Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Проектирование электропривода - файл 1.docx


Проектирование электропривода
скачать (36.2 kb.)

Доступные файлы (1):

1.docx37kb.16.12.2011 02:31скачать


1.docx

Содержание.

1 Исходные данные для проектирования электропривода ; описание рабочей машины

2 Требования, предъявляемые к электроприводу

3 Расчет упрощенной нагрузочной диаграммы и предварительный расчет мощности двигателя

4 Выбор электродвигателя и редуктора

5 Расчет приведенных статических моментов и моментов инерции

6 Предварительная проверка двигателя по нагреву



1 Исходные данные для проектирования электропривода ; описание рабочей машины

Реверсивный электропривод постоянного тока

Рабочая машина совершает возвратно-поступательное движение на длину L от одного крайнего положения до другого. Движение механизма с грузом проходит с установившейся рабочей скоростью Vраб , возвратное движение без груза- с установившейся скоростью Vвозв. В цикл работы механизма, кроме времени рабочего и возвратного движения, входит время пауз.

Исходные данные приведены в таблице 1,2.

Дополнительные условия и требования:

  1. Напряжение сети Uл=380В.

  2. Частота питающей сети fном= 50Гц.

  3. Диапазон регулирования скорости замкнутой системы не менее 15:1.

  4. Требуемая точность поддерживания скорости в замкнутой системе 5%.





Таблица1

Исходные данные

Наименование показателя

Размерность

Последняя цифра шифра

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

12

Масса механизма

т

1,2

1,3

1,4

1,5

1,6

1,8

2,1

2,2

2,4

2,6

2,8

Масса груза

т

1,8

1,9

2,1

1,7

2,4

2,5

2,8

3,0

3,6

3,8

4

Диаметр колеса

м































Диаметр цапфы

мм

45

50

Длина перемещения

м

17

16

19

20

21

23

18

24

26

15

17

Продолжительнос-

ть включения

%

75

78

85

82

83

76

86

75

91

78

80


Таблица 2

Дополнительные данные

Наименование показателя

Размерность

Последняя цифра шифра

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

12

Скорость движения с грузом

м/с

1,05

1,2

1,3

1,4

1,1

1,25

1,36

1,15

1,08

1,2

1,4

Скорость движения без груза

м/с

1,3

1,4

1,7

1,8

1,5

1,6

1,4

1,5

1,6

1,7

1,9

Допустимое ускорение с грузом

м/с2

0,8

0,85

0,87

0,7

0,75

0,85

Допустимое ускорение без груза

м/с2

0,9

0,95

0,94

0,8

0,82

0,92

Диапазон регулирования в разомкнутой системе

-

1:4

1:5

1:4,5

1:5,5

1:3

1:4

1:5

1:4,5

1:5,5

1:3

1:3





2 Требования, предъявляемые к электроприводу

Основными требованиями предъявляемые к проектируемому электроприводу являются:

- обеспечение заданной производительности рабочей машины;

- перемещение рабочего органа должно осуществляться с заданной скоростью, отклонение скорости не должно превышать 5% от заданного значения;

- привод имеет регулирование скорости в заданном диапазоне;

- ускорение рабочей машины не должно превышать заданного значения;

- величина эквивалентной мощности, тока или момента должны быть в пределах 0,85…1,0 от номинальных значений;

- выбранный тиристорный преобразователь и двигатель должны выдерживать дополнительные длительные и кратковременные нагрузки.



3 Расчет упрощенной нагрузочной диаграммы и предварительный расчет мощности двигателя

На основании исходных данных могут быть достаточно точно рассчитаны статические нагрузки. Динамические нагрузки в значительной степени зависят от параметров двигателя, который на данном этапе ещё не выбран. Некоторую часть динамических нагрузок можно учесть с помощью заданного допустимого ускорения исполнительного органа машины.

На базе исходных данных рассчитывают и строят зависимости скорости рабочей машины от времени V(t).

Таблица 1

Расчет тахограммы

Рассчитываемый параметр

Расчетная формула

Время пуска (оно же и время торможения) до установившейся скорости с допустимым ускорением

tпуск=tторм=Va, с

Путь, проходимый за время пуска (торможения) рабочей машины

Lпуск=Lторм=V22*a, м

Время установившегося режима движения с заданной скоростью

tуст=L-(Lпуск+Lторм)V, с

Суммарное время работы

tраб=tпуск+tуст+tторм,c

Угловая скорость вращения

w=2*VD, рад/с

При построении зависимости скорости рабочей машины от времени V(t) следует учитывать направление движения рабочей машины. При движении в основном технологическом режиме принимают V>0, при движении в возратном режиме V<0. С учётом этого принимают знаки и ускорения.

Расчет:

С грузом

tпуск=tторм=Va=1,20,75=1,59с

Lпуск=Lторм=V22*a=1,222*0,75=1,15м

tуст=L-(Lпуск+Lторм)V=15-(0,96+0,96)1,2=10,9с

tраб=tпуск+tуст+tторм=10,9+1,59+1,59=14,08с

w=2*VD=2*1,20,4=0,6 рад/с

Без груза

tпуск=tторм=Va=1,70,82=2,07с

Lпуск=Lторм=V22*a=1,722*0,82=1,76м

tуст=L-(Lпуск+Lторм)V=15-(1,76+2,07)1,7=6,57с

tраб=tпуск+tуст+tторм=6,57+2,07+2,07=10,71с

w=2*VD=2*1,70,4=8,5 рад/с

Статические момента сопротивления рассчитываются для каждой конкретной машины.

Таблица 2

Расчет нагрузочной диаграммы

Рассчитываемый параметр

Расчетная формула

Коэффициент, учитывающий трение реборд колесо направляющие, возникающие вследствие возможного перекоса в механизме

Кр=1,2…1,5.

Коэффициент трения скольжения в подшипниках

µ=0,08…0,12

Коэффициент трения качения

f=0,0005…0,001

Статический момент рабочей машины

Mст=Kp*m*g*d2*µ+f,

где -масса деталей и узлов, опирающихся на подшипники;

g-ускорение свободного падения, м/с2;

d-диаметр цапфы, м



Момент инерции рабочей машины

Jрм=J1+J2+…+m1+m2+…*D24

Где J1,J2 - момент инерции вращающихся элементов рабочей машины, кг*м2;

m1,m2- массы поступательно движущихся частей, кг;

D-диаметр колеса, м

Динамический момент

Mрмдин=Jрм*2*аD

Результирующий момент рабочей машины

Мрм=Мрм ст±Мрм дин

Знаки результирующего момента и его составляющих зависят от направления и режима работы (пуск, торможение)

Расчет

Кр=1,2

µ=0,08

f=0,0005

С грузом

Mст=Kp*m*g*d2*µ+f=

=1,2*1000*10*50*10-32*0,08+0,0005=30 Н*м

Без груза

Mст=Kp*m*g*d2*µ+f=

=1,2*406,25*10*50*10-32*0,08+0,0005=12,1875 Н*м

Jрм=J1+J2+…+m1+m2+…*D24=6,4*0,424=2,256

С грузом

Mрмдин=Jрм*2*аD=0,256*2*0,750,4=0,96



Без груза

Mрмдин=Jрм*2*аD=0,256*2*0,820,4=1,05

С грузом

Мрм=Мрм ст±Мрм дин=30+0,96=30,96 Н*м

Без груза

Мрм=Мрм ст±Мрм дин=12,1875-1,05=11,1375 Н*м

На основании расчетов строят приближенную нагрузочную диаграмму Мрм(t) с учетом пуска, торможения для каждого режима работы. Нагрузочные диаграммы скорости и моментов рабочей машины показаны на рис.2

Зависимость Ррм(t) получают как произведение Мрмt на wрмt. По нагрузочной диаграмме определяют расчетное значение статической мощности Рэкв.



4 Выбор электродвигателя и редуктора

Мощность двигателя для повторно- кратковременного режима работы может быть приближенно рассчитана по формуле:

Рэ=Р12*tр1+Р22*tр2+Р32*tр3+…+Рn2*tрntp1+tp2+tp3+…+tpn=18,5762*1,59+182*10,9+-0,5762*1,59+94,672*2,07+1,59+10,9+1,59+

+103,592*6,57+198,262*2,072,07+6,57+2,07=83,89кВт

Двигатель выбирается большей мощности, чем Рэ. Для выбранного двигателя необходимо привести паспортные данные: тип двигателя, значение мощности, скорость вращения, момент инерции и другие.

Тип двигателя 4А250М2У3, мощностью 90 кВт, скорость вращения 2960 об/мин, КПД 92%, момент инерции 52*10-2 кг*м2.

Определение передаточного числа и выбор редуктора

Согласование скорости рабочей машины и двигателя обеспечивает редуктор. Передаточное число редуктора определяется по формуле:

i=wном*D2*Vуст=2960*0,42*1,7=348,235

где wном- номинальная скорость вращения выбранного двигателя;

D-диаметр колеса (ролика, шкива и т.д.), находящегося на выходном валу редуктора и преобразующего вращение вала в поступательное движение исполнительного органа рабочей машины;

Vуст-скорость исполнительного органа рабочей машины, если машина имеет несколько скоростей, то берется большая.



Редуктор выбирается по справочнику. Редуктор выбирается по передаточному числу, максимальному моменту на валу, режиму эксплуатации, конструктивному и эксплуатационным особенностям привода. Числовые значения передаточных отношений представлены в таблице 4.

Таблица 4

Номинальные значения передаточных отношений редукторов

Ряд

Номинальные значения передаточных отношений

Ряд1

1,00;1,25;1,6;2,00;2,5; 3,15;4,00;5,00; 6,30;8,00; 10,0;12,5; 16,0; 20,0; 25,0; 31,5; 40,0; 50,0; 63,04; 80,0; 100; 125; 160; 200; 250; 315; 400; 500; 630; 800

Ряд2

1,12;1,40; 1,80; 2,24; 2,80; 3,55; 4,50; 5,60; 7,104; 9,00; 11,2; 14,0; 18,0; 22,4; 28,0; 35,5; 45,0; 56,0; 71,0; 90,; 120; 140; 180; 224; 280; 355; 450; 560; 710; 900.

Номинальное значение передаточных отношений редукторов принимаем равным 400 ряд1.

Редуктор типа Ч2 160/80, габаритные размеры L*B*H=585*420*500мм, номинальный крутящийся момент 2500…4000 Н*м, масса 175 кг.



5 Расчет приведенных статических моментов и моментов инерции

При приведении моментов статических нагрузок исходят из равенства мощности в реальной и эквивалентной системах. При этом необходимо учитывать направление потока энергии в механической части электропривода. Если привод работает в двигательном режиме, то статические моменты рабочей машины приводятся к валу двигателя по формуле:

Мс=Мрмη*i=30,960,92*400=0,084

где Мрм- статический момент рабочей машины;

η- суммарный КПД механизма;

i- передаточное число.

При приведении моментов инерции исходят из равенства запасов кинетической энергии в реальной и эквивалентной системах.

Суммарный приведенный момент инерции системы быть рассчитан по формуле:

Прямой ход

J=α*Jдв+Jii2+…+mk*ρ2=6,4*0,2252=0,324

Обратный ход
J=α*Jдв+Jii2+…+mk*ρ2=2,6*0,2252=0,132

ρ=d2+D2=0,42+0,052=0,225



6 Предварительная проверка двигателя по нагреву

Целью предварительной проверки является: снижение затрат времени на выполнение расчетной работы для случая, когда предварительный расчет двигателя по нагреву производится методом эквивалентного момента. Метод применяется для проверки двигателей по нагреву, если поток машины постоянен, т.к. между моментом и током существует прямая зависимость.

Эквивалентным моментом называется такой постоянный момент, при работе с которым в двигателе выделяется такое же количество тепла, что т при переменном графике нагрузки.

Mэкв=i-1mMc2*tii-1mti=

Величина Mэкв эквивалентного момента сопоставляется с допустимым моментом, который определяется как:

Мдоп=Мном*ПВфактПВст=290,37*78100=256,448

Мном=9550*Рнnн=9550*90*1032960=290371,62157=290,37 Н*м


Скачать файл (36.2 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации