ПЗ (1228677), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Использование машины постоянного тока в качестве приводного двигателя экономически оправдывается в случае необходимости изменения ре-жима работы привода в широких пределах, а также поддержания заданных режимов работы с высокой точностью. Диапазон регулирования частоты вращения современных электроприводов достигает 1:10000 при точности поддержания частоты вращения порядка 0,1%, что позволяет в большинстве случаев исключить механические устройства регулирования частоты вращения (коробки передач, фрикционные муфты и т.п.).

Предметной темой данной диссертации является разработка системы «тиристорный выпрямитель-двигатель» с автоматическим регулированием напряжения двигателя.

1. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА РАБОТЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПОСТОЯННОГО ТОКА

1.1. Построение диаграмм производственного механизма

Основное влияние на режим работы электропривода и на требования, предъявляемые к нему, оказывает характер технологического процесса. По характеру технологического процесса все машины и механизмы можно разделить на две большие группы: механизмы непрерывного действия и механизмы циклического действия. В первой группе технологический процесс протекает непрерывно, во второй - рабочий процесс состоит из однотипных повторяющихся циклов.

Двигатели параллельного возбуждения, питаются от источника постоянного напряжения и применяются для длительного режима работы, когда требуется широкое регулирование частоты вращения (металлообрабатывающие станки, листоправильные машины прокатных станах, главные приводы трубопрокатных станов и т.п.).

Основой для выбора электропривода и расчета его мощности являются нагрузочные диаграммы и диаграмма скорости (тахограмма).

Нагрузочная диаграмма электропривода - это зависимость момента, развиваемого двигателем от времени. Она рассчитывается как алгебраиче­ская сумма статического и динамического моментов.

Нагрузочной диаграммой производственного механизма называется за­висимость приведенного к валу двигателя момента сопротивления движению М_с (статического момента) от времени M_c = f(t). Эта диаграмма рассчитывается на основе данных, характеризующих работу машины (механизма).

Тахограмма - это зависимость скорости рабочего органа машины или вала двигателя от времени ω = f(t).

Реальные нагрузочные диаграммы могут существенно отличаться от расчетных. Это связано с различной загрузкой машин опытом машиниста и многими другими факторами. Однако всегда можно выделить наиболее вероятные производственные циклы работы механизма, по которым и следует производить расчет элементов электропривода [1].

На основании исходных данных производим построение тахограммы и нагрузочной диаграммы производственного механизма (см. рисунок 1.1 и ри­сунок 1.2).

Из рисунков видно, что в равные промежутки времени механизм работает с установившейся скоростью п, развивая момент М. Первые 40 секунд скорость n = 975 об/мин, и момент М = 2,9 Нм. Следующие 40 секунд с изменением момента М на валу меняется скорость вращения якоря двигателя n. Длительность работы привода - 200 секунд.

Рисунок 1.1 Тахограмма производственного механизма

Рисунок 1.2 Нагрузочная диаграмма производственного механизма для активного характера нагрузки

1.2. Расчет мощности электродвигателя и выбор его по каталогу. Определение передаточного отношения редуктора

Определяем диапазон регулирования

где п_м1 – частота вращения механизма на первой ступени регулирования, об/мин;

п_м5 – частота вращения механизма на последней ступени регулирования, об/мин.

Получаем диапазон регулирования D_peг = 1:1,15.

Определяем среднеквадратичное значение мощности за время работы на основании тахограммы и нагрузочной диаграммы.

Определяем значения угловой скорости по ступеням, рад/с

где - - значение угловой скорости механизма на i-ой ступени, рад/с;

n_мi - значение частоты вращения механизма на i-ой ступени, об/мин.

- первая ступень

- последняя ступень

Определяем мощность на i -ом участке работы, Вт

где Р- - значение мощности на i -ом участке работы, Вт;

М_мех - момент механизма, Н∙м.

- первая ступень

Р₁ =2,9∙102,05 = 296 Вт.

- последняя ступень

Р₅ = 15,95 ∙88,97 = 1419 Вт.

Принимаем из [4] коэффициент ухудшения теплоотдачи при подвиж­ном роторе для закрытого исполнения двигателя без принудительного охла­ждения β₀ = 0,95.

Определяем коэффициент ухудшения теплоотдачи на первой ступени работы

где – максимальное значение угловой скорости механизма,

рад/с.

Определяем коэффициент ухудшения теплоотдачи на шестой ступени работы

Определяем среднеквадратичное значение мощности за время работы, Вт.

Определяем расчетную мощность электродвигателя, кВт

где - КПД механизма;

- коэффициент замещения,

Из справочника [5] выбираем двигатель постоянного тока с параллельным возбуждением Д45. Паспортные данные двигателя сводим в табличную форму (см. таблицу 1.1).

Таблица 1.1 – Паспортные данные двигателя Д45

, кВт	, В	, А	, об/мин	, об/мин	, Н∙м
2,6	230	11,8	1460	2482	17,91

Рисунок 1.3 Электрическая схема двигателя постоянного тока параллельного возбуждения.

Определяем передаточное отношение редуктора

где - номинальное значение угловой скорости двигателя, рад/с.

- расчетное значение передаточного отношения редуктора.

Определяем номинальное значение угловой скорости двигателя, об/мин.

где - номинальное значение частоты вращения двигателя, об/мин.

Определяем стандартное значение передаточного отношения редуктора, с учетом условия i_ст.р ≤ i_paсч. Принимаем из [4] i_cm.p =1,6.

Определяем коэффициент полезного действия двигателя при номи­нальной нагрузке

где - номинальная мощность двигателя, Вт;

- номинальное напряжение двигателя, В;

- номинальный ток двигателя, А.

Определяем сопротивление якоря при перегреве, Ом

где - сопротивление обмотки якоря, Ом;

- перегрев обмоток двигателя относительно начальной температуры (15°С), = 75°С.

Определяем сопротивление обмотки якоря, Ом

где - сопротивление нагрузки, Ом.

Определяем сопротивление нагрузки, Ом

Полученное значение =19,49 Ом подставим в формулу (1.12), получим

Определяем коэффициент ЭДС двигателя, В∙с/рад

Определяем номинальный момент на валу двигателя, Н∙м

.

Определяем электромагнитный момент, соответствующий номиналь­ному току, Н∙м

Определяем момент трения на валу электродвигателя, Н∙м

Определяем скорость идеального холостого хода, рад/с

Определяем частоту вращения ротора двигателя по ступеням, об/мин

где - частота вращения механизма на i-ой ступени, об/мин.

Определяем угловую скорость ротора двигателя по ступеням, рад/с

где - частота вращения ротора двигателя на i-ой ступени, об/мин.

- первая ступень

- вторая ступень

- третья ступень

- четвертая ступень

- пятая ступень

Определяем статический момент по ступеням.

В первой рабочей ступени (двигательный режим работы) момент определяется по выражению, Н∙м

где М_тах - максимальный момент, М_тах = М_мех.

Подставим полученное значение в формулу (1.21), получим

Характеристики

Список файлов ВКР