книги / Практическое моделирование электротехнических систем и систем автоматики

ЗАДАНИЕ № 2

Составить и исследовать модель в режиме пуска, движения и динамического торможения электровозного состава, состоящего их четырех вагонов разной грузоподъемности. Движение каждого из вагонов груженого состава начинается последовательно через 0,2 с и продолжается в течение 10 с, после чего начинается динамическое торможение противовключением двигателя до полной остановки состава. При пуске состава момент на приводе электровоза ступенчато возрастает.

В состав модели входят:

–источник переменного напряжения 220 В;

–выпрямитель;

–двигатель постоянного тока с последовательным возбуждением и напряжением 300/150 В. Торможение двигателя задает-

ся противовключением источника питания;

–остальныеэлементывыбираютсяпоусмотрениюстудента. Необходимо исследовать:

–ток и напряжение контактной сети в процессе движения

идинамического торможения состава;

–скорость и момент на валу двигателя.

Режим работы состава:

–последовательный пуск вагонов с интервалом в 0,2 с;

–движение состава в течение 10 с;

–динамическое торможение с учетом инерции до полной остановки.

ЗАДАНИЕ № 3

Составить и исследовать модель электровозного состава в режиме динамического пуска. Пуск при равномерном ускорении производится ступенчатым изменением скорости вращения вала двигателя постоянного тока с последовательным возбужде-

121

нием. Работа двигателя на очередной пусковой ступени продолжается в течение 0,2 с. Число ступеней пуска четыре.

В состав модели входят:

–источник переменного напряжения 220 В;

–трансформатор;

–выпрямитель;

–двигатель постоянного тока с последовательным возбуждением и напряжением 300/150 В. Изменение скорости производится ступенчатым включением сопротивлений в цепь питания двигателя;

–таймер и идеальный переключатель;

–остальныеэлементывыбираютсяпоусмотрениюстудента. Необходимо исследовать:

–ток и напряжение контактной сети в процессе пуска и движениясостава;

–скорость и момент на валу двигателя на каждой ступени разгона и при движении.

Обеспечить режим работы состава:

–последовательный четырехступенчатый пуск состава;

–контроль скорости на каждой ступени.

ЗАДАНИЕ № 4

Составить и исследовать модель электровозного состава в режиме динамического пуска. Пуск производится ступенчатым изменением скорости вращения вала двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением. Диапазон изменения скорости в период пуска делится равномерно на четыре части. Переключение на очередную пусковую ступень начинается в тот момент, когда скорость движения состава превысит заданную скорость текущего диапазона. Изменение скорости производится ступенчатым включением сопротивлений в цепь питания двигателя. Число ступеней пуска четыре.

122

В состав модели входят:

–источник переменного напряжения 220 В;

–трансформатор;

–выпрямитель;

–двигатель постоянного тока с последовательным возбуждением и напряжением 300/150 В. Таймер и идеальный пере-

ключатель; пусковые сопротивления;

–остальныеэлементывыбираютсяпоусмотрениюстудента. Необходимо исследовать:

–ток и напряжение контактной сети в процессе пуска и движениясостава;

–скорость (нужно контролировать.) и момент на валу двигателя на каждой ступени разгона и при движении;

–обеспечить равномерное ускорение на каждой ступени. Режим работы состава:

–последовательный четырехступенчатый пуск состава;

–контроль скорости на каждой ступени;

–движение состава в течение 8 с.

ЗАДАНИЕ № 5

Составить и исследовать модель шахтного скипового подъема с приводом от двигателя постоянного тока с независимым возбуждением. Изменение скорости скипа во времени должно быть обеспечено следующей тахограммой: разгон 1 с в три этапа, равномерное движение до 8-й секунды, механическое торможение 2 с до скорости 30–20, движение с этой скоростью в течение 1 с, затем окончательный останов.

В состав модели входят:

–источники постоянного напряжения 500 и 300 В;

–двигатель постоянного тока с параллельным возбуждением 40 кВт и напряжением 500/300 В. Таймеры и идеальные

переключатели, пусковые сопротивления;

123

–константы для имитации моментов, в том числе и скиповой нагрузки;

–остальныеэлементывыбираютсяпоусмотрениюстудента. Необходимо исследовать в процессе движения скипа:

–токи статора и якоря двигателя;

–скорость вращения якоря;

–момент на валу двигателя.

ЗАДАНИЕ № 6

Составить и исследовать модель шахтного скипового подъема с приводом от двигателя постоянного тока с независимым возбуждением. Изменение скорости скипа во времени должно быть обеспечено следующей тахогораммой: разгон 1 с в три этапа, равномерное движение до 8-й с, торможение противовключением привода до 9,4 с (до скорости 30–25), движение с этой скоростью 1 с, затемокончательныйостановмеханическим торможением.

В состав модели входят:

–источник переменного напряжения 360 В;

–выпрямитель;

–источники постоянного напряжения 300 В;

–двигатель постоянного тока с параллельным возбуждением 40 кВт и напряжением 500/300 В. Таймеры и идеальные

переключатели, пусковые сопротивления;

–константы для имитации момента торможения и скиповой нагрузки;

–остальныеэлементывыбираютсяпоусмотрениюстудента. Необходимо исследовать в процессе движения скипа:

–токи статора и якоря двигателя;

–напряжение якорной сети;

–скорость вращения якоря;

–момент на валу двигателя.

124

ЗАДАНИЕ № 7

Составить и исследовать модель шахтного скипового подъема с приводом от асинхронного двигателя переменного тока с фазным ротором. Изменение скорости скипа во времени должно быть обеспечено следующей тахограммой: разгон 0,2 с в три этапа, равномерное движение до 5-й секунды, свободный выбег до 5,5 с, торможение до полной остановки.

В состав модели входят:

–источник переменного напряжения 460 В;

–двигатель асинхронный с фазным ротором типа SI Units;

–таймеры и контакторы, пусковые сопротивления;

–константы для имитации моментов, в том числе и скиповой нагрузки;

–остальныеэлементывыбираютсяпоусмотрениюстудента. Необходимо исследовать в процессе движения скипа:

–токи статора и якоря двигателя;

–напряжение сети;

–скорость вращения якоря;

–момент на валу двигателя.

ЗАДАНИЕ № 8

Составить и исследовать модель шахтного скипового подъема с приводом от короткозамкнутого асинхронного двигателя. Изменение скорости скипа во времени обеспечивается включением нагрузочных сопротивлений в статорную обмотку, Эти сопротивления обеспечивают трехступенчатый разгон скипа в следующем порядке: первая ступень работает 0,2 с, вторая до 1 с. На третьей ступени равномерное движение 5 с, после чего свободный выбег до 6,5 с и динамическое торможение подачей межфазного постоянного напряжения до полной остановки скипа.

125

В состав модели входят:

–источник переменного напряжения 1000 В;

–источник постоянного тока (напряжение подбирается);

–трансформатор 1000/500 В с трехфазной емкостью, подключенный параллельно двигателю;

–двигатель асинхронный типа 03 20 НР;

–таймеры и контакторы, пусковые сопротивления;

–константы для имитации моментов, в том числе и скиповой нагрузки;

–остальныеэлементывыбираютсяпоусмотрениюстудента. Необходимо исследовать в процессе движения скипа:

–токи статора и якоря двигателя;

–напряжение сети;

–скорость вращения якоря;

–момент на валу двигателя.

ЗАДАНИЕ № 9

Составить и исследовать модель шахтного скипового подъема с приводом от короткозамкнутого асинхронного двигателя. Изменение скорости скипа во времени обеспечивается трехступенчатым (35, 50 и 60 Гц) изменением частоты источника переменного напряжения. Этот диапазон частот обеспечивают трехступенчатый разгон скипа в следующем порядке: первая ступень работает 0,01 с, вторая до 0,4 с и третья до 5 с. После этого сеть отключается, и в статорную обмотку включается сопротивление, которое обеспечивает динамическое торможение до полного обнуления ЭДС в этой обмотке. Конечный останов скипа обеспечивается подачей межфазного постоянного напряжения до полной остановки скипа.

В состав модели входят:

–источники переменного напряжения 460 В;

–источник постоянного тока (напряжение подбирается);

126

–двигатель асинхронный типа 03 20 НР;

–таймеры и контакторы, тормозное сопротивление;

–константы для имитации моментов, в том числе и скиповой нагрузки;

–остальныеэлементывыбираютсяпоусмотрениюстудента. Необходимо исследовать в процессе движения скипа:

–ток статора;

–напряжение сети;

–скорость вращения якоря;

–момент на валу двигателя.

ЗАДАНИЕ № 10

Составить и исследовать модель шахтной конвейерной линии, состоящей из двух конвейеров с приводом от асинхронного короткозамкнутого двигателя и с разной загрузкой. Конвейеры в линии запускаются последовательно. Привод последующего конвейера запускается только тогда, когда скорость предыдущего конвейера достигнет установившегося значения. После запуска конвейеры работают в течение 5 с. По истечении этого времени приводы конвейеров отключаются от источника питания, после чего момент сопротивления на их двигателях уменьшается в четыре раза. Этот момент снижает скорость и может перевести ее в область отрицательных значений. Поэтому для остановки конвейера в диапазоне значений скорости от 5 до –15 момент сопротивления на валу его двигателя должен быть равным нулю.

В состав модели входят:

–источник переменного напряжения 460 В;

–два асинхронных короткозамкнутых двигателя типа

02 10 НР;

–таймеры или элементы Step;

–контакторы переключатели и пороговые элементы;

127

– остальныеэлементывыбираютсяпоусмотрениюстудента. Необходимо исследовать в процессе пуска работы и оста-

новки конвейеров:

–скорость вращения якорей двигателей;

–момент на валу двигателей;

–токи в двигателях и напряжение сети. Режим работы конвейеров:

–пуск первого конвейера в течение 0,01–0,02 с после запус-

ка модели;

–пуск второго конвейера, если скорость первого достигнет установившегося значения;

–работа конвейеров в течение 5 с;

–одновременное отключение конвейеров от источника питания;

–механическое торможение привода меньшим моментом;

–в диапазоне значений скорости от 5 до–15 момент на валу двигателя равеннулю.

ЗАДАНИЕ № 11

Составить и исследовать модель шахтной конвейерной линии, состоящей из трех конвейеров с приводом от асинхронного короткозамкнутого двигателя и с разной загрузкой. Первоначально все конвейеры запускаются одновременно.

После запуска все конвейеры работают в течение заданного времени, по истечении которого их приводы отключаются от источника питания. После этого каждый из конвейеров переходит в режим свободного выбега, при котором скорость вращения привода снижается и может перейти в область отрицательных значений. Поэтому для остановки конвейера в диапазоне значений скорости от 5 до –15 момент сопротивления на валу его двигателя должен быть равным нулю.

128

После остановки последнего конвейера через заданный промежуток времени конвейеры снова запускаются через заданное время и работают по вышеописанной схеме. Такой же цикл пуска снова повторяется еще один раз. Общее время работы модели составляет 25 с.

В состав модели входят:

–источник переменного напряжения 460 В;

–три асинхронных короткозамкнутых двигателя типа

02 10 НР;

–таймеры;

–контакторы, переключатели и пороговые элементы;

–остальныеэлементывыбираютсяпоусмотрениюстудента. В процессе пуска работы и остановки конвейеров необхо-

димо исследовать:

–скорость вращения ротора двигателей за период 25 с;

–момент на валу двигателей за тот же период;

–токи в двигателях и напряжение сети.

Режим работы конвейеров:

–пуск всех конвейеров в течение 0,01–0,02 с после запуска в работу модели;

–работа каждого конвейера в течение 5 с на каждом цикле.

–одновременное отключение конвейеров от источника питания;

–свободный выбег приводов конвейеров до полной остановки;

–повторныйзапускпервогоконвейерана8-йи13-йсекунде;

–повторный запуск второго и третьего конвейера со сдвигом по времени соответственно на 0,5 и 1 с относительно первого;

–рекомендованные моменты сопротивления 20; 38; 40. Необходимо отработать несколько режимов загрузки од-

ного конвейера и принять для модели три менее динамичных режима.

129

ЗАДАНИЕ № 12

Составить и исследовать модель конвейера с приводом от асинхронного короткозамкнутого двигателя и с разной заданной загрузкой. Момент сопротивления на приводе конвейера и сопротивление на валу двигателя в режиме его свободного выбега дискретно меняются четыре раза.

После запуска конвейер работает в течение заданного времени, по истечении которого его привод отключается от источника питания. После этого привод конвейера переходит в режим свободного выбега, при котором скорость вращения снижается и может перейти в область отрицательных значений. Поэтому для полной остановки конвейера в диапазоне значений скорости от 0 до –25 момент сопротивления на валу его двигателя должен быть равным нулю.

После остановки конвейера через заданный промежуток времени он снова запускается, работает и отключается по вышеописанной схеме, но уже с новыми значениями моментов сопротивления при пуске и остановке. Такой же цикл снова повторяется еще один раз. Общее время работы модели составляет 25 с.

В состав модели входят:

–источник переменного напряжения 1000 В;

–трансформатор с емкостной компенсацией; 1000/500 В;

–короткозамкнутый двигатель типа 03 20 НР;

–таймеры;

–контакторы, переключатели и пороговые элементы;

–остальныеэлементывыбираютсяпоусмотрениюстудента. В процессе пуска работы и остановки конвейеров необхо-

димо исследовать:

–скорость вращения ротора двигателя за период 25 с;

–момент на валу двигателя за тот же период;

–токи в двигателе и напряжение сети.

Режим работы конвейера:

– пусквтечение0,01–0,02 спослезапускавработу модели;

130