Меню

Привод постоянного тока реферат

Реферат по теме «Электродвигатели»

Реферат по теме «Электродвигатели»

Скачать:

Вложение Размер
elektrodvigateli.docx 232.03 КБ

Предварительный просмотр:

ГОУ СПО ТО «Новомосковский строительный техникум»

По дисциплине «Электрооборудование подъёмно-транспортных, строительных, дорожных машин»

студент группы М-10-1

Электрические машины широко применяют на электрических станциях, в промышленности, на транспорте, в авиации, в системах автоматического регулирования и управления, в быту.

Электрические машины преобразуют механическую энергию в электрическую, и наоборот. Машина, преобразующая механическую энергию в электрическую, называются генератором. Преобразование электрической энергии в механическую осуществляется двигателями.

Любая электрическая машина может быть использована как в качестве генератора, так и в качестве электродвигателя. Это свойство электрической машины изменять направление преобразуемой ею энергии называется обратимостью машины. Электрическая машина может быть также использована для преобразования электрической энергии одного рода тока ( частоты, числа фаз переменного тока, напряжения постоянного тока ) в энергию другого рода тока. Такие электрические машины называются преобразователями.

В основу работы любой электрической машины положен принцип электромагнитной индукции. В зависимости от рода потребляемого или отдаваемого в сеть тока электрические машины подразделяются на машины переменного и постоянного тока. Электрическая машина состоит из неподвижной части — статора (для асинхронных и синхронных машин переменного тока) или индуктора (для машин постоянного тока) и подвижной части — ротора (для асинхронных и синхронных машин переменного тока) или якоря (для машин постоянного тока). В роли индуктора на маломощных двигателях постоянного тока очень часто используются постоянные магниты.

Асинхронный электродвигатель с ко-роткозамкнутым ротором:
1 — ротор,. 2 — обмотка статора, 3 — корпус, 4 — цилиндр из листов электротехнической стали, 5 — вал

Асинхронный электродвигатель с фазным ротором:
а — общий вид, б —

ротор; 1 — вал, 2 — контактные кольца, 3 — обмотка ротора, 4 — пакет ротора

Электродвигатель постоянного тока:
1 — коллектор, 2 — щетки, 3 — якорь, 4 — главный полюс, 5 — катушка обмотки возбуждения, 6 — корпус, 7 — подшипниковый щит, 8 — вентилятор, 9 — обмотка якоря

Ротор может быть:

— фазным (с обмоткой) — используются там, где необходимо уменьшить пусковой ток и регулировать частоту вращения асинхронного электродвигателя. Сейчас эти двигатели редкость, так как на рынке появились преобразователи частоты, ранее же они очень часто использовались в крановых установках.

Якорь — это подвижная часть машин постоянного тока (двигателя или генератора) или же работающего по этому же принципу так называемого универсального двигателя (который используется в электроинструменте). По сути универсальный двигатель — это тот же двигатель постоянного тока (ДПТ) с последовательным возбуждением (обмотки якоря и индуктора включены последовательно). Отличие только в расчётах обмоток. На постоянном токе отсутствует реактивное (индуктивное или ёмкостное) сопротивление. Поэтому любая болгарка, если выкинуть электронный блок, будет вполне работоспособна и на постоянном токе, но при меньшем напряжении сети.

Конструкция машин постоянного тока более сложная, стоимость выше и эксплуатация более дорогая, чем асинхронных, поэтому двигатели постоянного тока применяются в приводах, требующих широкого и плавного регулирования частоты вращения, или в автономных установках при питании двигателей от аккумуляторных батарей.

Асинхронные двигатели переменного тока являются основными преобразователями электрической энергии в механическую и составляют основу привода большинства механизмов, используемых во всех областях человеческой деятельности. Наиболее широко применяются асинхронные электродвигатели общего назначения средней мощности (от 1 до 4000 кВт) на низкое напряжение (до 1000 В)

Говоря об асинхронных электродвигателях переменного тока, можно дополнительно выделить две основные группы по назначению: электродвигатели общего назначения (общепромышленные) и двигатели специального назначения. К двигателям специального назначения относятся крановые и металлургические, тяговые, судовые, экскаваторные и взрывозащищенные электродвигатели.

Контактные кольца — вид электрических контактов, выполненных в виде токопроводящего кольца с прилегающими к нему щётками, обеспечивающих подачу электричества во вращающейся электрической машине из одной части цепи в другую при помощи скользящего контакта.

Контактные кольца применяются в случае невозможности прямой передачи электрической энергии при помощи проводов, например при подаче на вращающийся вал.

Используются в машиностроении, электродвигателях, робототехнике (для передачи информационного и управляющего сигнала). Применяемые в электродвигателях контактные кольца более предпочтительны по сравнению с коллекторным узлом, так как в процессе работы получают меньший износ.

В зависимости от выбранного технологического решения могут применяться контактные кольца концентрические и продольные.

Контактные кольца изготавливаются обычно из твёрдых металлов и, в отдельных случаях, имеют устойчивое к износу и воздействию внешней среды покрытие (позолоченное или серебряное).

Также известны случаи применения жидкометаллических контактных колец — ртутных токосъемников, обеспечивающих передачу больших токов и имеющие низкое сопротивление.

Источник

Привод постоянного тока реферат

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

РЕФЕРАТ
«Электроприводы постоянного тока»

Введение3
1. Основные понятия 4
2. Электроприводы постоянного тока 7
2.1. Преобразовательные устройства 7
2.1.1. Электромашинныепреобразовательные устройства 8
2.1.2. Тиристорные преобразовательные устройства 9
2.2. Управляющие устройства приводов постоянного тока 14
3. Двигатели постоянного тока 18
4. Электропривод на базе электродвигателя RF-310T-1140019
Заключение 20
Список литературы 21

Введение
Электроприводы постоянного тока широко используются в промышленности. Их существенные преимущества заключаются в простоте управления,точности и непрерывности регулирования скорости в широком диапазоне, высоком быстродействии.
В последние годы дальнейшее развитие получили также приводы переменного тока. Однако при наличии высоких требований к показателям регулирования они не могут успешно конкурировать с электроприводами постоянного тока.
Несмотря на свою надёжность, малые габариты, неприхотливость в обслуживании, двигатели переменноготока требуют относительно сложных и дорогостоящих систем регулирования скорости.
Диапазон мощностей существующих электроприводов постоянного тока имеет пределы от долей киловатта до нескольких тысяч киловатт.
Технологический прогресс в области электротехники, электроники, наблюдающийся в последние годы, привёл к существенным изменениям системах управления электроприводами. Приведем основныепонятия.

1. Основные понятия
Электромеханическими (ЭМС) называют системы, в основе действия которых лежат явления электромагнитной и механической природы.
Наиболее распространенным типом ЭМС являются электроприводы.
Электроприводом (ЭП) называют электромеханическую систему, предназначенную для приведения в движение рабочих органов машины (РОМ) и состоящую из механического передаточного (МПУ),преобразовательного (ПУ), электродвигательного (ЭДУ) и управляющего устройств (УУ).
ЭП называют автоматизированным, если оператор, обслуживающий ЭП, дает только команды начала и окончания работы. В противном случае ЭП называют неавтоматизированным.
Структурная схема ЭП, поясняющая взаимодействие составляющих их устройств, приведена на рис.В.1.

Рис.1.1. Структурнаясхема электропривода

РОМ предназначены для непосредственного выполнения требуемого технологического процесса. Таким процессом может быть, например, резка металла. В этом случае РОМ представляет собой, например, резец, фрезу, сверло и т.п.
УУ вырабатывает управляющие сигналы, которые определяют законы движения РОМ.
Как правило, выходные сигналы УУ представляют собой низковольтные электрическиенапряжения малой мощности. В этой связи указанные сигналы подлежат усилению по уровню и по мощности, что выполняет ПУ.
Для преобразования электрической энергии, вырабатываемой ПУ, в механическую энергию, необходимую для обеспечения движения РОМ, между ПУ и РОМ включается ЭДУ. ЭДУ представляет собой электродвигатель того или иного типа.
Как правило.

Чтобы читать весь документ, зарегистрируйся.

Источник

Привод постоянного тока

В качестве генераторов системы Г-Д небольшой мощности широко применяются электромашинные усилители (ЭМУ) с поперечным полем (рис. 4.17). В более мощных установках применяется так называемая квадратичная система возбуждения, в которой ЭМУ является возбудителем, питающим обмотку возбуждения генератора. Этим существенно облегчается управление мощным приводом. Скорость вращения вала двигателя сод… Читать ещё >

  • автоматизация управления технологическими процессами бурения нефтегазовых скважин

Привод постоянного тока ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

Привод постоянного тока по системе генератор-двигатель (Г-Д)

Регулируемый привод по системе генератор-двигатель постоянного тока (рис. 4.16) имеет большие возможности в отношении диапазона регулирования, плавности регулирования и малой мощности управления.

Скорость вращения вала двигателя сод регулируется в основном двумя способами: изменением напряжения питания двигателя при номинальном токе возбуждения (якорное управление) или изменением магнитного потока при постоянном напряжении питания двигателя (полюсное управление).

Существенным недостатком системы является необходимость устанавливать три электрические машины примерно одинаковой мощности.

Схема системы генератор-двигатель (Г-Д).

Рис. 4.16. Схема системы генератор-двигатель (Г-Д).

В качестве генераторов системы Г-Д небольшой мощности широко применяются электромашинные усилители (ЭМУ) с поперечным полем (рис. 4.17). В более мощных установках применяется так называемая квадратичная система возбуждения, в которой ЭМУ является возбудителем, питающим обмотку возбуждения генератора. Этим существенно облегчается управление мощным приводом.

Система Г-Д с ЭМУ в качестве генератора.

Рис. 4.17. Система Г-Д с ЭМУ в качестве генератора: а — принципиальная электрическая схема; б — механические характеристики.

Источник



Электропривод постоянного тока

Изучение конструкции и принципа работы машины постоянного тока. Разработка системы электропривода с управлением по скорости на примере двигателя постоянного тока независимого возбуждения. Проверка ее на устойчивость, построение переходного процесса.

Рубрика Производство и технологии
Вид курсовая работа
Язык русский
Дата добавления 07.04.2014
Размер файла 513,5 K
  • посмотреть текст работы
  • скачать работу можно здесь
  • полная информация о работе
  • весь список подобных работ

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Электрические машины и электропривод

Составитель: Зайцева Н.О.

Проверила: Буштрук Т.Н.

2. Исходные данные для расчета

3. Расчетная часть

3.1 Расчет размеров зубцовой зоны якоря

3.2 Расчет размеров воздушного зазора под главным полюсом

3.3 Расчет размеров сердечника главного полюса

3.4 Расчет спинки якоря

3.5 Расчет якоря

3.6 Программное обеспечение к расчету магнитной цепи МПТ

4. Электропривод постоянного тока

5. Установка для охлаждения питьевой воды

Список используемой литературы

Электрические машины — это электромеханические преобразователи, в которых осуществляется преобразование электрической энергии в механическую или механической в электрическую. Основное отличие электрических машин от других преобразователей в том, что они обратимы, т. е. одна и та же машина может работать в режиме двигателя, преобразуя электрическую энергию в механическую, и в режиме генератора, преобразуя механическую энергию в электрическую.

В зависимости от рода потребляемого или отдаваемого в сеть тока электрические машины подразделяются на машины переменного и постоянного тока. Машины переменного тока делятся на синхронные, асинхронные и коллекторные.

Большинство машин постоянного тока — это коллекторные машины. Они выпускаются мощностью от долей ватта до нескольких тысяч киловатт. Обмотки возбуждения машин постоянного тока располагаются на главных полюсах, закрепленных на станине. Выводы секций обмотки ротора (якоря) впаяны в пластины коллектора. Коллектор, вращающийся на одном валу с якорем, и неподвижный щеточный аппарат служат для преобразования постоянного тока сети в переменный ток якоря (в двигателях) или переменного многофазного тока якоря в постоянный ток сети (в генераторах постоянного тока).

Конструкция машин постоянного тока более сложная, стоимость выше и эксплуатация более дорогая, чем асинхронных, поэтому двигатели постоянного тока применяются в приводах, требующих широкого и плавного регулирования частоты вращения, или в автономных установках при питании двигателей от аккумуляторных батарей.

Работа любой электрической машины основана на законах электромагнитной индукции. В проводнике, движущемся в магнитном поле, возникает электродвижущая сила. Используя это физическое явление, можно построить генератор электрической энергии. Если поместить в магнитное поле проводник с током, то он испытывает механическое воздействие, что используют для построения электрического двигателя. Таким образом, электрическая машина должна иметь магнитную систему для создания магнитного поля и совокупность проводников, по которым протекает электрический ток. Можно построить машины, в которых магнитное поле неподвижно, а вращаются проводники. Можно использовать и обратный принцип построения- с неподвижными проводниками и вращающимся полем. Наконец, могут вращаться и магнитное поле, и проводники. В машинах постоянного тока обычно имеется неподвижная часть, создающая магнитное поле, и вращающийся якорь с системой проводников.
Магнитное поле, как правило, создается электромагнитным путем — посредством обмотки возбуждения, находящейся на полюсах магнитной системы.

ток электропривод постоянный двигатель

2. Исходные данные для расчета

Диаметр якоря Da, мм

Активная длина якоря lа, мм

Число пар полюсов р

Расчетный коэффициент полюсной дуги а

Воздушный зазор , мм

Высота паза hz, мм

Высота главного полюса hm, мм

Коэффициент магнитного рассеяния

Число пазов якоря Z

Напряжение питания U, В

Угловая скорость n, об/мин

3. Расчетная часть

3.1 Расчет размеров зубцовой зоны якоря

Длину зубцовой зоны определяют по формуле, м,

Зубцовый шаг в верхнем сечении зуба, м,

t1 = Da / z.

Зубцовый шаг в нижнем сечении зуба, м,

t3 = (Da — 2hz ) / z.

Ширина зуба в нижнем сечении, м,

Определяем ширину паза, м,

Ширина зуба в верхнем сечении, м,

Ширина зуба в среднем сечении, м,

Зубцовый шаг в среднем сечении зуба, м,

Находим площади зуба в различных сечениях, м 2 :

Длину магнитной линии в зубцовой зоне принимают равной высоте зуба, м,

Вычисляем значения зубцовых коэффициентов в различных сечениях зуба:

— в среднем сечении Kz2 = t2l / sz2,

— в нижнем сечении Kz3 = t3l / sz3.

Значение индукции B ном = B находим по значению Da из графика на рисунке 3, затем вычисляем магнитный поток (номинальный), приходящийся на один зуб и один паз, Вб,

Рисунок1. Зависимость магнитной индукции в воздушном зазоре от диаметра якоря

Фиктивные индукции, Тл, в трех сечениях зуба находят по формулам:

По значениям B z1, B z2, B z3 определяем напряженность магнитного поля в зубцовом слое, и по формуле Симпсона находим, А/м,

Находим магнитное напряжение зубцовой зоны якоря, А,

Расчет магнитных характеристик зубцовой зоны (магнитного потока, магнитной индукции, напряженности магнитного поля, магнитного напряжения) сначала проводится для значения основного магнитного потока Ф * = Ф / Ф ном = 1,0 Вб, затем пересчитывается последовательно для ряда значений Ф * = Ф / Ф ном = 0,5; = 0,75; = 0,9; = 1,0 и 1,2 Вб,

3.2 Расчет размеров воздушного зазора под главным полюсом

Полюсное деление машины определяют по формуле, м,

Ширина воздушного зазора (расчетная полюсная дуга), м,

Находим площадь воздушного зазора, м 2 ,

s = l b .

Номинальный магнитный поток находим по формуле, Вб,

Определяем коэффициент воздушного зазора,

где 1 — расчетный коэффициент, который находится по формуле

Расчетная длина магнитной линии воздушного зазора L или эквивалентный воздушный зазор , м,

L = = K .

Находим магнитное напряжение воздушного зазора, А,

3.3 Расчет размеров сердечника главного полюса

Определяем расчетную длину сердечника главного полюса, м,

Номинальный магнитный поток, Вб,

Ширина сердечника полюса, м,

Площадь сердечника главного полюса, м 2 ,

Для ряда значений магнитного потока Ф * , приведенных в таблице 3, рассчитать индукции в сердечнике, Тл,

3.4 Расчет спинки якоря

Длина спинки якоря, м,

Высота спиеки якоря, м,

Площадь спинки якоря, м 2

Средняя длина магнитной линии спинки якоря, м,

Магнитная индукция, Тл,

Магнитный поток, Вб,

3.5 Расчет Ярма

Площадь ярма, м 2

Средняя длина магнитной линии ярма, м,

Магнитная индукция, Тл,

Магнитный поток, Вб,

Магнитное напряжение, А:

МДС обмотки возбуждения на полюс, А

Расчет магнитных характеристик

Основной магнитный поток Ф , Вб

Магнитная индукция в воздушном зазоре (под серединой полюса) B , Тл

Магнитная индукция, Тл

В верхней части зуба B z1

В средней части зуба B z2

В нижней части зуба B z3

Магнитная индукция, Тл:

В сердечнике главного полюса

Напряженность поля в зубцовой зоне, А/м:

Напряженность поля стальных участков, А/м:

Магнитное напряжение, А:

Воздушного зазора, Umд = 2 B /

Полюсов, Uмm = 2hmHm

Спинки якоря, Uмa = LaHa

МДС обмотки возбуждения на полюс, А

По данным таблицы 2 строим магнитную характеристику МПТ Ф = f(Ff), Начальная часть магнитной характеристики Ф = f(Ff) прямолинейна, что соответствует ненасыщенному состоянию МЦ. Касательная к начальной части характеристики Ф = f(Ff) будет являться зависимостью Ф = f(F ).

Коэффициент насыщения определяют по формуле

Kн = Ff / Uм при Ф * = 1,0.

3.6 Программное обеспечение к расчету магнитной цепи МПТ

Для проверки расчет МЦ и магнитной характеристики МПТ выполняется с использованием программы «Ротор», которая выдается преподавателем.

Рисунок 4. График магнитной характеристики

4. Электропривод постоянного тока

Основным средством приведения в движение рабочих машин является электрический двигатель, а, следовательно, основным типом привода служит электрический привод или электропривод (ЭП) [5]. Наиболее широко используют системы автоматизированного электропривода (АЭП). Современные АЭП выполняют в виде замкнутых систем автоматического управления.

Основными управляемыми параметрами (координатами) электропривода принято считать частоту вращения, ток, момент, точность позиционирования (положение).

В качестве примера, рассмотрим электропривод с двигателем постоянного тока независимого возбуждения (ДПТНВ). Упрощенная электрическая схема системы управляемого ЭП постоянного тока с двигателем независимого возбуждения, включенного по системе «генератор двигатель» дана на рисунке 5. Якорь двигателя М непосредственно подсоединяют к якорю генератора G. Генератор G приводится в движение приводным (гонным) двигателем (на рисунке не показан). В промышленных условиях при наличии сети переменного тока в качестве приводного двигателя используют асинхронный короткозамкнутый двигатель. В автономных установках в качестве приводного двигателя используют двигатель внутреннего сгорания, паровую или газовую турбины и т. п. Регулируемой координатой является частота вращения д двигателя М. Регулирование угловой скорости осуществляют изменением напряжения Uя на якоре двигателя. Сигнал по скорости д измеряют тахогенератором BR, и в виде сигнала обратной связи Uос он поступает на вход управляющего устройства или регулятора, где сравнивается с сигналом задания Uзд, который формирует задатчик частоты вращения RР. На выходе узла сравнения определяют сигнал ошибки Uе = UздUос, который поступает на операционный усилитель, охваченный обратной связью из R и C элементов. Регулятор формирует управляющее воздействие Uу по определенному закону, которое поступает на усилитель мощности УМ, при этом изменяется напряжение Uв. на обмотке возбуждения генератора и в итоге изменяет напряжение на обмотке якоря двигателя, что в свою очередь приводит к изменению скорости вращения. К примеру, под действием нагрузки (возмущений) д начинает снижаться, это приводит к уменьшению сигнала обратной связи по скорости Uос, а сигнал ошибки будет увеличиваться Uе = UздUос. При этом повышается напряжение на выходе регулятора Uу, на выходе УМ Uв и на якоре двигателя Uя, что приведет д к заданному значению.

Для регулирования параметров ЭП используют типовые законы регулирования: П-закон (пропорциональный), И-закон (интегральный), ПИ-закон (пропорционально интегральный), ПИД-закон (пропорциональный интегрально дифференциальный), А-закон (апериодический).

Включить выбранный регулятор в систему управляемого ЭП и привести полученную схему в пояснительной записке.

По принципиальной схеме системы автоматизированного ЭП с ДПТНВ необходимо составить структурную схему. В структурной схеме каждый элемент электропривода представлен передаточной функцией (ПФ) Wi(s), где s — аргумент преобразования Лапласа.

Рисунок 5. Структурная схема электропривода с ДПТНВ

Для анализа системы управления ЭП используют аппарат теории управления [3, 4]. Систему автоматического управления ЭП исследуют на устойчивость и определяют показатели качества. Устойчивость и качественные показатели ЭП определяют по переходному процессу. Построение переходного процесса является достаточно трудоемкой процедурой. Однако, существуют косвенные методы или критерии для определения устойчивости и качественных показателей.

Передаточные функции типовых элементов ЭП с ДПТНВ приведены в таблице 3.

Выражения передаточных функций Wi(s)

Источник

Читайте также:  Трехфазные выпрямители для больших токов