Выбор двигателя постоянного тока

ПРОЭКТИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ

Курсовая работа по дисциплине

"Автоматизированный электропривод нефтегазовой отрасли"

Студент группы З – 8201 ___________________ С.В. Говорухин

^{(Подпись)}

___________________

^(Дата)

Руководитель доцент,

кандидат наук ____________________ С.В. Леонов

^{(Подпись)}

____________________

^(Дата)

Томск 2014

Содержание

Введение...................................................................................................................3

1 Техническое задание (Вариант 6).......................................................................4

2 Выбор двигателя постоянного тока....................................................................7

2.1 Расчёт характеристик и определение критериев работы...............................7

2.2 Выбор ДПТ и его описание............................................................................10

3 Выбор элементов силовой цепи........................................................................12

3.1 Выбор силового драйвера...............................................................................14

3.2 Выбор датчиков...............................................................................................17

4 Выбор микроконтроллера..................................................................................20

5. Описание работы...............................................................................................22

Заключение.............................................................................................................24

Список используемой литературы.......................................................................25

Приложение А. Расчёты в MathCAD...................................................................26

Введение

Автоматизированный электропривод в современных условиях представляет собой систему автоматического управления (САУ) большей или меньшей сложности и в свою очередь может составлять часть более сложной автоматической системы управления процессом. Такие сложные системы должны собирать информацию о ходе производственного процесса, обрабатывать ее согласно заданным алгоритмам и выдавать управляющие воздействия электрическим машинам или другим элементам, обеспечивающие целесообразный ход производственного процесса.

Под электроприводом понимается электромеханическая система, состоящая из взаимодействующих преобразователей электроэнергии, электромеханических и механических преобразователей, управляющих и информационных устройств и устройств сопряжения с внешними электрическими, механическими, управляющими и информационными системами, предназначенная для приведения в движение исполнительных органов рабочей машины и управления этим движением в целях осуществления технологического процесса.

Техническое задание (Вариант 6)

Проектирование электропривод постоянного тока. Разработать систему управления электроприводом, исходные данные приведены в таблице 1.

Таблица 1. Исходные данные

Номер варианта
Участок 1
Участок 2
Участок 3
Участок 4
Участок 5		-30
	-10
Участок 6
Напряжение питания, В (постоянное)
Момент инерции механизма,	1,25
Тип двигателя	ДПТ
Время переходного процесса	0,3

Согласно данным таблицы 1, построим нагрузочную диаграмму рисунок 1. Электропривод работает на постоянном токе, с напряжением 220В.

Рисунок 1. Нагрузочная диаграмма электропривода.

Рекомендуется получить время переходного процесса не более 0,3 сек. На рисунке 2 изображена функциональная схема электропривода постоянного тока, в соответсвии с которой необходимо выбрать каждый функциональный элемент цепи.

Рисунок 2. Функциональная схема электропривода.

Выбор двигателя постоянного тока

2.1 Расчёт характеристик и определение критериев работы

Для выбора двигателя необходимо учесть ряд условий:

,где - максимальная скорость вращения за цикл.

, где - средняя мощность за цикл, а - мощность двигателя.

, где - средне квадратичный момент за цикл.

Исходя из заданных характеристик и диаграммы работы исполнительного механизма, первоначально необходимо определить

Из данных следует, что:

Далее необходимо определить среднеквадратичный момент силы, для этого воспользуемся формулой:

где:

- число рабочих участков в цикле.

- момент силы на -ом интервале.

- продолжительность -го интервала.

От сюда

Теперь необходимо определить среднеквадратичную мощность за цикл:

где:

- мощность на -ом интервале,

, где коэффициент редуктора и = 1, так как редуктор не требуется.

- коэффициент ухудшения теплоотдачи на -ом интервале, соответствующий значению угловой скорости на этом интервале.

Примерные значения коэффициента для двигателей различного исполнения приведены в таблице №

Исполнение двигателя
Закрытый с независимой вентиляцией
Закрытый без принудительного охлаждения
Закрытый самовентилируемый
Самовентелируемый защищённый

Примем .

Исходя из вышеизложенного среднеквадратичная мощность за цикл:

примем в рассмотрения 20% запас мощности, соответственно:

Все ресчёты выполнены в пакете MathCAD и приведены в приложении А.

Произведём выбор двигателя постоянного тока на основании следующих условий: