по МУ

Содержание:
Задание на курсовой проект ………………………………………………….2
Исходные данные ……………………………………………………………..3
Содержание …………………………………………………………………...4
Расчётно-пояснительная записка:
1. Расчет и построение естественных и искусственных электромеханиче-ских и механических характеристик двигателя постоянного тока с параллель-ным возбуждением …………………………..…………………...5
2. Расчет и построение естественной механической характеристики асинхронного двигателя……………………………………………………………20
3. Расчет и построение искусственных механических характеристик асинхронного двигателя……....................................................................................23
4. Расчет и построение пусковых диаграмм для двигателей с прямолиней-ными характеристиками………………..…………………………….33
5. Расчет и построение графиков механического переходного режима асинхронного двигателя при ступенчатом пуске в ход. ………………………….38
Использованная литерату-ра…………………………………………………41

Рис. 14. Естественная и искусственная (при Р=2Р) механические характеристики асинхронного двигателя
4. Расчет и построение пусковых диаграмм для двигателей с прямолинейными характеристиками
Теоретическая часть
Основной задачей расчета является определение числа и величин ступеней пускового реостата. На практике находят применение графический и аналитический расчет пусковых диаграмм.
Типовая пусковая диаграмма для линейных механических характеристик справедлива как для электромеханических, так и для механических характеристик.
При построении пусковой диаграммы следует стремиться к тому, чтобы выход на характеристику осуществляется при I=In (М=Мn).
При выполнении этого условия следует изменить In(Мn) или Iпер(Мпер) в допусках и вновь построить пусковую диаграмму.
Чем меньше разность между In(Мn) и Iпер(Мпер) при том же In(Мn), тем больше ступеней имеет реостат и пуск будет не только плавней, но и произойдёт за более короткое время за счет увеличения среднего избыточного момента. Большое число ступеней пускового реостата приводит, однако, к усложнению схемы и увеличению ее стоимости.
При графическом способе расчета целесообразно масштаб сопротивления m2 определить при пусковой нагрузке;
а

где - значение отрезка ступени х пускового резистора.
При аналитическом способе расчета число ступеней сопротивления можно вычислить по формуле:
где:
Значения сопротивлений отдельных ступеней будут:
………..………………
Полное сопротивление цепи фазы ротора при пуске может быть рассчитано по вытекающему из пусковой диаграммы выражению:
Результаты графического и аналитического определения числа и величин ступеней сопротивления пускового реостата не должны отличаться более, чем на 5-10%.
Графический расчёт
Так как естественная механическая характеристика двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением линейна, то её строят по двум точкам: по точке идеального холостого хода двигателя с координатами [; М = 0] и точке пограничного режима с координатами [;]
Угловая скорость холостого хода:
Определяем номинальную угловую скорость двигателя:
Отсюда:
Задаем в соответствии с условием значение моментов:
пиковый момент:
момент переключения:
Рис.15. Пусковая диаграмма
Получаем пусковую диаграмму с 6 ступенями.
Для расчёта пусковых сопротивлений на построенной пусковой диаграмме двигателя проводим линию, соответствующую значению номинального момента двигателя, и находим отрезки, отсекаемые на этой линии смежными искусственными механическими характеристиками двигателя, которые равны относительным значениям сопротивления ступеней пускового реостата. Взяв отношение данных отрезков к отрезку, равному «относительному» значению номинального сопротивления двигателя, находящемуся между точками пересечения линии номинального момента с осью абсцисс и линией, соответствующей скорости идеального холостого хода двигателя, и умножив это отношение на номинальное сопротивление двигателя, находим сопротивления ступеней пускового реостата.
В соответствии с выше изложенным сопротивления ступеней пускового реостата будут равны:
Определим масштаб:
Полное сопротивление пускового реостата:
Аналитический способ расчёта. Аналитический способ расчёта пусковых сопротивлений для двигателей постоянного тока параллельного возбуждения базируется на тех же положениях, что и графический.
Определяем коэффициент :
Отсюда число ступеней:
Расчёт сопротивления ступеней пускового реостата производится по формулам:
Полное сопротивление цепи фазы ротора при пуске может быть рассчитано по вытекающему из пусковой диаграммы выражению:
5. Расчет и построение графиков механического переходного режима асинхронного двигателя при ступенчатом пуске в ход.
Теоретическая часть
Анализ переходных режимов предусматривает определение продолжительности, а также характера изменения основных параметров (частоты вращения, момента на валу) во времени. Для наглядности изменяющиеся параметры изображаются в виде временных диаграмм или графиков переходных режимов.
По условию данного пункта задания анализу подлежит механический переходный режим при прямолинейно убывающем избыточном моменте в случае ступенчатого реостатного пуска двигателя в ход. Характер частоты вращения и момент на валу двигателя.
При этом можно установить по формулам:
где n - частота вращения, об/мин;
М - момент на валу двигателя, Нм;
Тм - механическая постоянная времени, с;
t - время, в которое определяется значение переменной, с.
Как известно:
В процессе расчета для каждой из характеристик пусковой диаграммы устанавливается диапазон изменения частоты вращения, а также избыточных моментов, и определяется механическая постоянная времени.
После этого вычисляется время разгона на длинной характеристике по формуле:
где: - момент инерции системы кг(м2
- избыточный момент Нм;
- критический избыточный момент Н(м;
В приведенных формулах х означает индекс ступени.
Для всех ступеней пусковой диаграммы одними и теми же будут:
В процессе расчёта для каждой характеристики пусковой диаграммы устанавливается свой диапазон изменения частоты вращения, а также избыточных моментов, и определяется механическая постоянная времени.
Задаваясь временем t с таким расчетом, чтобы на каждой характеристике в интервале х получилось 5-6 точек, вычисляются n=f(t) и M=f,(t). Результаты расчетов для каждой из характеристик пусковой диаграммы целесообразно свести в таблицу следующего вида:
№ позиции t Расчет постоянных nx мх Примечание 1
2
3
4
5 nyx
nначх
Мух
Мначх
Тмх 
По результатам вычислений в прямоугольной системе координат строится график изменения частоты вращения и момента двигателя в переходном режиме.
График переходного процесса для совмещения масштабов целесообразно строить на общем листе с пусковой диаграммой.
Продолжительность ступенчатого разгона двигателя от неподвижного состояния до конечной частоты вращения на естественной характеристике nкон аналитически можно определить по следующей формуле:
где - установившаяся частота вращения двигателя на естественной характеристике (номинальная частота вращения).
Полное время разгона, взятое из графика переходного процесса и рассчитанное аналитически, не должны отличаться более чем на 5-10%.
Расчётная часть:
Расчет графиков механического переходного режима асинхронного двигателя при ступенчатом пуске в ход выполнен в программе Mathcad 14 и приведен в Приложении 1.
Графическая часть по пятой характеристике
На рисунке 16 приведены полученные графики механического переходного режима асинхронного двигателя при ступенчатом пуске в ход.

Рис. 16. Пусковая диаграмма и график механического переходного процесса при прямолинейном изменении избыточного моментаИспользованная литература:
1. Ковчин С.А., Сабинин Ю.А. Теория электропривода. Учебник. С.Пб., Энергоатомиздат, 1994 г- 496с..
2. Шорин В.П. Электрический привод и теория электропривода. Учебное пособие, СПб., СПГУВК, 2003т.-305с.
6