Расчет электропривода механизма подъема циклического действия

ЗМІСТ 

1. Зміст роботи
2. Вихідні дані до роботи
3. Попередній вибір потужності двигуна
4. Приведення статичних моментів і моментів інерції до вала двигуна
5. Побудова механічних характеристик електродвигунів і розрахунки опорів
6. Розрахунки перехідних процесів і побудова навантажувальної діаграми двигуна
7. Перевірка двигуна по нагріванню.
8. Розрахунки перехідних процесів при пуску асинхронного двигуна

     з урахуванням пружних механічних зв'язків

9. Список літератури
10. Додатки

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Вихідні дані

 

Варіант - 14

1. Моменти навантаження (опору) на валу робочого органа                                                                                                ;                                                                                    ;
2. Час циклу                 с;
3. Тривалість включення механізму               %;
4. Кутова швидкість робочого органа     ;

     5. Момент інерції робочого органа                                                                        ;

  ;

6. КПД передатного пристрою при моменті

  навантаження        ;

7. Коефіцієнт твердості пружного елемента

  на валу двигуна                  . 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3. ПОПЕРЕДНІЙ  ВИБІР ПОТУЖНОСТІ ДВИГУНА

Рис. 3.1. Розрахункова схема електропривода

Рис.3.2.   Навантажувальна діаграма механізм

     Потужність  двигуна попередньо вибирається  орієнтовно, а потім після розрахунку перехідних процесів і побудови навантажувальної діаграми двигуна виробляється перевірка  за нагріванням.

Потужність двигуна визначається по навантажувальній діаграмі механізму (рис. 3.2). На рис. 5.1. показана діаграма швидкості.

Година  роботи:

с.

     Еквівалентний момент на валу робочого органа:

  .

     Еквівалентна потужність на валу робочого органа:

 кВт.

     Еквівалентна  потужність на валу двигуна:

 кВт.

     Розрахункова  потужність на валу двигуна при заданій  тривалості включення механізму:

 кВт,

де  - коефіцієнт запасу враховуючий вплив динамічних навантажень і інших неврахованих при розрахунках факторів, зокрема погіршення умов тепловіддачі двигуна при зниженій швидкості.

     Прийняте  значення залежить від величини коефіцієнта інерції , під яким розуміється відношення суми наведеного до вала двигуна моменту інерції системи до моменту інерції двигуна, а також від співвідношення часу перехідних процесів, що й установилися.

  При до 1,2 рекомендується ухвалювати , при > 1,2 - .

Оскільки  величина коефіцієнта інерції поки невідома, то на етапі попереднього вибору потужності двигуна рекомендується ухвалювати .

     Приведення  розрахунків потужності до стандартної тривалості включення ПВ виконується по формулі:

 кВт,

де  - потужність на валу двигуна, наведена до стандартної тривалості включення .

     Стандартне  значення звичайне ухвалюють найближче до розрахункового .

 Для  привода механізмів, що працюють  у повторно-короткочасному режимі, рекомендується використовувати,  якщо це можливо, кранові електродвигуни. Для цих двигунів доцільно ухвалювати = 40%, тому що в деяких довідкових матеріалах окремі параметри двигунів приводяться саме при названім значенні ПВ.

     Далі  по каталогу робимо вибір потужності двигуна постійного струму незалежного порушення й асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором, що задовольняє співвідношенню:

,

,

де  - номінальна потужність двигуна, зазначена в каталозі при прийнятому в розрахунках /кВт/.

Використовуючи  вище встановлене співвідношення вибираємо  двигуны для роботи даного механізму.

     Паспортні дані двигунів обраних двигунiв: 

Двигун  постійного струму незалежного  порушення:

Тип:2ПН200LУХЛ4,

кВт, В, , , Ом,  

Асинхронний двигун з к. з. ротором:

Тип: 4АС160S6У3,

кВт, , , , , Ом, Ом, , , . 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4. ПРИВЕДЕННЯ  СТАТИЧНИХ МОМЕНТІВ І МОМЕНТІВ ІНЕРЦІЇ

ДО  ВАЛА ДВИГУНIВ. 

     Статичні  моменти, наведені до вала двигуна, для  випадку підйому вантажу:

;

.

     Для випадку спуска вантажу:

;

.

     У наведених вираженнях:

, - моменти опору на валу механізму;

- передаточне число передатного пристрою;

Передаточне число  перебуває по формулі:

 де  - номінальна частота обертання обраного двигуна постійного струму незалежного порушення, , - кутова швидкість вихідного вала механізму, ;

, - передатного пристрою відповідно при передачі моментів навантаження , .

     КПД Передатного пристрою при моменті навантаження ухвалюється рівним заданому у вихідних даних. КПД передатного пристрою при моменті навантаження визначається по кривих залежно від коефіцієнта завантаження. 

Наведені  моменти інерції системи для обох варіантів привода визначаються для моменту навантаження й :

  ;

  ; 
 

де:

• і - наведені до вала двигуна моменти інерції системи відповідно при моментах навантаження й ;
• коефіцієнт, що враховує момент інерції передатного пристрою;
• - момент інерції відповідного /постійного струму й асинхронного/ двигуна;
• і - моменти інерції сполучних муфт (тут і - моменти інерції робочого механізму відповідно при моментах навантаження й );
• - передаточне число передавального механізму.

ДПТ:

  ;

  ;

  ;

  .

АД:

  ;

  ;

  ;

  . 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

5. ПОБУДОВА  МЕХАНІЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК  ЕЛЕКТРОДВИГУНІВ  І РОЗРАХУНКИ ОПОРІВ

 

Двигун  постійного струму незалежного  порушення

     Номінальний момент двигуна обчислюємо за паспортним даними:

  ,

де  - номінальна потужність двигуна, кВт;

- номінальна частота обертання,  ;

- номінальна кутова швидкість,  ;

  .

     Швидкість ідеального холостого ходу:

  ;

де  - номінальна напруга, В;

- КПД двигуна;

     Задаємося максимально припустимим моментом двигуна при пуску:

  .

     Для задане числа щаблів пускового реостата знаходимо відношення пускового  моменту до моменту перемикання:

,

де  Ом - опір якірного ланцюга на першому щаблі пускового реостата;

, Ом - опір якоря, що включає  опір обмотки якоря, додаткових  полюсів і щіток.

Величина  перебуває зі співвідношення: 

 Вб.

Де:

Знаходимо момент перемикання:

.

При цьому  повинне дотримуватися умова

   , .

Умова виконується, значить двигун споконвічно  обраний вірно. 

  За знайденими значенням і будуються пускові характеристики для підйому й спуска вантажу (див. рис. 3.1).

     Характеристика  гальмування противовмиканням будуємо по заданим початковим значенню гальмового моменту:

.

     Розрахунки  пускових опорів проводимо аналітичним способом:  

     

 Ом;

 Ом;

       За знайденими значенням опорів , , знаходять додаткові опори для кожної секції:

 Ом;

   

Ом;

 

Ом.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Рис. 5.1.  Схема включення опорів

  Механічні характеристики двигуна постійного струму незалежного порушення зображенi на Рис.5.2. 
 

Асинхронний двигун з короткозамкненим ротором 

     Для розрахунків природньої механічної характеристики в руховому режимі й  у режимах електричного гальмування /рекуперативне й противовключення/ використовується рівняння:

,

де М - обертаючий момент двигуна, ;

  - максимальний /критичний/ момент двигуна;

-перевантажувальна здатність  двигуна;