елементів, які формують і виконують дію на двигун з метою керування рухом робочого органу РО у відповідності до вимог технологічного процесу.

СК

ОК

ПФ ВП Д М

ЗП РП КЛ РО

Мал. - 1 Структурна схема СКЕП

На малюнку 1 представлена структурна схема СКЕП де:

ПФ – пристрій формування сигналів керування

ВП – виконавчий пристрій

РП – регулюючий пристрій

Д – електричний двигун

М – механізм технологічний

КЛ – кінематичний ланцюг

РО – робочий орган

Функції які виконує СКЕП:

функція пуску, гальмування та реверсування двигуна. Застосовується в металообробній та металургійній промисловості.

Автоматичне задання та підтримка швидкості обертання двигуна. Застосовується в металорізальних верстатах.

Слідкування за сигналами що входять в систему. Застосовується в копіювальних та фотокопіювальних верстатах, прокатних станах.

Автоматичне керування механізмами та комплексами механізмів по заданій програмі з вибором оптимального варіанту. Застосовується у верстатах з ЧПК, автоматичних лініях з виробництва точних приладів.

Основні вимоги до СКЕП:

простота керування.

мінімальна кількість машин, апаратів, пристроїв, що входять до СКЕП.

простота та однотипність машин, апаратів, приборів і пристроїв.

мінімальна кількість елементів що входять до системи.

застосування найбільш надійних машин, апаратів, пристроїв.

гнучкість системи та зручність експлуатації. Чим більше система перелаштовується на інший вид керування тим вона більш гнучка.

контроль за справністю системи, та зручність знаходження поломок.

зручність монтажу зумовлює використання окремих вузлів СКЕП у вигляді блоків.

мінімальні габарити системи.

Вихідні дані:

Гальмування динамічне за принципом часу.

Пуск за принципом струму.

Цикл №1

де - переміщення на підвищеній швидкості w_>п> ;

- переміщення на робочій швидкості w_>р>;

- п’ятисекундна пауза;

Час одного циклу – 50 с.

Кількість циклів – 16

Співвідношення w_>п>/ w_>р>=3

Двигун асинхронний двохшвидкісний з короткозамкнутим ротором.

Синтез системи керування методом циклограм

У синтезі виділяють дві основні частини:

абстрактний синтез – перехід від заданої технологічної програми роботи виробничого механізму до формалізованого алгоритму керування механізмів;

структурний синтез – перехід від формалізованого алгоритму керування до схеми керування;

Стосовно до схеми керування багато позиційного електроприводу задача синтезу характеризується відносно невисокою розмінністю і для її вирішення застосовується простий метод циклограм. У заданому методі кінцевим алгоритмом керування є структурні формули, визначення яких виконується через циклограму.

Теоретичне описання циклу

Заданий цикл переміщення зображений на кресленні формату А2. Виконавчий орган електроприводу повинен працювати згідно нього. Перед складанням циклограми теоретично обґрунтуємо роботу виконавчого органу по заданому циклу.

У початковій точці А двигун повинен включитися в мережу і перший етап переміщення виконувати на підвищеній швидкості. Потім, дійшовши до точки В двигун повинен зупинитись (відключитися від мережі). Це досягається за допомогою кінцевих вимикачів. Після відключення двигуна від мережі має включитися гальмування. Далі вмикається пауза. Після витримки паузи двигун вмикається в мережу на робочу швидкість. При досягненні точки С, що відповідає кінцевому вимикачеві, двигун відключається від мережі, гальмується і відбувається реверс на підвищену швидкість. Двигун працює на підвищеній швидкості доки робочий орган не досягне точки А. Після цього двигун відключається від мережі, гальмується, іде витримка паузи. Далі цикл повторюється (по завданню 16 разів). Отже виконавчий орган має відпрацювати 16 циклів, після чого двигун відключиться від мережі.

Побудова циклограми

Циклограма – це графічне зображення стану змінних у вигляді горизонтальної прямої станів. Де:

Х_>і> – незалежна зовнішня змінна;

Y_>і> – залежна зовнішня змінна;

q_>і> – внутрішня залежна змінна;

Напрям дії одної змінної (вхідної) на іншу (вихідну) зображується у вигляді вертикальних прямих зі стрілками. Ці дії викликають зміну стану вихідної змінної. Змінні, до яких на циклограмі не підводяться прямі дії приймаються за незалежні змінні, якими є вхідні величини Х, інші змінні вважаються залежними внутрішніми q та зовнішніми вихідними Y. Інтервал часу на якому стан всіх змінних лишається незмінним називається тактом.

Приймаємо вхідні та вихідні змінні.

Х_>о>– сигнал ключа на початок або кінець руху;

Х_>1> – сигнал кінцевого вимикача SQ1 встановленого в т. А

Х_>2> – сигнал кінцевого вимикача SQ2 встановленого в т. В

Х_>3> – сигнал кінцевого вимикача SQ3 встановленого в т. С

Y_>1> – сигнал руху робочого органу від т. А до т. В

Y_>2> – сигнал руху робочого органу від т. В до т. С

Y_>3> – сигнал руху робочого органу від т. С до т. А

Для вибраних змінних у відповідності з описом роботи двигуна будуємо циклограму.

Складання структурних рівнянь

Умовами виключення змінних Y_>1>, Y_>2> та Y_>3> є відповідно:

S”(Y_>1>)=X_>2>; S”(Y_>2>)=X_>3>; S”(Y_>3>)=X_>1> 1.1

Умовою включення для Y_>2> є допоміжна змінна q_>2>, тобто

S’(Y_>2>)=q_>2>(t_>b>) 1.2

В якості умови включення і умови відключення для q_>2> вибираємо змінну Х_>2>

S’(q_>1>)=X_>2>; S”(q_>2>)=X_>2> 1.3

Аналогічно для другого періоду включення змінної Y_>1> приймаємо

S’(Y_>1(2)>)=q_>1>; S’(q_>1>)=X_>1>; S”(q_>1>)=X_>1> 1.4

Умовою включення змінної Y_>3> є:

S’(Y_>3>)=X_>3>

Так як за технічним завданням двигун може бути зупинений оператором у будь-якому місці технологічного циклу, і в будь-який момент часу, то сигнал Х_>о> повинен бути умовою відключення всіх наступних періодів включення, тобто

S”(Y_>1(2)>)=X_>2>X_>0>; S”(Y_>2>)=X_>3>X_>o>; S”(Y_>3>)=X_>1>X_>o> 1.5

За побудованою циклограмою складаємо структурні формули. Для першого і другого періодів включення змінної Y_>1> маємо:

Y_>1(1)>=q_>1> X_>2>X_>0> 1.6

Y_>1(2)>=(q_>1>+Y_>1>) X_>2>X_>0>

q_>1>=X_>1>(+t_>п>)

Y_>1>= Y_>1(1)>+ Y_>1(2)>=(q_>1>+Y_>1>) X_>2>X_>0>

Для періодів включення змінних Y_>2> та Y_>3> аналогічно отримаємо

Y_>2>= (q_>2>+Y_>2>) X_>3>X_>0>

Y_>3>= (Х_>3>+Y_>3>) X_>1>X_>0> 1.7

Якщо робочий орган зупинений оператором сигналом Х_>о> між точками А і В, В і С, С і А, то подальша подача сигналу Х_>о>=1 не приведе до включення двигуна, так як сигнали q_>1>та_>>q_>2> рівні нулю. Для поновлення руху до умов включення добавимо додаткові сигнали Х_>4> та Х_>5> кнопок керування SB.

S’(Y_>1>)=q_>1>+X_>4>; S’(Y_>2>)=q_>2>+X_>5>; S’(Y_>3>)=X_>3>+X_>5> 1.8

Щоб запобігти одночасному включенню контакторів застосуємо блокування – доповнюємо умови відключення змінних Y_>1>,Y_>2>,Y_>3> перехресними інверсними сигналами Y_>1>,Y_>2>,Y_>3>.

S”(Y_>1>)=X_>2>X_>0>Y_>2>Y_>3>

S”(Y_>2>)=X_>3>X_>0>Y_>3>Y_>1> 1.9

S”(Y_>3>)=X_>1>X_>0>Y_>1>Y_>2>

В кінцевому випадку структурні рівняння мають вигляд

Y_>1>=(q_>1>+Y_>1>+X_>4>) X_>2>X_>0>Y_>2>Y_>3> 1.10

Y_>2>=(q_>2>+Y_>2>+X_>5>) X_>3>X_>0>Y_>3>Y_>1> 1.11

Y_>3>=(X_>3>+Y_>3>+X_>5>) X_>1>X_>0>Y_>1>Y_>2> 1.12

q_>1>=X_>1>(+t_>п>)

q_>2>=X_>1>(+t_>в>)

q_>1> – додаткова змінна, сигнал реле часу, що забезпечує витримку часу t_>п>=5 с.

q_>2> – додаткова змінна, сигнал реле часу, що забезпечує витримку часу t_>в>=5 с.

взявши за основу наведені вище структурні формули, які побудовані за циклограмою, складаємо схему керування асинхронним двох швидкісним двигуном. При спрощенні і удосконаленні схеми можливі деякі розбіжності зі структурними формулами.

2. Опис роботи схеми

Силова схема складається з трифазного асинхронного двохшвидкісного асинхронного двигуна з коротко замкнутим ротором, потужністю 4 кВт. Виходячи з технічного завдання вибираємо двигун марки Т-52/6-2 з такими параметрами:

Таблица 1 - Склад силової частини схеми

n об/хв

кВт



cos

І_>пуск>

І_>ном>

М_>поч>

М_>ном>

М_>max>

М_>ном>

GD²

З’єднання фаз

940

4.5

0.79

4.5

1.5

2.1

0.28



2800

5.5

0.93

5.0

2.0

2.3

0.28



До схеми входить рубильник QF1, максимально струмовий, це забезпечує захист двигуна від скачків струму. У силову схему входять контакти контакторів КМ2 та КМ3, які забезпечують роботу двигуна на підвищеній та робочій швидкостях відповідно. Також входять контакти проти включення КМ6, які виконують реверс двигуна на підвищеній швидкості. Також до силової схеми входять контакти контактора КМ1, КМ7, КМ8 які спрацьовують у момент пуску двигуна, струмообмежуючі резистори R_>1>, R_>2>, R _>3>, R_>5>, R_>6>, R_>7>, R_>8>, R_>9>.

До силової схеми можна віднести схему динамічного гальмування, яке відбувається подачею постійної напруги на обмотку статора двигуна. Схема динамічного гальмування складається з контактів контакторів КМ4 та КМ5, які забезпечують гальмування на підвищеній та робочій швидкостях. Також до схеми динамічного гальмування входить трансформатор TV1 та діодний міст VC1. вони використовуються для зниження та випрямлення напруги.

Принцип роботи схеми керування

З силової схеми подається напруга величиною 380В. на знижувальний трансформатор TV2. Потім на випрямляч VC2. Схема керування та VC2 живиться постійним струмом. У схемі застосовується максимально – струмовий захист у вигляді запобіжників FU2, FU1.

При замиканні QF1 запитується котушка реле КТ6 і замикає свій контакт КТ6. КТ6 розпочинає підрахунок часу, на протязі якого відбудеться 16 циклів роботи механізму і після цього контакт відключиться і розімкне ланцюг керування.

При замиканні контакту КТ6 робочий орган механізму знаходиться в т. А, в місці знаходження кінцевого вимикача SQ1, який в цей момент часу замкнутий, в результаті чого запитується котушка контактора КМ1 і він замикає свої контакти в ланцюгові контактора КМ2 та ставить себе на саможивлення. Розпочинається пуск двигуна по принципу струму. Коли пусковий струм досягне номінального значення спрацює КА1 і замкне контакт в ланцюзі КМ2. КМ2 запитується і розмикає контакт в ланцюгові КМ1. В результаті цього відключаються додаткові опори і двигун працює на підвищеній швидкості.

При підході РО до т. В спрацює кінцевий вимикач SQ2, який розімкне ланцюг контактора КМ2 і реле часу КТ1 та КТ3 розпочнуть відлік часу. Замикаючий контакт КТ1, та розмикаючий контакт КМ2 замикаються в ланцюгові КМ4 і розпочинається динамічне гальмування. Після витримки часу КТ1 розмикається і гальмування припиняється. Реле КТ3 витримує паузу 5 секунд і відключається замикаючий свій контакт. Запитується реле КТ7 і замикає свої контакти в ланцюгові КМ3. Розпочинається пуск двигуна по принципу струму. Коли пусковий струм досягне номінального значення спрацює КА3 і замкне контакт в ланцюзі КМ3. КМ3 запитується і розмикає контакт в ланцюгові КМ7. В результаті цього відключаються додаткові опори і двигун працює на робочій швидкості. Робочий орган рухається з т. В до т. С.

РО підходить до т. С, спрацьовує кінцевий вимикач SQ3. Він розмикає ланцюг КМ3, відключає двигун від мережі. В результаті цього спрацьовує реле КТ4 замикаючи контакти в ланцюгах КМ4, та КМ5 вмикаючи динамічне гальмування на робочій швидкості. Після витримки часу КТ4 розмикається, гальмування припиняється. Також SQ3 замикається в ланцюгові КМ8. Розпочинається реверс. Іде пуск двигуна по принципу струму. Коли пусковий струм досягне номінального значення спрацює КА2 і замкне контакт в ланцюзі КМ6. КМ6 запитується і розмикає контакт в ланцюгові КМ8. В результаті цього відключаються додаткові опори і двигун працює на підвищеній швидкості. Робочий орган рухається з т. С до т. А.

Коли РО досягає т. А спрацьовує SQ1. Він замикає свій контакт в ланцюгові КМ1, та розмикає в ланцюгові КМ6. В результаті розмикання ланцюга КМ6 спрацьовують реле часу КТ2, та КТ5. КТ5 замикається в ланцюгові КМ4 – відбувається динамічне гальмування, а реле КТ2 відраховує паузу 5 секунд і цикл розпочинається заново.

Розрахунок та побудова механічних характеристик двох швидкісного асинхронного двигуна

Швидкість ідеального холостого ходу розраховується за формулою

3.1

де f_>ном> – частота мережі

р – кількість полюсів.

Спочатку вестимемо розрахунок для швидкості 1000 об/хв., а потім для 3000 об/хв.

Номінальний момент розраховується за формулою

3.2

де Р_>ном> – номінальна потужність двигуна;

w_>ном> – швидкість обертання валу двигуна;

Тоді

Номінальне ковзання

3.3

після підстановки

Критичний момент

М_>к>=_>м>^.М_>ном>3.4

М_>кр>=2.1^.45.74=96 Нм

М_>кп>=2.3^.18.77=43.2 Нм

Критичне ковзання асинхронного двигуна

3.5

Момент на валу двигуна

3.6

; ;

Щоб розрахувати моменти, задамося що S буде приймати значення від 0 до 1. Розрахунки наведені в таблиці.

Таблиця - Розрахунки

S	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.7	0.8	0.9	1
М_>р>	70.2	95.1	92.7	83	72.9	64.17	57	50.9	46	42
М_>п>	28.94	41.75	42.76	39.47	35.36	31.52	28.2	25.39	23.03	21.04

Характеристики побудовані за цими даними представлені в додатку.

Розрахунок та вибір елементів схеми

Розрахунок опору для обмеження пускових струмів

Як відомо потужність 3-фазного ланцюга

Р = 3U_>ф>^.І_>ф>^. cos 4.1

де U_>ф> – фазна напруга, 220В.

І_>ф> – фазний струм, А.

Так як І_>л>=І_>ф>, U_>л>= U_>ф>, а обмотки двигуна з’єднані трикутником, то:

Номінальний струм

Розрахуємо пусковий фазний струм:

4.2

Номінальний струм в обмотці двигуна

4.3

Розрахуємо коефіцієнт зниження напруги з урахуванням того, що допустиме значення пускового моменту приймаємо рівним 50%, а М_>п>=1.2М_>н>.

4.4

Коефіцієнт збільшення струму при пуску:

4.5

Розраховуємо повний опір двигуна

4.6

Повні втрати у відсотковому вираженні

4.7

Усереднені дані змінних втрат

Р_>пер>=Р_>мех>+Р_>ст>=3.8+4.0=7.8

Коефіцієнт який визначає відношення змінних втрат до повних

4.8

Величину cos_>к> рекомендовано розраховувати як середньоарифметичне

де

тоді

З урахуванням вище сказаного активний опір

r_>k>= z_>k>^. cos_>k>=3.48^.0.4=1.39 Ом 4.10

4.11

повний опір

4.12

Тоді за теоремою Піфагора

r_>B>= r-r_>k>=4.35-1.39=2.95 Ом 4.13

Згідно з [1] для опору в ланцюг якоря підбираємо ящик ЯС110/1. Кількість ярусів даного опору рівна 1. Загальний опір ящиків 2.1-5.6 Ом.

Опори ящиків не стандартизуються а використовуються по даним замовника.

Ящики опорів ЯС110 виконуються захищеними від попадання пилу, вологи і від дотику до струмоведучих частин.

Вибір елементів силової частини схеми

Спочатку виберемо автоматичний вимикач QF1. Він застосовується з максимально – струмовими розчеплювачами. Струм вимикача для двигуна з коротко замкнутим ротором розраховується за формулою:

І_>уст>_>QF>=(1.2-1.3)І _>н>4.14

І_>уст>_>QF>=1.3^.19.9=25.87 А

Згідно [1] вибираємо автоматичний вимикач А3124: І_>уст>=30А; число полюсів n=3. ГОСТ 3241-82.

Максимально струмові реле вибираємо виходячи з умови:

І_>р>>_>>2.5^.І_>н> 4.15

І_>р>=2.5^.19.950 А.

Вибираємо згідно [5] реле РЭ570: І_>сп>=50 А. Реле з ручним поверненням, номінальний струм протікання через контакти І_>нк>=10А, напруга U_>нк>=48В. ГОСТ 8250-71.

Двигун вибраний у пункті 2.1.

Виберемо складові системи динамічного гальмування.

Для здійснення динамічного гальмування на дві обмотки статора подається постійна напруга U=127В. Виходячи з цього виберемо трансформатор TV1-0С0-7.5 з такими параметрами:

потужність Р_>н>=7.5 кВт

напруга на первинній обмотці U_>ВН>=380В.

напруга на вторинній обмотці U_>НН>=127В.

Технічні вимоги які повинен задовольнити трансформатор описані в ГОСТ 74.321-84.

В якості випрямляча виберемо блок випрямлення, який складається з діодного мосту. Згідно [6] нас задовольнить діодний блок КЦ 402Д, який має параметри:

зворотна напруга U_>зв>=200В.

номінальний струм І_>пр.н>=15А.

Виконання та технічні вимоги наведені в ГОСТ 25529-82.

Мінімально струмове реле КА вибираємо із умови, що воно спрацює тоді, коли значення струму двигуна досягне номінального.

Дані реле РЭ830:

напруга живлення котушки U_>ж>=380В.

струм спрацювання І_>спр>=25А.

потужність котушки Р=16Вт.

кількість розмикаючи контактів n_>р.к.>=1

Реле виконано згідно ГОСТ 8250-71.

Вибір елементів схеми керування

Схему керування будемо живити постійним струмом, напругою 48В., через понижуючий трансформатор, та випрямляючий діодний міст.

Згідно вище сказаному нас задовольняє трансформатор ОСО-0.25 з такими параметрами:

напруга первинної обмотки U_>вн>=380В.

напруга вторинної обмотки U_>нн>=48В.

потужність Р_>н>=250 ВА.

Вимоги до трансформатора наведені в ГОСТ 74321-84.

Далі вибираємо випрямляючий блок VC2, який складається з 4-х діодів, з’єднаних по типу мостової схеми. Випрямляючий блок підбираємо за струмом, та за зворотною напругою. Щоб знайти струм, який протікає у схемі керування спочатку знайдемо сумарну потужність:

Р=Р_>км1>+Р_>км2>+ Р_>км3>+Р_>км4> +Р_>км5>+ Р_>км6>+Р_>км7> +

+Р_>кт1>+ Р_>кт2>+ Р_>кт2>+ Р_>кт4>+ Р_>кт5>+ Р_>кт6> 4.16

Р=403 Вт

Тоді струм знаходиться за формулою:

4.17

Отже у схемі керування протікає струм приблизно 8.4 А. Виходячи з цього вибираємо випрямляючий блок КЦ402Е з такими даними:

струм, протікаючий через блок І_>пр.н>=15А.

максимальна зворотна напруга U_>зв>=100В.

Вимоги в ГОСТ 25.529-82.

Запобіжники вибираємо по умові:

І_>пв>=2.5І_>н> 4.19

І_>пв>=2.5^.8.4=21А.

Згідно цього запобіжники FU1, FU2 виберемо ПН210101У.3 з такими даними:

струм запобіжника І_>з>=60А.

струм плавкої вставки І_>пв>=25А.

Вимоги в ГОСТ 1874-76.

Виберемо контактори схеми керування. Так як вони (КМ1, КМ2, КМ3, КМ4, КМ6) схожі за своїми функціями – призначені для комутації головними контактами силових ланцюгів схеми, вибираємо їх одного типу. Це спростить підбір комплектуючих, їх ремонт, обслуговування, наладку. Головні контакти контакторів вибираємо надструм більший за І_>н>– пусковий струм двигуна. Отже нас задовольняє контактор типу КТП 6023 з такими параметрами:

живлення котушок виконується постійною напругою 48В.

номінальний струм протікаючий через контакти 160А.

потужність котушки 50 Вт.

число допоміжних контактів 4.

Технічні вимоги в ГОСТ 11206-77.

Контактор динамічного гальмування КМ5 виберемо типу КВП602. Тому що котушка живиться постійним струмом і контакти комутують ланцюги постійного струму. Технічні дані:

живлення котушок виконується постійною напругою 48В.

номінальний струм протікаючий через контакти 100А.

потужність котушки 30 Вт.

число головних контактів 1.

число допоміжних контактів 4.

Контактор КМ7 виберемо типу КПД 110Е, так як його контакти та котушка знаходяться лише в схемі керування і живляться постійним струмом. Дані контактора:

живлення котушок виконується постійною напругою 48В.

номінальний струм протікаючий через контакти 25А.

потужність котушки 18 Вт.

число головних контактів 1.

число допоміжних контактів 2.

В якості реле часу виберемо реле часу типу РЭВ. Реле цієї серії виконуються з електромагнітною системою постійного струму. Контакти реле можуть бути ввімкнені в ланцюги керування змінного, та постійного струму.

Вибираємо реле часу КТ1, КТ4, КТ5. вони застосовуються для витримки часу при гальмуванні. Гальмування двигуна триває приблизно 0.5-0.8 с. Згідно цього вибираємо реле типу РЭВ 816 з такими технічними даними:

час регулювання при виключенні котушки 0.5-1.5 с.

потужність котушки 16 Вт.

напруга живлення 48В.

число замикаючих контактів 2.

число розмикаючи контактів 2.

Технічні вимоги описані в ГОСТ 8250-71.

Виберемо реле часу КТ3, та КТ2. дані реле забезпечують 5-ти секундну паузу. Згідно цієї умови виберемо реле типу РЭВ 814:

час регулювання при виключенні котушки 3.0-5.0 с.

потужність котушки 16 Вт.

напруга живлення 48В.

число замикаючих контактів 1.

число розмикаючи контактів 1.

Технічні вимоги описані в ГОСТ 8250-71.

В якості реле часу КТ6, яке робить витримку часу 800с., для відпрацювання всіх циклів роботи механізму виберемо пневматичне реле ГОП 772М-3221-ДОУХЛ4 з такими даними:

час спрацювання 800 с.

потужність котушки 25 Вт.

напруга живлення 48В.

число замикаючих контактів 2.

Кнопки керування SB1, SB2, SB3 виберемо типу КЕ 021 з такими даними:

номінальна напруга 110В.

номінальний струм 10А.

Кінцеві вимикачі SQ1, SQ2, SQ3 виберемо типу КУ 701 – ричажні з самоповерненням. Технічні дані:

номінальний струм 10А.

Технічні вимоги описані в ТУ 16.535.681 – 76.

На цьому вибір елементів завершується.

Розрахунок та вибір провідників

Переріз дроту вибираємо з умови, що густина струму в провідникові не перевищує =4 А/мм². Тоді з коефіцієнтом запасу:

І_>пр>=І_>п>^.К_>u>_>>4.20

І_>пр>=63.2^.0.645=40.77 А.

Переріз дроту знаходимо за формулою:

4.21

Отже для силової частини схеми застосовуються дроти з поперечним перерізом S10.2 мм². виходячи з цього вибираємо провід з [7] типу ПРП з такими параметрами:

кількість жил 3.

поперечний переріз 12 мм².

Для провідників ПРП застосовується ГОСТ 15.845 – 80.

Для схеми керування та заземлення вибираємо дроти аналогічним способом:

І_>пр>=8.4^.0.645=5.42 А.

Згідно [7] вибираємо провід марки ППВ з такими даними:

кількість жил 3.

поперечний переріз 2 мм².

Технічні вимоги описані в ГОСТ 15.845 – 80.

Для виконання зовнішніх з’єднань силової частини застосовуються дроти перерізом 312 мм² марки ПРП в металевому рукаві типу Р3-Ц-Х-ДУ25.

Заключення

У даному курсовому проекті за технічним завданням була розроблена схема керування технологічною установкою. За основу була взята циклограма переміщення механізму, згідно якої були складені структурні формули. По структурним формулам була розроблена схема керування асинхронним двигуном з коротко замкнутим ротором і двома статорними обмотками. Схема передбачає пуск, розгін відпрацювання трьох циклів переміщення та 16-ти повних циклів, після чого двигун відключиться від мережі.

Потім був проведений розрахунок схеми та вибір її компонентів, включно до вибору дротів. Також була складена таблиця з’єднань елементів і побудовані механічні характеристики двигуна.

У процесі проектування був накопичений досвід по розробці систем керування, силових ланцюгів схеми. Отримані практичні навички по розробці та вибору апаратури і комплектуючих електропривода. Також в процесі проектування були розглянуті цифрові системи керування, які останнім часом набувають широкого застосування в промисловості.

Здобуті знання та навички є доброю базою для творчого ходу в розробці автоматизованого електроприводу та систем керування.

Література

Г.А. Карвовський, С.П. Окороков «Справочник по асинхронным двигателям и пускорегулирующей аппаратуре», Москва 1969.

В.И. Дьяков «Типовые расчеты по электрооборудованию», Москва, ВШ 1991. В.С. Терехов

«Дискретные и непрерывные системы управления ЭП», Москва, МЭИ, 1983

М.С. Живов - «Справочник электротехника», Москва, ВШ, 1990.