Автоматизированный электрический привод. Механика электрического привода

Содержание

Введение

Глава 1. Теоретические аспекты механики автоматизированных электроприводов в системах электроснабжения

Глава 2. Исследование динамических режимов и практические аспекты выбора электропривода

Глава 3. Расчет и построение характеристик двигателя постоянного тока

Глава 4. Расчет и построение механической характеристики двигателя постоянного ток.

Глава 5. Характеристики двигателя постоянного тока в относительных единицах.

Глава 6. Пуск, торможение и реверс двигателя постоянного тока

Глава 7. Графический метод расчета пусковых сопротивлений.

Глава 8. Графический метод расчета пускового резистора

Глава 9. Изменение токов при пуске двигателей постоянного тока.

Заключение

Список использованной литературы

КУРСОВАЯ РАБОТА

Автоматизированный электрический привод. Механика электрического привода

ВВЕДЕНИЕ

Автоматизированные электрические приводы представляют собой основу современных систем электроснабжения промышленных предприятий, объектов коммунального хозяйства и инфраструктуры Единой энергетической системы России. Актуальность темы обусловлена возрастающими требованиями к энергоэффективности электроприводных систем, необходимостью снижения удельного энергопотребления производственных процессов и обеспечения надежности функционирования электротехнических комплексов в условиях изменяющихся нагрузок. Механика электрического привода определяет динамические характеристики всей системы электроснабжения предприятия, влияя на качество электрической энергии, пусковые токи и режимы работы питающих трансформаторных подстанций.

В отечественной технической литературе вопросы механики автоматизированного электропривода разработаны достаточно глубоко. Фундаментальные исследования НИУ «МЭИ», работы ученых ФГУП «ВНИИЭ» и специалистов ПАО «Россети» создали прочную теоретическую базу для проектирования и эксплуатации электроприводных систем. Однако современные требования энергоэффективности и цифровизации энергетики требуют систематизации знаний о механических характеристиках двигателей постоянного тока, методах расчета переходных процессов при пуске и торможении, способах выбора пусковых сопротивлений с учетом динамических нагрузок производственных механизмов.

Практическое применение электроприводов постоянного тока сохраняется на объектах металлургической, горнодобывающей промышленности, на транспорте и в энергетике, где требуются широкий диапазон регулирования частоты вращения, высокие пусковые моменты и точность управления технологическими процессами. Несмотря на развитие частотно-регулируемого асинхронного привода, двигатели постоянного тока остаются незаменимыми в системах главных приводов прокатных станов, подъемно-транспортных механизмов и вспомогательного оборудования электрических станций.

Цель курсовой работы – исследование механических характеристик автоматизированного электрического привода постоянного тока и разработка методики расчета пусковых режимов для систем электроснабжения промышленных предприятий.

Задачи курсовой работы:

• изучить теоретические основы механики автоматизированных электроприводов в системах электроснабжения;
• исследовать динамические режимы работы электродвигателей постоянного тока;
• выполнить расчет естественных и искусственных механических характеристик двигателя постоянного тока;
• разработать графический метод определения пусковых сопротивлений для многоступенчатого пуска;
• проанализировать изменение токов и моментов при пуске, торможении и реверсе двигателя постоянного тока.

Объект исследования – автоматизированный электрический привод постоянного тока в системе электроснабжения промышленного предприятия.

Предмет исследования – механические характеристики двигателя постоянного тока и динамические процессы при различных режимах работы электропривода.

Методологическая база исследования включает теоретические положения электромеханики и теории автоматизированного электропривода, расчетные методы определения параметров механических характеристик, графоаналитические методы расчета пусковых сопротивлений, нормативно-техническую базу (ПУЭ 7-е издание, ГОСТ Р 52776-2007, ГОСТ IEC 60034-1-2014, РД 153-34.0-20.527-98).

Научная новизна работы заключается в систематизации методов расчета механических характеристик двигателей постоянного тока применительно к задачам проектирования систем электроснабжения промышленных предприятий с учетом динамических нагрузок производственных механизмов.

Теоретическая значимость состоит в обобщении современных подходов к анализу механики электропривода постоянного тока. Практическая значимость определяется разработкой методики расчета пусковых режимов и выбора пускорегулирующих резисторов, применимой при проектировании систем электроснабжения.

Структура работы: введение, девять глав основной части, заключение, список использованной литературы.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ МЕХАНИКИ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ В СИСТЕМАХ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ

Механика электрического привода изучает взаимосвязь электромагнитных и механических процессов в электроприводных системах, определяющих характер движения исполнительных органов производственных механизмов. Современные системы электроснабжения промышленных предприятий включают значительное количество электроприводов различной мощности и назначения, совокупная установленная мощность которых составляет основную долю расчетной нагрузки предприятия. Теоретические основы механики автоматизированного электропривода разработаны отечественной научной школой электромеханики, представленной работами ученых НИУ «МЭИ», исследованиями ФГУП «ВНИИЭ» и практическими разработками специалистов энергомашиностроительных предприятий.

История развития теории электропривода в России связана с фундаментальными трудами по электромеханическому преобразованию энергии, выполненными в середине XX века. Создание математических моделей электродвигателей и разработка методов анализа динамических режимов позволили перейти к проектированию автоматизированных электроприводных систем с заданными техническими характеристиками. Современный этап характеризуется внедрением цифровых систем управления электроприводами, применением микропроцессорных контроллеров и разработкой интеллектуальных алгоритмов регулирования координат электропривода, что отражено в технической политике ПАО «Россети» и стандартах АО «СО ЕЭС» [1, c. 15].

Автоматизированный электрический привод представляет собой электромеханическую систему, состоящую из электродвигателя, силового преобразователя, системы управления, передаточного механизма и рабочего органа производственного механизма. В соответствии с ГОСТ Р 52776-2007 электропривод классифицируется по роду тока (постоянного или переменного тока),

…