 |
Расчет уточненного Графика нагрузки и проверка предварительно выбранного электродвигателя
|
|
|
|
ЗАДАНИЕ
Тема: Расчет системы ТП-Д
Цель работы: Исследование системы ТП-Д
Исходные данные:
Момент максимальный при движении «вперед» Мв - 3900 Н×м
Момент максимальный при движении «назад» Мн - 2800 Н×м
Время паузы после движения «вперед» t01 - 20 с
Время паузы после движения «назад» t02 - 30 с
Частота вращения механизма wмех - 45 рад/с
Значения моментов в процентах от Мв и Мн:
| М1 | М2 | М3 | М4 | М5 | М6 |
| 1300 | 3900 | 2600 | 300 | 1000 | 2800 |
Время работы при соответствующем моменте, с:
| t1 | t2 | t3 | t4 | t5 | t6 |
| 20 | 30 | 10 | 10 | 20 | 30 |
Предварительный выбор мощности двигателя
Для приводов, работающих в продолжительном номинальном режиме с постоянной нагрузкой, значение мощности двигателя выбирается ближайшим большим к расчетной мощности нагрузки: Рс=Мс×wм. Этот выбор является окончательным.
При повторно-кратковременном номинальном режиме в период работы входит время его пуска и время торможения. Так как длительность этих процессов зависит от данных двигателя (его момента инерции, пускового и тормозного моментов), то точно определить необходимую мощность двигателя сразу невозможно. Вначале ее можно найти приближенно, пренебрегая временем переходных процессов, представив график работы Мс=f(t) в виде, показанном на рисунке 1.
Пользуясь обобщенным методом эквивалентного момента, находим эквивалентный момент Мэ:
где a=0,8 - отношение постоянных потерь к переменным;
b0=0,9 - коэффициент ухудшения охлаждения для двигателей с принудительной вентиляцией;
hр=0,95 - КПД редуктора;
М1¸М6 - момент нагрузки (см. рис.1), Н×м.
Предварительно найдем время работы вперед и назад
Находим эквивалентную мощность Рэ:
|
|
|
Рэ=Мэ×wм=2118×45=95312.6 Вт 
95 кВт
По эквивалентной мощности двигателя выбираем предварительно из каталога ближайший по мощности двигатель, такой чтобы выполнялось условие Pэ<Pн
Таблица 1 - Паспортные данные двигателей
| Типоразмер | РН, кВт | Uн, В | IН, А | КПД, % | Nн, об/мин | Nmax об/мин | J кг•м2 |
| 4ПФ250L | 110 | 440 | 284 | 86.7 | 750 | 3000 | 4,86 |
| 4ПФ200L | 110 | 440 | 275 | 89.1 | 1500 | 3600 | 1,75 |
Выбор электродвигателя по угловой скорости
тиристорный преобразователь электродвигатель трансформатор
Для приводов с длительным режимом работы при выборе передаточного числа не имеет значения длительность переходных процессов, и выбор двигателя по скорости определяется его весогабаритными показателями, стоимостью и коэффициентом полезного действия.
При частых пусках и торможениях, как известно, оптимальное передаточное число i будет определено выбором такого электродвигателя, найденной ранее мощности, при котором произведение Jд× i2 будет наименьшим (или, что то же, запас кинетической энергии Jд×wн2/2 будет наименьшим). Поэтому для выбора двигателя по скорости выписывают из каталога все двигатели данной серии с мощностью, ближайшей большей по отношению к расчетной; указывают момент инерции и значения Jд× i2 (или Jд×wн2/2), а затем выбирают двигатель.
Находим кинетическую энергию по формуле:
= Jд×wн2/2
Для двигателя 4ПФ250L из таблицы 1:=4,86•78,542/2=14434.3 Дж
где: Jдв=4,86 - момент инерции двигателя, кг×м2
Для двигателя 4ПФ200L из таблицы 1:=1,75•1572/2=21589.8 Дж
Я выбираю электродвигатель 4ПФ250L.
- передаточное число между двигателем и механизмом.
Из ряда стандартных передаточных чисел выбираю передаточное число редуктора iр=2.5
РАСЧЕТ УТОЧНЕННОГО ГРАФИКА НАГРУЗКИ И ПРОВЕРКА ПРЕДВАРИТЕЛЬНО ВЫБРАННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
Так как моменты двигателя пропорциональны соответствующим токам, то в периоды пуска и торможения момент двигателя будет:
|
|
|
гдеki- коэффициент заполнения графика тока (ki=0,85);коэффициент максимального тока (kм=1,9);
Мп - момент пуска, Н•м;
Мт - момент торможения, Н•м;
Мн - момент номинальный, Н•м.
Расчет времени пуска и торможения.
Время пуска и торможения определяется по следующим формулам:
Время пуска:
Время торможения:
где J¢ - суммарный момент инерции, приведенный к валу двигателя при пуске и торможении, кг•м2;п - время пуска, с;т - время торможения, с;
где: 
- момент инерции двигателя, кг×м2;м - момент инерции механизма, кг×м2.
Найдем полное сопротивление якорной цепи
Найдем конструктивную постоянную двигателя
Найдем скорость двигателя на холостом ходу:
Определим коэффициент жесткости:
Рассчитаем момент сопротивления приведенный к валу двигателя.
Приведенный момент сопротивления:
где i- передаточное число
М¢С1 ¸М¢С3 - приведенные моменты сопротивления при движении «вперед», Н•м;
М¢С4 ¸М¢С6 - приведенные моменты сопротивления при движении «назад», Н•м.
Угловые скорости при расчетных моментах сопротивления:
Время пуска при движении вперед:
Время пуска при движении назад:
Время торможения при движении вперед:
Время торможения при движении назад:
Время работы с установившейся угловой скоростью:
вперед:
назад:
Эквивалентный момент на валу электродвигателя определяется по формуле:
где Кф - коэффициент формы (Кф= 1,05)
b1=0,9
Расчетная эквивалентная мощность:
- двигатель выбран верно.
Проверка электродвигателя на перегрузочную способность.
Рисунок 1 - График перегрузочной способности двигателя
tmax=30 c
- по графику (рис.2).
- выбранный двигатель проходит по перегрузке.
|
|
|
