Курсовая работа: Расчет привода ТП-Д с реверсом по цепи возбуждения

Современные автоматизированные электроприводы представляют собой сложные динамические системы, включающие в себя различные линейные и нелинейные элементы (двигатели, генераторы, усилители, полупроводниковые и другие элементы), обеспечивающие в своем взаимодействии разнообразные статические и динамические характеристики.

Большинство рабочих машин, агрегатов, технологических линий и комплексов приводится в движение электрическим приводом.

Однако функции электропривода не ограничиваются только преобразованием энергии - они существенно шире. Каждая рабочая машина нуждается в управлении, нужно включать и выключать двигатели, приводящие в движение рабочие органы машины, изменять скорость и усилие на рабочих органах в соответствии с условиями ведения технологического процесса, осуществлять необходимые защиты и блокировки, обеспечивающие безаварийную работу машин.

В тех случаях, когда рабочая машина или технологический комплекс имеет несколько рабочих органов, каждый из которых приводится в движение своим электроприводом, в задачу управления входит согласование движений рабочих органов в соответствии с требованиями технологического процесса.

Вторую функцию электропривода можно определить как управление движением исполнительных органов рабочей машины, причем это управление может осуществляться вручную с элементами автоматики или автоматически.

Сочетание двух функций электропривода: преобразование электрической энергии в механическую и управление параметрами механической энергии (мощность, усилие, крутящий момент, скорость, ускорение, путь и угол перемещения) с целью рационального выполнения технологического процесса, выполняемого рабочей машиной, определяет назначение и роль электропривода в машинном производстве.

Не стоить забывать, что важная роль принадлежит электроприводу в создании энергосберегающих технологий. Многие технологические процессы связаны с большими затратами электрической энергии, однако не всегда эти затраты носят производительный характер.Электропривод - главный потребитель электрической энергии. В развитых странах на долю электропривода приходится свыше 60% всей вырабатываемой электроэнергии.электропривод двигатель возбуждение реверс

Целью курсового проектирования является систематизация, расширение и углубление теоретических знаний студентов. В ходе курсового проектирования студенты приобретают опыт самостоятельного решения задач проектирования, а также получают навыки пользования нормативной и справочной литературой.

Обоснование выбора привода

Развитие силовой полупроводниковой техники определило широкое применение статических тиристорных преобразователей в различных системах электроприводов и, в частности, в электроприводах рудничных подъемных установок. Свойства электроприводов с тиристорными преобразователями в значительной степени зависят от свойств самих тиристоров — основных силовых элементов.

- Тиристоры характеризуются достаточно высокими допустимыми напряжениями и токами, сравнительно большими интервалами рабочих температур: от минус 60—50 до плюс 100 — 150 ⁰ С.

- Тиристоры имеют малое время включения: после приложения к управляющему электроду кратковременного положительного сигнала оно составляет 1—4 мкс. Время запирания тиристоров 10—20 мкс. Время восстановления управляемости тиристоров после окончания протекания тока составляет 25—35 мкс, что в 10 раз меньше времени восстановления ионных вентилей.

- Тиристоры размещаются в герметичном сварном корпусе простой конструкции, обладающем высокой механической прочностью, стойкостью к воздействию ударных и вибрационных нагрузок, возможностью работать при любом положении в пространстве.

Применение тиристорного электропривода обусловливает целый ряд преимуществ:

1) Благодаря широкой номенклатуре изготовляемых полупроводниковых элементов упрощается производство ТП и могут быть сокращены затраты на ТП в связи с постоянно снижающейся стоимостью тиристоров.

2) Экономия меди и черных металлов при изготовлении тиристорного агрегата и трансформатора.

3) Снижение затрат на строительно-монтажные работы тиристорного электропривода, для которого не требуются громоздкие фундаменты, мощные грузоподъемные средства и большая площадь помещений (для тиристорного электропривода на 20-40 % меньше, чем для других преобразователей).

4) Снижение эксплуатационных затрат, в основном за счет сокращения расходов на электроэнергию и обслуживание преобразователя.

5) Большая потенциальная надежность по сравнению с электроприводом Г—Д за счет меньшего числа электрических машин и применения статического ТП в виде шкафных или встраиваемых конструкций блочно-модульного исполнения с хорошей доступностью к элементам для быстрого устранения неисправностей. Более простое осуществление резервирования и взаимозаменяемости блоков ТП, больший срок службы ТП при условии применения защитных мероприятий и устройств по ограничению тока, напряжения и других параметров.

Ряд отрицательных качеств электропривода ТП—Д обусловлен отрицательными свойствами самих тиристоров, основные из которых:

- низкая перегрузочная способность по току вследствие малых размеров р-n-перехода;

- относительно небольшая стойкость к импульсным перегрузкам по току в связи с малой теплоемкостью;

- чувствительность к перенапряжениям;

- ограниченные скорости нарастания тока и напряжения;

- большой разброс параметров (ток управления, время включения, ток утечки в пределах одного класса и группы), что ухудшает параллельную работу тиристоров, их поведение в аварийных режимах;

- кумулятивность — накапливание ухудшения состояния структуры перехода при повторных перегрузках определенной длительности;

- подверженность при определенных условиях аварийным пробоям.

Разработка силовой схемы привода

На рисунке 2 представлена упрощенная принципиальная схема привода системы ТП-Д с реверсом по возбуждению.