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

Текст из файла

ВВЕДЕНИЕ

Работа и развитие современной промышленности, сельского хозяйства, транспорта невозможна без автоматизированного электропривода.

Можно без преувеличения утверждать, что все прогрессивные мероприятия по созданию современных механизмов в той или иной степени связаны с развитием автоматизированного электропривода. Широкое внедрение электропривода коренным образом изменяет условия производства, повышая производительность с одновременным улучшением качества продукции и снижением ее себестоимости. В связи с этим важное значение имеет правильное проектирование электропривода. Только правильно спроектированный электропривод может удовлетворить всем предъявляемым к нему требованиям со стороны приводимого им в движение производственного механизма.

Самыми распространенными электродвигателями, используемыми в системе электропривода, являются асинхронные двигатели. Один из конструктивных вариантов исполнения асинхронной машины, это асинхронный двигатель с фазным ротором. На сегодняшний день данный двигатель используется в земснарядах, лифтах и других установках, не требующих плавного регулирования скорости с тяжелыми условиями пуска. А развитее в вычислительной технике и электронике, в теории автоматического управления, позволяют применять новые решение в автоматизации асинхронного двигателя с фазным ротором.

1 АСИНХРОННЫЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛИ С КОРОТКОЗАМКНУТЫМ И ФАЗНЫМ РОТОРОМ, ИХ УСТРОЙСТВО, ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

В настоящее время, на долю асинхронных двигателей приходится не менее 80% всех электродвигателей, выпускаемых промышленностью.

Трехфазные асинхронные электродвигатели широко используются в устройствах автоматики и телемеханики, бытовых и медицинских приборах, устройствах звукозаписи и т.п.

Асинхронная машина имеет статор и ротор, разделённые воздушным зазором. Обмотка статора представляет собой трёхфазную (в общем случае - многофазную) обмотку, проводники которой равномерно распределены по окружности статора и пофазно уложены в пазах с угловым расстоянием 120 электрических градусов. Фазы обмотки статора соединяют по стандартным схемам "треугольник" или "звезда" и подключают к сети трёхфазного тока. Магнитопровод статора перемагничивается в процессе изменения (вращения) магнитного потока обмотки возбуждения, поэтому его изготавливают шихтованным (набранным из пластин) из электротехнической стали для обеспечения минимальных магнитных потерь.

По конструкции ротора асинхронные машины подразделяют на два основных типа: с короткозамкнутым ротором и с фазным ротором. Оба типа имеют одинаковую конструкцию статора и отличаются лишь исполнением обмотки ротора. Магнитопровод ротора выполняется аналогично магнитопроводу статора - из электротехнической стали и шихтованным.

Короткозамкнутая обмотка ротора, часто называемая "беличья клетка" из-за внешней схожести конструкции, состоит из медных или алюминиевых стержней, замкнутых накоротко с торцов двумя кольцами. Стержни этой обмотки вставляют в пазы сердечника ротора. В машинах малой и средней мощности ротор обычно изготавливают путём заливки расплавленного алюминиевого сплава в пазы сердечника ротора. Вместе со стержнями "беличьей клетки" отливают короткозамыкающие кольца и торцевые лопасти, осуществляющие самовентиляцию самого ротора и вентиляцию машины в целом. В машинах большой мощности "беличью клетку" выполняют из медных стержней, концы которых вваривают в короткозамыкающие кольца.инхронный двигатель фазный ротор

Зачастую пазы ротора или статора делают скошенными для уменьшения высших гармонических ЭДС, вызванных пульсациями магнитного потока из-за наличия зубцов, магнитное сопротивление которых существенно ниже магнитного сопротивления обмотки, а также для снижения шума, вызываемого магнитными причинами. Для улучшения пусковых характеристик асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором, а именно, увеличения пускового момента и уменьшения пускового тока, на роторе применяют специальную форму паза. При этом внешняя от оси вращения часть паза ротора имеет меньшее сечение чем внутренняя. Это позволяет использовать эффект вытеснения тока, за счет которого увеличивается активное сопротивление обмотки ротора при больших скольжениях (при пуске).

Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором имеют небольшой пусковой момент и значительный пусковой ток, что является существенным недостатком "беличьей клетки". Из достоинств следует отметить лёгкость в изготовлении, и отсутствие механического контакта со статической частью машины, что гарантирует долговечность и снижает затраты на обслуживание.

Доливо-Добровольский первым создал двигатель с короткозамкнутым ротором и исследовал его свойства. Он выяснил, что у таких двигателей есть очень серьёзный недостаток - ограниченный пусковой момент. Доливо-Добровольский назвал причину этого недостатка - сильно закороченный ротор. Им же была предложена конструкция двигателя с фазным ротором.

На рисунке 1.1 приведен вид асинхронной машины с фазным ротором в разрезе.

1 - станина, 2 - обмотка статора, 3 - ротор, 4 - контактные кольца,

5 - щетки.

Рисунок 1.1 - Асинхронная машины с фазным ротором

У фазного ротора обмотка выполняется трёхфазной, аналогично обмотке статора, с тем же числом пар полюсов. Витки обмотки закладываются в пазы сердечника ротора и соединяются по схеме звезда. Концы каждой фазы соединяются с контактными кольцами, закреплёнными на валу ротора, и через щётки выводятся во внешнюю цепь. Контактные кольца изготавливают из латуни или стали, они должны быть изолированы друг от друга и от вала. В качестве щёток используют металлографитовые щётки, которые прижимаются к контактным кольцам с помощью пружин щёткодержателей, закреплённых неподвижно в корпусе машины.

С помощью щеток, находящихся в скользящем контакте с кольцами, имеется возможность включать в цепи фазных обмоток регулировочные реостаты.

Как уже указывалось выше, если сравнивать его с двигателем с короткозамкнутым ротором, имеет два основных преимущества:

- возможность запуска двигателя с уже подключенной к валу значительной нагрузкой – двигатель с самого начала создает большой вращающий момент;

- ограничение по току включения позволяет устанавливать асинхронные двигатели с фазовым ротором в маломощных сетях.

Кроме того, следует отметить и другие достоинства:

- возможность работы с большой перегрузкой;

- малые колебания скорости вращения – при разных нагрузках скорость вращения остается приблизительно одинаковой;

- возможность установки автоматики – пусковых приспособлений.

Отметим и недостатки:

- введение резисторов в цепь ротора усложняет и удорожает двигатель;

- большие габариты;

- меньший, чем у короткозамкнутых двигателей, показатель КПД и cos φ;

- при недогрузках значение cos φ имеет минимальные значения.

На практике асинхронные двигатели с фазным ротором оптимально подходят для случаев, когда нет необходимости в широкой и плавной регулировке скорости и требуется очень большая (особенно на первоначальном этапе) мощность двигателя.

2. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОПРИВОДА С АСИНХРОННЫМ ДВИГАТЕЛЕМ С ФАЗНЫМ РОТОРОМ

Техническое задание:

Частота вращения механизма на первой ступени n₁ = 80 об/мин,

Время работы на первой ступени t₁ = 35 с

Частота вращения механизма на второй ступени n₂ = - 40 об/мин

Время работы на второй ступени t₂ = 30 с

Время паузы t₀ =120 с

Нагрузка имеет реактивный характер, т.е. момент меняет свой знак при изменении направления вращения машины.

Момент механизма М_мех. = 1600 Нм

КПД передачи при максимальной частоте вращения η_перед. = 0.85

Момент инерции механизма - Ј_мех. =35 кгм^2.

На чертеже БР 13.03.02 025 001, представлены тахограмма и нагрузочная диаграмма производственного механизма

2.1 Расчет мощности электродвигателя и выбор его по каталогу и определение передаточного отношения редуктора

Определяем продолжительность включения

.

Выбираем стандартное (15%, 25%, 40%), ближнее по величине, значение продолжительности включения:

ПВ_кат =40%.

Определим диапазон регулирования:

.

Определяем среднеквадратичное значение мощности за время работы на основании тахограммы и нагрузочной диаграмм:

где m - число рабочих участков в цикле;

- время работы на i-м участке цикла;

- коэффициент ухудшения теплоотдачи на i-м участке цикла;

- мощность нагрузки на валу механизма на i-м участке цикла;

- угловая скорость на i-м участке;

- максимальная скорость механизма.

Определяем значения угловой скорости по ступеням:

первая ступень

рад/с .

вторая ступень

рад/с.

Определение мощности на i-м участке работы:

первая ступень

кВт.

вторая ступень

кВт.

Определяем коэффициент ухудшения теплоотдачи на i участке работы по выражению:

где - коэффициент ухудшения теплоотдачи при подвижном роторе, принимаемый для двигателей закрытого исполнения без принудительного охлаждения β₀ = 0,95.

для первого участка

.

для второго участка

.

Среднеквадратичное значение мощности:

.

Делаем пересчет среднеквадратичной мощности двигателя на выбранное стандартное значение ПВ=40%

кВт.

Определяем расчетную мощность электрического двигателя:

где k_З = (1,1÷1,3) - коэффициент запаса;

η_мех - КПД передачи при n_макс,

Принимаем k_З=1,2.

кВт.

Выбираем асинхронный двигатель с фазным ротором типа МТМ-412-8 со следующими паспортными данными таблица 2.1.

Таблица 2.1 - Паспортные данные двигателя с фазным ротором

типа МТМ-412-8

ПВ
%	кВт	об/мин	-	-	-	А	А	Ом
40	16	715	2,8	0,7	0,08	42,5	30	0,316
Ом	В	А	Ом	Ом	В		кг*м
0,371	200	52	0,098	0,195	380	1,82	0,75

По полученной расчетной мощности можно предварительно выбрать несколько двигателей с учетом номинальной скорости. После этого следует определить передаточное отношение редуктора:

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов ВКР