Буцев А.А. Электродвигатели приборных устройств (2015) (1257064), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Выбор двигателя при работе в режиме S1 (рис.2). Принеизменной статической нагрузке целесообразно выбирать двигатель,для которого режим S1 является номинальным. При этом должнывыполняться условия:Мс≤Мном/ho; Рс≤Рнoм/ho(3)где Мном - номинальный момент электродвигателя Н∙м,67ho - общий коэффициент полезного действия механизма,Рс - мощность нагрузки, статическая Вт,Мс - момент нагрузки, который действует всегда, частоназывают статическим, приведённый к валу двигателя,Мс=Мн/(io∙ho)(4)Мн - момент нагрузки на выходе привода Н∙м,io - общее передаточное отношение механизмаВыбранный двигатель должен быть проверен по условиям пускаМпус≥ Мн.max/(io∙ho).(5)При подборе электродвигателя часто бывает неизвестно общеепередаточное отношение. Его можно ориентировочно легкоопределить по выражениюМн/(Мном∙ho)=io(6)В случае, когда на выходе привода стоит реечный механизм,необходимо знать Fр, задаться диаметром реечного колеса D иопределить момент на нёмМр.к.=Fр∙D/2hр(7)где: Мр.к.
- момент на реечном колесе,Fр - сила сопротивления движению рейки статическая,hр - к.п.д. реечной передачи.Если на выходе стоит винтовая передача, то вращающиймомент на винте можно определить по выражениюМв= Fгd2/tg(λ+φ΄),(8)где Мв - момент на винте,Fг - осевая сила сопротивления движению гайкистатическая,d2 – средний диаметр винта,68λ – угол подъема винтовой линии,φ΄- приведенный угол трения.Движущий момент на гайке Мг можно определить позависимости, аналогичной выражению 8, заменив осевую силу гайкина осевую силу винта.Перемещение гайки (винта) l при повороте винта (гайки) на уголα определяется соотношениемtαl= 2 π ,(8΄)где t – ход, t = z·S, z – число заходов резьбы, S – шагрезьбы.Теперь Мр.к (каталожное значение момента), Мг или Мвиспользуются как Мн в предыдущих выражениях (3-7) Можетоказаться, что в данной серии заданных условий нагрузки могутвыполнять несколько двигателей с разными сочетаниями моментов искоростей при одинаковой мощности.
Тогда среди них отбор ведут поресурсу работы, габаритам, к.п.д. и другим возможным отличиям.Дальнейшие этапы проектирования привода смотри [1, 2, 4, 5, 6].2. Выбор двигателя при работе в режиме S2 (рис.3). Дляэлектроприводов, работающих в режиме S2, нецелесообразно выбирать двигатели, предназначенные для работы в режиме S1, т.к. онибудут недоиспользованы по нагреву. При выборе же двигателей,предназначенных для работы в режиме S2, приходится сталкиваться стем, что время работы не совпадает со временем продолжительности,определяемым стандартом, - 19; 30; 60 и 90 мин. Кроме того, нагрузкапривода за время работы может меняться (см.
рис.3). В этих случаяхрассчитывают эквивалентные величины, которые приводят tр. к69ближайшему стандартному значению продолжительностикратковременной работы tр.ст..При выборе двигателя должны соблюдаться следующиеусловия:Мэ.tр.ст=Рэ.tр.ст∑ М 2j⋅t j ≤√∑√t р . ст=Мном. tр.ст∙ηо(9)Рj t jt р . ст.≤Рном. tр.ст∙ηо(10)где Мэ.tр.ст и Рэ.tр.ст - эквивалентные значения момента,приведённого к валу двигателя и мощности за время работыдвигателя t, приведённые к ближайшему стандартному значению tр.ст.Mном.tр.ст.; Pэ.tр.ст. - номинальные значения момента и мощностидвигателя, соответствующие продолжительности кратковременнойработы tр.ст..Например: при ПВ=60% может бытьРS1/1,3ПВ=40%-РS1/1,6ПВ=25%-РS1/2ПВ=15%-РS1/2,6Заданное время разгона нагрузки до номинальной скоростиможет оказаться сравнимой с тепловой постоянной ротора или якоряэлектродвигателя (15 сек.
и менее для малогабаритных двигателей).Естественно, в этом случае необходимо применять двигатели с малойтемпературной постоянной ротора или якоря, что соответствуетэлектродвигателям с полым якорем – быстродействующие (смотриприложение) или с полым ротором.70При выполнении домашних заданий и курсовых проектов, вкоторых не отводится время на расчёт тепловых потерь при пуске иторможении двигателя можно вводить коэффициент увеличениямощности двигателя, равный коэффициенту инерции k, выражение (4),в котором следует принять:Jпр.мех.= (Jнагрузки/i20)+0,57∙Jдв(11)где: Jнагузки - момент инерции нагрузки0,57Jдв - момент инерции передаточного механизма (редуктора),принятый в долях момента инерции двигателя для проектировочногорасчёта (рекомендация).Выбранный двигатель должен быть проверен по пусковомумоменту по выражению(Мс+Мдин.)≤Мпуск.дв./io∙ho(12)3. Выбор двигателя при работе в режиме S3 (рис.4).
Понагрузочной диаграмме определяется ПВ и приводится к ближайшемустандартному значению:Мэ.пв.ст.=√√ПВ⋅∑ М 2j⋅t р . jПВ ст. ∑ t р. j(13)ПВ ∑ Р 2j⋅t р . jРэ.пв.ст.=ПВСТ ∑ t р . j(14)При выборе двигателя должны соблюдаться условияМэ.пв.ст.≤Мном.пв.ст.Рэ.пв.ст.≤Рном.пв.ст.(15)(16)Мэ.пв.ст. определяется как показано на рис.4.71Для случая, когда ПВ>10...80% возможен выбор двигателя,предназначенного для режима S1, для которого следует принятьПВ=100% в числителе и знаменателе выражений (13, 14).4. Выбор двигателя при работе в режимах S4-S8 (рис.5...9). Дляэтих режимов выбирают двигатели, предназначенные для работы врежиме S3.
По нагрузочной диаграмме определяют эквивалентныеприведённые момент или мощность, как и для режима S3 повыражениям (13, 14, 15, 16) и согласно рис.(4), при этом вводитсякоэффициент запаса, учитывающий потери при переходныхпроцессах.Сравнение расчётных данных производится с каталожнымиданными для двигателя режима S3.При выборе электродвигателя для работы в режиме S8, какправило, выбирают двигатель режима S1. В этом случае расчётмощности и момента может быть выполнен по выражению:Рэ=√Р2j⋅t jТц ;(17)Мэ=√M 2j⋅t jTц(18)Тц – время длительности цикла.При выборе двигателя по каталогу вводится коэффициент запасаζ (для заданий и курсовых проектов ζ=1,05...1,8), учитывающийизменение условий охлаждения при изменении скорости и динамические потери при переключении скоростей.При работе электродвигателя в режиме S9 при выполнениизаданий и курсовых проектов можно воспользоваться выражениями (9)и (10), увеличив коэффициент запаса до 2,0.72При заданном требуемом угловом ускорении ε необходимозадавать время и частоту появления разгона.
Для приборныхмаломощных приводов этот вид нагрузки часто являетсяпреобладающим.Контрольные вопросы1. Для чего в конструкции корпуса электродвигателяпредусматривают центрирующий поясок или центрирующуюповерхность?2. Для чего в электроприводе нужен тахогенератор?3. Для чего нужна система классификации степеней защиты?4. Как вычислить коэффициент инерции электропривода?5. Как вычисляется момент на винте для передвижениянагруженной гайке?6. Как вычисляется момент на гайке для передвижениянагруженного винта?7.
Как определить коэффициент полезного действия механизма?8. Как определить передаточное отношение механизма?9. Как характеризуют конструктивное исполнениеэлектродвигателей по способу монтажа?10.Какая механическая характеристика электродвигателяназывается естественной?11.Какая механическая характеристика электродвигателяназывается искусственной?12.Какие электродвигатели называют реверсивными?13.Какие электродвигатели принято считать маломощнымиэлектродвигателями?7314.Какой величиной определяется жёсткость характеристикиэлектродвигателя?15.Какой режим шагового электродвигателя называютстатическим?16.Какой угол называют приведенным углом трения?17.Какой электродвигатель называют асинхронным?18.Какую величину называют шагом ротора шаговогодвигателя?19.Какую характеристику электропривода выдает энкодер?20.Назначение фланца у некоторых типов электродвигателей?21.Нарисуйте естественную характеристику синхронногоэлектродвигателя.22.Перечислите основные отличия современногосерводвигателя от других типов.23.Почему некоторые типы электродвигателей называютшаговыми?24.Почему некоторые типы электродвигателей постоянноготока называют бесколлекторными?25.Почему потенциометр считается аналоговым энкодером?26.Почему электродвигатель называют электромеханическимпреобразователем?27.Почему электропривод называют электромеханическойсистемой?28.Приведите примеры вида монтажа электродвигателя вкорпусе электропривода?29.Свойством какого электродвигателя является явлениескольжения?7430.У каких электродвигателей вращающиеся части называютротором, а у каких статором?31.Что означает коэффициент мощности асинхронногоэлектродвигателя?32.Что означает момент инерции нагрузки?33.Что означает термин частота приемистости шаговыхдвигателей?34.Что такое жесткость механической характеристикидвигателя?35.Что такое моментный электродвигатель?36.Что такое пусковой момент электродвигателя?37.Что такое резольвер и для чего он применяется вэлектроприводе?38.Что такое энкодер абсолютный и для чего он применяется вэлектроприводе?39.Что такое энкодер инкрементный и для чего он применяетсяв электроприводе?40.Что характеризует коэффициент инерции электропривода?41.Что характеризует коэффициент ПВ?42.Что характеризует частота приемистости шаговогоэлектродвигателя?ПриложенияСправочные данные электродвигателейЭлектродвигатели постоянного тока коллекторные видаДП исполнения Р11-Д3175Габаритные и посадочные размеры двигателей серии ДП16-Р11IM3681-Д317677Рис.
П1. Габаритные и посадочные размеры электродвигателейсерии ДП16 –Р11- ДП31Рис. П2. Габаритные и посадочные размеры электродвигателейсерии ДП20 –Р11-Д21, ДП25-Р11-Д3178Рис. П3Габаритные и посадочные размеры электродвигателейДП32-Р11-Д31, ДП36-Р11-Д31, ДП40-Р11-Д31Таблица П2Габаритные и посадочные размеры электродвигателей серииДП исполнения Р11-Д311 2,5 6000 4,0218ДП16-2,5-10-12-1М3681-Р11- 1 2,5 10000 2,4Д31225ДП16-4-10-12-1М3681-Р11-Д31 1 4,0 10000 3,8225ДП16-1.6-6-27-IM3681-P11-Д31 2 1,6 6000 2,47186,0IM3681 800S3 ПВ40 % IM3681 800S10,05IM3681 500 4S3 ПВ40 % IM3681 500S1IM3681 10005,02 2,5 6000 4,0718ДП16-2.5-10-27-1М3681-Р11- 2 2,5 10000 2,3Д31725ДП16-4-10-27-IМ3681-Р11-Д31 2 4,0 10000 3,8725ДП20-2.5-4-12-IM3681-P11-Д31 1 2,5 4000 6,0232S1IM3681 12001 2,5 4000 6,0232S1IM3682 1200ДП20-4-4-12-1М3681-Р11-Д31 1 4,0 4000 9,6232S3ПB40% IM3681 1200ДП20-4-4-12-1М3682-Р11-Д31 1 4,0 4000 9,62326,0 S3ПB40% IM3682 1200S3 ПВ40 % IM3681 1000S1IM3681 600S3 ПВ 40 IM3681 600%0,0117ДП20-2,5-4-12-1М3682-Р11Д310,09Jр кгм2 10-4Масса, кг, не болееГамма-процентная наработка, ч неменееРежим работыS10,0038ДП16-2,5-6-12-IM3681 -Р11Д31ДП16-2.5-6-27-1М3681-Р11Д3118Конструктивное исполнение по способумонтажапо ГОСТ 2479-791 1,6 6000 2,52времени, мс, не болееЭлектромеханическая постояннаяДП16-1,6-6-12-1М3681-Р11Д31Начальный пусковой момент приНоминальный вращающий момент,номинальноммНмНоминальная частота вращения,об/минОбозначение изделияНапряжение литания, ВМощность, Вт798045S1IM3681 800ДП20-4-6-12-1М3682-Р11-Д31 12 4,0 6000 6.445S1IM3682 800ДП20-6-6-12-1М3681-Р11-Д31 1 6,0 6000 9,6245S3 ПВ 40 IM3681 800%ДП20-6-6-12-1М3682-Р11-Д31 1 6,0 6000 9,6245S3 ПВ40 % IM3682 800ДП20-2.5-4-27-1М3681-Р11Д312 2,5 4000 6,0732S1IM3681 1500ДП20-2,5-4-27-1М3682-Р11Д312 2,5 4000 6,0732S1IM3682 1500ДП20-4-4-27-1М3681-Р11-Д31 2 4,0 4000 9,6732S3 ПВ 40 IM3681 1500%ДП20-4-4-27-1М3682-Р11-Д31 2 4,0 4000 9,6732S3 ПВ40 % IM3682 1500ДП20-4-6-27-1М3681-Р11-Д31 2 4,0 6000 6,4745S1IM3681 1000ДП20-4-6-27-1М3682-Р11-Д31 2 4.0 6000 6,4745S1IM3682 1000ДП20-6-6-27-1М3681-Р11-Д31 2 6.0 6000 9,6745S3 ПВ 40 IM3681 1000%ДП20-6-6-27-1М3682-Р11-Д31 2 6,0 6000 9,6745S3 ПB40% IM3682 1000ДП25-6-4-27-1М3681-Р11-Д31 2 6,0 4000 14,3 1007S1IM3681 1500ДП25-6-4-27-1М3682-Р11-Д31 2 6,0 4000 14,3 1007S1IM3682 1500ДП25-10-4-27-1М3681-Р11-Д31 2 10,0 4000 24,0 1007ДП25-10-4-27-1М3682-Р11-Д31 2 10,0 4000 24,0 10076,5S3 ПВ 40 IM3681 1500%S3 ПВ40 % IM3682 1500ДП25-10-6-27-1М3681-Р11-Д31 2 10,0 6000 15,9 1407S1IM3681 1000ДП25-10-6-27-1М3682-Р11-Д31 2 10,0 6000 15,9 1407S1IM3682 1000ДП25-16-6-27-1М3681-Р11-Д31 2 16,0 6000 25,5 140760,029ДП20-4-6-12-1М3681-Р11-Д31 1 4,0 6000 6,42S3 ПВ40 % IM3681 10000,17581S3 ПВ 40 IM3682 1000%ДП32-16-4-27-1М3681-Р11-Д31 2 16,0 4000 38,0 5007S1IM3681 1200ДП32-16-4-27-1М3682-Р11-Д31 2 16,0 4000 38,0 5007S1IM3682 1200ДП32-25-4-27-1М3681-Р11-Д31 2 25,0 4000 60,0 5007S3ПB40% IM3681 1200ДП32-25-4-27-1М3682-Р11-Д31 2 25,0 4000 60,0 50075,0ДП32-25-6-27-1М3681-Р11-Д31 2 25,0 6000 40,0 7007S3 ПВ 40 IM3682 12000,35%0S1IM3681 1000ДП32-25-6-27-1М3682-Р11-Д31 2 25,0 6000 40,0 7007S1IM3682 1000ДП32-40-6-27-1М3681-Р11-Д31 2 40,0 6000 64,0 7007S3 ПВ40 % IM3681 1000ДП32-40-6-27-1М3682-Р11-Д31 2 40,0 6000 64,0 7007S3 ПВ 40 IM3682 1000%ДП36-25-4-27-1М3681 -Р11Д312 25,0 4000 60,0 8007S1IM3681 1200ДП36-25-4-27-1М3682-Р11-Д31 2 25,0 4000 60,0 8007S1IM3682 1200ДП36-40-4-27-1М3681-Р11-Д31 2 40,0 4000 95,5 8007S3 ПВ 40 IM3681 1200%ДП36-40-4-27-1М3682-Р11-Д31 2 40,0 4000 95,5 8007S3 ПВ 40 IM3682 1200%ДП36-40-6-27-1М3681-Р11-Д31 2 40,0 6000 64,0 12007S1IM3681 1000ДП36-40-6-27-1М3682-Р11-Д31 2 40,0 6000 64,0 12007S1IM3682 1000ДП36-60-6-27-1М3681-Р11-Д31 2 60,0 6000 95,5 12007S3 ПВ40 % IM3681 1000ДП36-60-6-27-1М3682-Р11-Д31 2 60,0 6000 95,5 12007S3 ПВ 40 IM3682 1000%ДП40-40-4-27-1М3681-Р11-Д31 2 40,0 4000 95,5 17007S1IM3681 1200ДП40-40-4-27-1М3682-Р11-Д31 2 40,0 4000 95,5 17007S1IM3682 12000,064ДП25-16-6-27-1М3682-Р11-Д31 2 16,0 6000 25,5 1407ДП40-60-4-27-1М3681-Р11-Д31 2 60,0 4000 143, 170075S3ПB40% IM3681 1200 0,520ДП40-60-4-27-1М3682-Р11-Д31 2 60,0 4000 143, 1700 5,075S3 ПВ 40 IM3682 1200%ДП40-60-6-27-1М3681-Р11-Д31 2 60,0 6000 95,5 22007S1IM3681 1000ДП40-60-6-27-1М3682-Р11-Д31 2 60,0 6000 95,5 22007S1IM3682 1000ДП40-90-6-27-1М3681-Р11-Д31 2 90,0 6000 143, 220075S3 ПВ40 % IM3681 1000ДП40-90-6-27-1М3682-Р11-Д31 2 90,0 6000 143, 220075S3 ПВ 40 IM3682 1000%Примечания:Двигатели разработаны в двух конструктивных исполнениях поспособу монтажа согласно ГОСТ 2479-79:- IM3681 - крепление за фланец с одним выходным концом вала,двигатель может работать при любом направлении конца вала;-IМ3682 - то же, но с двумя выходными концами вала.Температура корпуса двигателей при эксплуатации в условиях,установленных техническими условиями, не должна превышать 95 °С.Степень защиты по ГОСТ 14254-96 - IP44.Средний уровень звука на расстоянии 1 м от корпуса двигателей не более 70 дБА.Средняя квадратическая виброскорость - не более 2,8 мм/с.Условия эксплуатацииа) механические воздействия: синусоидальная вибрация,акустический шум, механический удар многократного действия,механический удар одиночного действия, линейное ускорение;0.0768283б) климатические воздействия: повышенная температура среды,пониженная температура среды, изменение температуры среды,повышенная влажность воздуха, атмосферное пониженное давление,атмосферное повышенное давление, атмосферные конденсированныеосадки (иней, роса), соляной (морской) туман, плесневые грибы;в) гамма-процентный (при у=90 %) срок сохраняемостидвигателей при хранении в упаковке изготовителя в условияхотапливаемых хранилищ, хранилищ с кондиционированием воздуха поГОСТ В 9.003, а также вмонтированных в защищенную аппаратуру илинаходящихся в защищенном комплекте ЗИП во всех местах хранения не менее 15 лет.Электродвигатели серии ДПМЭлектродвигатели серии ДПМ с массивным якорем, небыстродействующие, реверсивные, постоянного тока.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
