Методические указания по выполнению курсового проекта по дисциплине «системы управления электроприводами»

Скачать 361.69 Kb.

Название	Методические указания по выполнению курсового проекта по дисциплине «системы управления электроприводами»
страница	2/3
Дата публикации	23.08.2013
Размер	361.69 Kb.
Тип	Методические указания

uchebilka.ru > Математика > Методические указания

1 2 3

^ 5. Расчет и выбор электродвигателей.

Для переменного тока выбираются двигатели с фазным ротором серий МТF, МТ, МТН или МТМ.

Для постоянного тока двигатели последовательного возбуждения серий Д. Следует сразу же выписать технические данные трех двигателей: ближайшего по мощности к Ррасч., а также ближайшего меньшего и ближайшего большего двигателей, т.к. при проверке по нагреву может возникнуть необходимость произвести расчеты с этими двигателями (с меньшим - если загрузка выбранного двигателя окажется 0,8, а с большим - если выбранный двигатель не пройдет по нагреву), т.е. окажется

Мэ

>

1

Мн
^ 10. РАСЧЕТ ДВИГАТЕЛЯ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА

МОСТОВОГО КРАНА МЕХАНОСБОРОЧНОГО ЦЕХА
Исходные данные:

1. Вес поднимаемого груза -G_Г, Н

2. Вес грузозахватного устройства -

, Н

3. Высота подъема - Н, м

4. Скорость подъема -

, м/сек

5. Передаточное число редуктора - i

6. Кратность полиспаста - Кп

7. Диаметр барабана - Dб, м

8. Число циклов в час - Nц

9. Коэффициент полезного действия механизма -

н

10. Род тока-переменный.

Кинематическая схема приведена на рис.21

Для выбора мощности двигателя необходимо иметь нагрузочные диаграммы.

Последние могут быть построены, если известны режимы работы электропривода, моменты инерции вращающихся элементов (ротора двигателя, тормозного шкива, редуктора, барабана) и веса элементов, движущихся поступательно.

Моменты инерции вращающихся элементов приводятся в каталогах или учитываются, кроме момента инерции ротора двигателя, опытными коэффициентами.

Для определения момента инерции ротора двигателя необходимо знать его тип, мощность, скорость вращения, в связи с чем возникает _{необходимость} предварительного (ориентировочного) выбора мощности.
Расчет предварительной мощности двигателя.
Р` пред = К_* Р_с ,

где К - коэффициент, учитывающий цикличность работы механизма=0,8;

Р_с - максимальная статическая мощность двигателя, необходимая для подъёма номинального груза, кВт.

где G_Г- вес поднимаемого груза, Н (исходные данные);

- вес грузозахватного устройства, Н (исходные данные);

- скорость подъёма, м/сек (исходные данные);

1 – тормоз 3 – редуктор

2 – двигатель 4 – барабан

5 - полиспаст

^ Рис. 21. Кинематическая схема механизма подъема.

- коэффициент полезного действия механизма (исходные данные).

Скорость вращения двигателя.

рад/с
где К_п – кратность полиспаста (исходные данные);

i – передаточное число редуктора (исходные данные);

D_Б – диаметр барабана, м (исходные данные), м.
Ориентировочная продолжительность включения

,

где t_ц – время цикла, с.

t_ц=

,

где N_ц – количество циклов в час (исходные данные);

t_p – время одной операции (подъема или опускания);

t_p=

где Н – высота подъема, м (исходные данные);

К₁ –количество операций в течение одного цикла. Для механизма подъема = 4

Предварительная мощность при каталожной продолжительности включения
P_пред=P`_пред

кВт

По рассчитанным Р пред и

по каталогу выбирают двигатель, соблюдая условие, что номинальная мощность Р_н должна быть равна или несколько больше предварительной Р_пред, т.е.
P_н

P_пред.
Статистические моменты, приведенные к валу двигателя:

1. При подъеме груза
М_пг =

где G_г - вес поднимаемого груза, Н;

G₀- вес грузозахватного устройства, Н;

D_б- диаметр барабана, м;

К_П – кратность полиспаста;

i – передаточное число редуктора;

- коэффициент полезного действия механизма.

2. При опускании груза

Н_м

3. При подъеме грузозахватного устройства

Н_м

- коэффициент полезного действия механизма при данной нагрузке.

Определяется по кривым

, приведенным на рис. 23.

К₃=

4. При опускании грузозахватного устройства

Н_м

Динамические моменты, приведённые к валу двигателя
Кроме статических моментов в периоды неустановившихся режимов работы (пуск, торможение или замедление) в системе возникают динамические моменты, обусловленные изменением запаса кинетической энергии отдельных звеньев системы, скорость которых меняется.

Для определения величины приведённого к валу двигателя динамического момента пользуются уравнением
Мдин = Jэ

Нм

где

- ускорение или замедление ротора двигателя, рад/с²;

- приведённый к валу двигателя момент инерции системы, кгм²
Для механизма подъёма крана

кгм
где

- момент инерции двигателя (по каталогу);

- момент инерции тормозного шкива (по каталогу);

- момент инерции муфты и быстроходного вала редуктора (по

каталогу);

- момент инерции редуктора, приведённый к валу двигателя;

- момент инерции барабана, приведенный к валу двигателя;

- момент инерции поступательно-движущихся элементов системы, приведённые в валу двигателя.
При перемещении груза

кгм²,

где V_Г - скорость подъёма, м/сек.

При перемещении грузозахватного устройства

кгм²,

Ввиду того, что моменты инерции

в каталогах приводятся редко, а определение их расчётным путём представляет известные трудности, эквивалентный момент инерции определяют из уравнения

где К - коэффициент, учитывающий приближение момент инерции редуктора и барабана принимается равным 1,1

1,2.

В ряде случаев

также определяют приближённо в долях от момента инерции ротора двигателя.

Предельно допустимое ускорение двигателя

рад/с²,
где

- максимально допустимое линейное ускорение груза

Если эта величина отсутствует в задании, то можно воспользоваться опытными данными, приведёнными в табл.2 или кривыми рис.10.

Величина максимального линейного ускорения может быть определена, если задано время разгона (пуска).

м/с²

где

- время разгона, с (исходные данные).

При отсутствии в здании конкретных указаний в отношении продолжительности разгона эта величина может быть определена по средним опытным кривым, приведенным на рис.11.

Если в задании нет каких-либо ограничений относительно замедления при торможении, то эту величину следует принимать равной ускорению при разгоне, т.e.

_т.макс. =

_р.макс..

Средний пусковой момент, развиваемый двигателем при подъёме груза

- динамический момент системы при подъёме груза.

Н_м,

где

- момент инерции системы с учётом поднимаемого груза, кгм²

Время разгона при подъезде груза

с

где

- соответственно конечное и начальное значение скорости, рад/с.
При пуске от состояния покоя до номинальной скорости

При опускании груза.

Двигатель работает в режиме электромагнитного тормоза (тормозной спуск) и груз ускоряется под действием собственного веса, т.е. разгон системы происходит под действием момента, равного М_сг
t_{РСГ =}J_ЭГ с
При подъёме или опускании грузозахватного устройстве в цепи ротора двигателя участвуют одни и те же сопротивления, выключаемые с постоянными интервалами времени, а вес грузозахватного устройства обычно не превышает 5

15% веса груза.

Это обстоятельство приводит к тому, что двигатель достигает своей конечной скорости за время значительно меньшее, чем t_p_`пг`, а средний пусковой момент также уменьшается.

Если учесть, что максимальный момент при пуске обычно (2,2+2,4) M_П, а момент, при котором происходит выключение ступеней пускового реостата составляет 0,I M_Н, то средний пусковой момент при подъёме опускании, грузозахватного устройства
М¹ср.п. =

Время разгона при подъеме грузозахватного устройства
tрпо = Jэо

Время разгона при опускании грузозахватного устройства
tpco = Jэо

где Jэо - момент инерции системы без учёта груза, приведённый к валу двигателя.

Схемы управления двигателями механизмов подъёма предусматривают экстренное наложение механических тормозов при отключении статора двигателя от сети, т.е. при установке силового или командоконтроллера в нулевое положение.

В связи с этим для механизмов подъёма электрическое торможение двигателей не имеет смысла.

Время торможения для различных режимов определяется с учётом момента развиваемого только механическим тормозом.

Момент тормоза Мт определяется максимальным статическим моментом M_с.макс_,приведённым к тормозному валу (обычно это вал двигателя) и коэффициентом запаса Кт
Мт = Кт* Мс.макс Нм

где Мс.макс. - максимальный статический крутящий момент на тормозном валу = Mсг, Hм;

Кт - коэффициент запаса.
По правилам Госгортехнадзора коэффициент имеет следующие значения:

1. Для лёгкого режима работы = 1,5;

2. Для среднего режима работы = 1,75;

3. Для тяжёлого режима работы = 2,0;

4. Для весьма тяжёлого режима работы = 2,5.
При этом механизмы подъёма кранов, транспортирующих жидкий металл, ядовитые и взрывчатые вещества, должны иметь два тормоза. Коэффициент запаса каждого из них должен быть не менее 1,25.
По рассчитанному значению Мт выбирают тормоз с номинальным тормозным моментом равным или несколько больше, чем Мт, т.е.
Мнт

Мт
Время торможения:

1. При подъёме груза
tтпг = Jэг

, с
2. При опускании груза
tтсг = Jэг

, с
3. При подъёме грузозахватного устройства
tтпо = Jэо

, с

4. При опускании грузозахватного устройства
tтсо = Jэо

, с

где

- скорость, с которой начинается режим торможения;

кон - скорость, при которой заканчивается режим торможения.
Пути, пройденные грузом или грузозахватным устройством во время пусков и торможений:

1. При подъёме груза
Sр.пг =

м
где Vn - скорость подъёма, м/c

t_рпг- время разгона при подъёме груза, с.

2. При опускании груза

Sр.сг =

м
Sт.сг =

м
3. При подъёме грузозахватного устройства
Sр.по =

м
Sт.по =

, м
4. При опускании грузозахватного устройства

Sр.со =

, м
Sт.со =

, м

Пути, проходимые грузом или грузозахватным устройством с установившейся скоростью:

При подъёме груза

Sупг = Н – Sр.пг - Sт.пг , м

При опускании груза

Sусг = Н – Sр.сг - Sт.сг

, м

При подъёме грузозахватного устройства

Sупо = Н – Sр.по - Sт.по , м

4. При опускании грузозахватного устройства
Sусо = Н – Sр.со - Sт.со , м

Время работы с установившейся скоростью

1. При подъёме груза
tупг =

, с
2. При опускании груза
tуст =

, с

При подъёме грузозахватного устройства

tупо =

, с

При опускании грузозахватного устройства

tусо =

, с
Фактическая продолжительность включения
ПВ%_ф =

Расчётный эквивалентный момент
Мэр =

Нм

Эквивалентный момент, соответствующий продолжительности включения выбранного двигателя

Мэ = Мэр*

Нм

Если эквивалентный момент равен или несколько меньше номинального, то выбранный двигатель проходит по нагреву, т.е.
Мэ

Мн
При необходимости производят проверку на перегрузочную способность по условию
1,3 М_{макс.нагр}

(0,8

0,85)* М_{макс.дв}
где М_{макс.нагр} - максимальный момент из нагрузочных диаграмм;

М_{макс.дв} - максимальный момент двигателя

М_{макс.дв} = М_н

1,3 - коэффициент, учитывающий возможные пики момента при реостатном пуске;

(0,8

0,85) – коэффициент, учитывающий уменьшение максимального момента при снижении напряжения на зажимах двигателя.
Скоростная и нагрузочная диаграмма на рис. 22.

1 2 3

	Методические указания по выполнению курсового проекта по дисциплине... Курсовой проект является самостоятельной работой студента, завершающей изучение дисциплины «Системы управления электроприводами»		Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине... Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине “Проектирование холодильных установок”./ Составитель В. М. Арсеньев....
	Методические указания и задание к выполнению курсового проекта по... Методические указания и задание к выполнению курсового проекта по дисциплине «Алгоритмическое и программное обеспечение электротехнических...		Методические указания и задание к выполнению курсового проекта по... Методические указания и задание к выполнению курсового проекта по дисциплине «Алгоритмическое и программное обеспечение электротехнических...
	Методические указания и варианты исходных данных к выполнению курсового... Методические указания и варианты исходных данных к выполнению курсового проекта «Выбор объекта инвестирования» по дисциплине “Инвестиционный...		Методические указания и варианты исходных данных к выполнению курсового... Методические указания и варианты исходных данных к выполнению курсового проекта «Выбор объекта инвестирования» по дисциплине “Инвестиционный...
	Методические указания к выполнению курсового проекта по технической... Методические указания к выполнению курсового проекта по технической эксплуатации городского электрического транспорта. Подвижной...		Методические указания к курсовому проектированию по дисциплине "проектирование... Общие требования к содержанию курсового проекта и ходу курсового проектирования 3
	Методические указания к изучению курса «Финансы предприятий» ивыполнению курсового проекта Методические указания к изучению курса «Финансы предприятий» и выполнению курсового проекта (для студентов 4, 5 курсов специальностей...		Методические указания к выполнению курсового проекта по дисциплине «Теория механизмов и машин» Перезатверджено на засiданнi методичноi ради факультету Пiмот протокол №6 вiд 20. 02. 2012

Методические указания по выполнению курсового проекта по дисциплине «системы управления электроприводами»

Похожие: