124821 (Электропривод фрикционного бездискового пресса), страница 2

Основываюсь на вышеизложенном строим оценочную диаграмму – рисунок 3.1.

5

2

4

5

5

3

4

3

2

1

Габариты

КПД

Расх. на эксплуатацию

Надежность

Масса

Рисунок 1.3 – Оценочная диаграмма.

На рисунке введены следующие обозначения:

1) – асинхронный двигатель (АД) с повышенным скольжением; 2) – АД с фазным ротором; 3) O – двигатель постоянного тока.

Оценки на диаграмме выставлялись в сравнении вариантов между собой (если лучше первый вариант оценка ему выше, второму ниже).

Произведем расчет сумм по всем вариантам:

;

;

;

За основной вариант принимаем систему АД с повышенным скольжением.

4. Расчет силового электропривода

Расчет параметров и выбор двигателя

Как было показано выше, двигатель должен быть рассчитан на скорость 1500 об/мин.

Найдем эквивалентный момент за цикл обработки заготовки:

;

В данной формуле все =1, т.к. двигатель будет работать на скорости близкой или равной номинальной, без торможений.

Тогда:

Н*м;

Однако по заданию средняя продолжительность включения пресса ПВ=26%.

Тогда эквивалентный момент двигателя будет равен:

Н*м;

По [1] выбираем двигатель, на основании формул:

;

кВт;

Выбираем асинхронный двигатель с повышенным скольжением с режимом работы S1:

Марка – 4AC100S4У3

P_ном=3,2 кВт;

U_ном=380 В;

n_ном=1500 об/мин;

J=0,0056 кг*м²;

_Н=76,5 %;

cos =0,82;

S_Н = 4,2 %;

S_К = 32,7 %;

X=2,2 о.е.;

=0,08 о.е.;

=0,082 о.е.;

=0,054 о.е.;

=0,14 о.е.;

= 2,0;

= 2,2;

= 1,6;

= 6.

Рассчитаем основные параметры двигателя.

Номинальный момент находится по следующей формуле:

;

Тогда:

Н*м;

Критический (максимальный момент):

Н*м;

Номинальный ток статора:

А;

Сопротивления статора и ротора:

Ом;

Ом;

Ом;

Ом;

5. Расчет статических механических и электромеханических характеристик двигателя и привода

Для асинхронного двигателя статическая механическая характеристика строится по следующей формуле:

;

где .

Данные по расчету приведены в таблице 5.1, а механическая характеристика на рисунке 5.1.

Формула для расчета электромеханической характеристики, зависимости тока статора от скольжения для нормальной схемы включения:

где i - относительный ток намагничивания двигателя:

Данные по расчету приведены в таблице 5.2, а электромеханическая характеристика на рисунке 5.2.

6. Расчет переходных процессов в электроприводе за цикл работы

После выбора двигателя появилась возможность рассчитать суммарный момент инерции:

J = 0,0056 + 0,0055 + 0,013 + 0,0074 + 0,029 + 1,75 + 0,0815 +

+ 277,96 = 279,85 кг*м²;

Так как при моделировании переходных процессов U_1Н = const и f_1Н = const, а также |S|K то можно воспользоваться линеаризованной динамической моделью асинхронного двигателя (требуется исследовать режимы сброса-наброса нагрузки):

;

или в операторной форме:

;

где, T_Э – жесткость характеристики и электромагнитная постоянная времени двигателя.

;

сек;

7. Проверка правильности расчета мощности и окончательный выбор двигателя

Для проверки электродвигателя по нагреву воспользуемся формулой для определения эквивалентного момента за цикл:

М_ЭКВ = ПВ%* .

Как видно из полученного значения, электродвигатель проходит по нагреву, так как:

М_Н.ДВ > М_ЭКВ.

Имеющийся запас по мощности необходим для обеспечения динамических режимов.

Заключение

В процессе выполнения данного курсового проекта разработан электропривод фрикционного бездискового пресса. На этапе предварительного рассмотрения вариантов реализации электропривода произведен сравнительный анализ существующих систем электроприводов и, по результатам расчета, отдано предпочтение системе на базе электропривода переменного тока имеющим электродвигатель с повышенным скольжением.

По приведенным в задании на курсовое проектирование параметрам механизма произведен расчет и выбор электродвигателя. Оценка динамических показателей и качества регулирования скорости производилось методом моделирования переходных процессов на ЭВМ. Результаты полученные при моделировании свидетельствуют, что спроектированный электропривод имеет хорошие динамические показатели и отвечает всем требованиям, предъявляемым к приводам прессов.

Список использованных источников

1. Ключев В.И. Теория электропривода: Учебник для вузов.– М.: Энергоатомиздат, 1985.– 560 с., ил.

1. Комплектные тиристорные электроприводы: Справочник/ Под ред. канд. техн. наук В.М. Перельмутера. – М.: Энергоатомиздат, 1988.– 319 с.: ил.

2. Справочник по автоматизированному электроприводу./ Под ред. В.А. Елисеева, В.А. Шинянского – М.: Энергоатомиздат, 1983. - 659 с.