Sterowanie napędami elektrycznymi

projekt

Wykonał:

Dobosz Dariusz

IV EDPG L11

Dany silnik klatkowy:

P_N =100 kW

n_N = 1460 obr/min

U_N = 220/380 V I_N =334 /193 A

η_N =0,915

cos ϕ_N = 0,96

I_r/I_N = 6,5

M_r/M_N = 1,8

M_k/M_N = 2,2

J_spr = 10kgm²

Zaprojektować układ rozruch silnika w funkcji czasu z przełącznikiem gwiazda/trójkąt. Dobrać zabezpieczenie silnika. Silnik obciążony momentem M_m = 0,25 M_N = const.

Obliczenie całkowitego momentu bezwładności :

Dla silników asynchronicznych trójfazowych

J_sil =(2,5÷7,5)10^-3M_N

J_sil =2,5*10^-3* M_N =1,63 Nms²

J_cał = J_sil + J_spr =11,63 Nms²

Poślizg znamionowy silnika wynosi:

Moment znamionowy silnika

Moment rozruchowy jest równy:

Moment krytyczny jest równy:

Poślizg krytyczny jest równy:

Obliczam prędkość, przy której nastąpi przełączenie:

Aby obliczyć moment dynamiczny oraz chwilę przełączenia gwiazdy na trójkąt należy wykreślić charakterystyki mechaniczne.

Korzystając ze wzoru Klossa
, możemy obliczyć punkty potrzebne do wykreślenia charakterystyk .

Przy połączeniu silnika w gwiazdę moment zmaleje w stosunku:

M_m =0,25*M_N =0,25*654 = 163,5 =const

Korzystając z powyższych zależności wykreślam poszczególne przebiegi M_trój., M_gwia. = f(ω)

ω	s	Mtrójkąta	Mm	Mgwiazdy = Mtrój./3
rad/s		Nm	Nm	Nm
0	1	315,8	163,5	105,3
15,7	0,9	349,9	163,5	116,6
31,4	0,8	392,1	163,5	130,7
47,1	0,7	445,5	163,5	148,5
62,8	0,6	515,2	163,5	171,7
78,5	0,5	609,3	163,5	203,1
94,2	0,4	742,1	163,5	247,4
109,9	0,3	937,3	163,5	312,4
125,6	0,2	1222	163,5	407,3
140,4	0,111	1440	163,5	480
150	0,0446	996,3	163,5	332,1
155	0,0127	325,3	163,5	108,4
156	0,0064	165,5	163,5	55,2
156,5	0,0032	82,95	163,5	27,7

Przełączenie uzwojeń stojana z gwiazdy na trójkąt powinno nastąpić dla prędkości wyliczonej z odpowiedniej zależności:

Prędkość przełączenia można przyjąć:

ω_p = 140 [rad/s]

Czas, po którym powinno nastąpić przełączenie na charakterystykę naturalną, czyli czas po którym silnik otrzyma pełne napięcie:

Gdzie:

M^/ = 480 Nm

Czas, po którym powinien zadziałać przekaźnik wynosi 5,18 s.

Układ sterowania zaprojektowałem na podstawie skryptu „Napęd elektryczny i automatyka napędu”.

Rozruch silnika następuje po zamknięciu wszystkich trzech wyłączników ręcznych 1WR, 2WR, 3WR oraz przyciśnięciu przycisku „Z”.

Działa wtedy stycznik 1S i 2S, co powoduje połączenie uzwojeń stojana w gwiazdę. Styk pomocniczy stycznika 1S uruchamia przekaźnik zwłoczny PC. Po upływie czasu opóźnienia nastawionego na przekaźniku PC zamyka się jego stycznik w obwodzie cewki przekaźnika PP, co powoduje zadziałanie tego przekaźnika, przerwanie obwodu cewki stycznika 2S i jego zwolnienie. Bierny styk stycznika 2S zamyka obwód cewki stycznika 3S, powodując jego zadziałanie i połączenie uzwojeń stojana w trójkąt. Powoduje to wejście stycznika w charakterystykę naturalną.

Do zabezpieczeń silnika klatkowego zaliczyć możemy:

- zabezpieczenie przed zanikiem napięcia

- zabezpieczenie przeciwzwarciowe

- zabezpieczenie przeciążeniowe

Zabezpieczenie przed zanikiem napięcia jest realizowane poprzez układ przekaźników.

Zabezpieczenie przeciwzwarciowe stanowią bezpieczniki, zabezpieczenie przeciążeniowe wyzwalacz termiczny .

Do zabezpieczenia silnika zastosować możemy także wyłącznik silnikowy. Posiada on wszystkie potrzebne zabezpieczenia.

Literatura:

1.„Napęd elektryczny”- Z .Gogolewski, Z. Kuczewski, W-wa 1972

2. „Napęd elektryczny” - praca zbiorowa pod kierunkiem Z. Grunwalda, W-wa 1987

3. „Zbiór zadań z napędu elektrycznego” - Z. Kuczewski, W-wa 1986

3

Rzeszów 28.01.2001

1

30

2

479,9

0

,

19

k

k

N

p

p

o

p

o

m

o

p

k

M

M

U

U

Nm

n

obr

s

n

n

n

T

J

n

s

M

s

Recenzent:

mgr inż. Ryszard Schab

,

0

1500

63

,

11

2

30

1

,

0

1500

1350

1500

min

/

1350

479,9

'

/

2

/





























































---