125328 (690466), страница 2

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

Текст из файла (страница 2)

Передаточне число редуктора

.

Вибраний двигун потрібно провірити на перевантажувальну здатність, яку визначає умова

, /21/

де максимальне значення моменту статичного навантаження; допустимий момент перевантаження двигуна. Для двигунів постійного струму незалежного збудження .

Вибраний двигун має достатню перевантажувальну здатність для подолання моменту статичного навантаження.

3. Побудова навантажувальної діаграми двигуна та перевірка його на нагрівання

Оскільки вибір потужності двигунів виробничих механізмів з тривалим і незмінним в часі навантаженням базується на умові, що розрахункова потужності на номінальній швидкості обертання, то нагрівання двигуна ніколи не перевищить розрахункового, і перевірку його на нагрівання не виконують. Але для електроприводів, які працюють у тривалому зі змінним в часі навантаженням або у повторно-короткочасному режимі, необхідно робити перевірку на нагрівання двигуна, бо при його попередньому виборі не враховувались фактичні втрати енергії на нагрівання в перехідних процесах.

Перевірку електропривода на нагрівання виконують на підставі навантажувальної діаграми двигуна . Діаграму можна побудувати, якщо відомі навантажувальна діаграма виконавчого механізму і тахограма . Її розраховують, просумувавши статичні і динамічні моменти, тобто

, /22/

де діаграма динамічних моментів.

Величину динамічного моменту визначають із рівняння руху електропривода:

, /23/

де зведений до вала двигуна момент інерції електропривода, . Рівняння /23/ справедливе для умови . Знак плюс в ньому відноситься до гальмівного режиму.

Для розв’язку рівняння /23/ необхідно знати зведений до вала двигуна момент інерції. Зведення моментів інерції і мас всіх рухомих частин електропривода базується на тому, що запаси кінетичної енергії зведеної системи і дійсної повинні бути рівними.

Якщо електропривод складається з частин, що обертаються зі швидкостями і мають моменти інерції відповідно , і частини масою , що рухається поступально зі швидкістю , то зведений момент інерції

/24/

де момент інерції ротора (якоря) двигуна і других елементів (шківа, муфти тощо), які встановлені на валу двигуна; кутова швидкість двигуна.

Оскільки є передаточним числом, то рівняння /24/ можна представити у вигляді

/25/

Побудувавши діаграму і просумувавши її з діаграмою , одержують навантажувальну діаграму двигуна , на підставі якої перевіряють двигун на нагрівання. Необхідність такої перевірки обумовлена тим, що завищена проти необхідної потужності двигуна призводить до лишніх капітальних витрат, зменшення ККД і коефіцієнта потужності електропривода.

Безпосередньо вирахувати температуру обмоток на підставі навантажувальної діаграми можна, але це дуже трудомістка і складна справа. Тому частіше всього для оцінки нагрівання двигуна використовують непрямі методи, зокрема, метод еквівалентних величин і метод середніх втрат.

Оскільки електропривод візка мостового крана працює у повторно-короткочасному режимі, то для перевірки його на нагрівання необхідно побудувати навантажувальну діаграму двигуна на підставі рівняння /23/, в яке входить момент інерції. Згідно з рівнянням /25/ зведені моменти інерції привода при русі візка з вантажем

/26/

і без вантажу

/27/

де J_дв, J_м, і J_{х. в} - відповідно моменти інерції двигуна, муфти і ходового вала; і - передаточне число редуктора.

Оскільки прискорення а_р є вже визначеним, то для його реалізації при розгоні візка з вантажем двигун повинен розвивати динамічний момент

/28/

бо .

Згідно /22/момент двигуна при розгоні візка з вантажем

/29/

де =712, 206/ (105,592∙0,75) =8,993 H∙м –

зведений до вала двигуна момент статичного опору.

, тому приймаємо і за /28/ визначаємо нове значення прискорення

= ,

яке використовуємо в подальших розрахунках.

Для розрахунку навантажувальної діаграми двигуна визначають:

час розгону візка з вантажем

; /30/

шлях, який пройде візок за час розгону,

; /31/

Щоби гальмування візка з вантажем відбувалося зі сповільнення , динамічний момент при гальмуванні повинен дорівнювати

. /32/

< , тому накладати гальмо не потрібно, бо візок зупиниться після відключення двигуна під дією моменту сил опору. При цьому візок буде гальмуватися зі сповільненням

/33/

і час гальмування

. /34/

Шлях, який пройде візок з вантажем при гальмуванні,

. /35/

Час усталеного руху візка з вантажем

/36/

Як і при розгоні візка з вантажем, так і при розгоні візка без вантажу момент двигуна буде рівним . Тому час розгону

/37/

де - кутова швидкість руху візка без вантажу,

.

Шлях, який пройде візок без вантажу за час розгону,

. /38/

Для забезпечення гальмування візка без вантажу зі сповільненням динамічний момент повинен дорівнювати

/38, а/

> , тому при гальмуванні треба включити гальмо з моментом

. /39/

Час гальмування

, /40/

Шлях візка без вантажу при гальмуванні

. /41/

Рис. 4.

Час усталеного руху візка

/42/

Час паузи

. /43/

За розрахунковими даними будують навантажувальну діаграму двигуна і тахограму швидкості (рис.4).

На підставі навантажувальної діаграми визначають еквівалентний момент з врахуванням погіршення охолодження при пуску і гальмуванні:

/44/

де коефіцієнт погіршення тепловіддачі, який визначають за формулою

/45/

де =0,95 - коефіцієнт погіршення тепловіддачі при нерухомому роторі закритого двигуна 2ПБ112МУХЛ4; дійсна кутова швидкість, .

Уточнену тривалість включення визначають за формулою

.

Зведений до еквівалентний момент

.

, тому потужність двигуна 2ПБ112МУХЛ4 відповідає умовам його роботи.

4. Обґрунтування і вибір способу регулювання швидкості двигуна

Визначальним при виборі способу регулювання швидкості двигуна є діапазон регулювання, плавність, економічність і точність.

Діапазон регулювання визначають сукупність технологічних процесів, які повинен виконувати виконавчий механізм. Так, в задовольняли верстатах швидкість електропривода необхідно регулювати в залежності від виду оброблюваного матеріалу, геометрії різця, розмірів деталі, що обробляється, чистоти обробки та інших чинників. Швидкість, з якою повинен працювати привод димососа котельної, залежить від якості палива, умов горіння та продуктивності котла. В ліфтах, підйомниках і транспортних механізмах необхідно зменшувати швидкість при підході до зупинки, щоби забезпечити плавну і точну зупинку. У цих та багатьох інших механізмах досягнення високої продуктивності і високої якості роботи забезпечується відповідним регулюванням кутової швидкості двигуна.

Згідно завдання діапазон регулювання Д=55.

Плавність регулювання характеризує стрибок швидкості при переході від даної швидкості до наступної. Вона може бути плавною або ступінчастою. Щоби забезпечити високу гнучкість керування, зазвичай, вибирають плавне регулювання. Ця умова визначає засоби зміни швидкості, тобто тип задавача швидкості. Плавне регулювання забезпечує аналоговий задавач швидкості у вигляді змінного резистора, включеного за схемою подільника напруги.

Економність регулювання визначається вартістю засобів регулювання і втратами енергії при регулювання. Вартість засобів регулювання залежить від вибору способу регулювання швидкості двигуна. Так, вартість засобів регулювання швидкості двигуна постійного струму незалежного збудження зміною напруги на якорі значно вища, ніж регулювання струмом збудження, бо потужність кола збудження складає лише потужності кола якоря. Діапазон регулювання струмом збудження не перевищує 4. Тому при більшому діапазоні вибирають комбіноване регулювання: струмом збудження і напругою на якорі.

При регулюванні швидкості напругою на якорі момент двигуна з незалежною вентиляцією залишається сталим , а потужність зменшується ; при регулюванні струмом збудження потужність стала , а момент зменшується, бо . Отже, вимога виконавчого механізму до зміни моменту двигуна при регулюванні є визначальною при виборі способу регулювання.

Регулювання швидкості шунтуванням обмотки якоря або імпульсним регулюванням опору в колі якоря майже не використовується із-за великих втрат потужності. При сталій напрузі в мережі живлення більш ефективним є широтно-імпульсне регулювання напруги на якорі двигуні. Тому для приводу візка мостового крана (який є навантаженням зі сталим моментом на валу) доцільно використати широтно-імпульсний перетворювач.

Точність регулювання визначає продуктивність роботи виконавчого механізму: чим вона вища, тим вища продуктивність, бо менше знижується швидкість при збільшенні навантаження. В замкнених системах регулювання вибором відповідних законів регулювання можна забезпечити будь-яку точність.

Точність регулювання зв’язана з діапазоном регулювання: чим більший діапазон, тим вища точність. Тому виходячи із аналізу технологічного процесу задовольняли точність регулювання або її вказують в технічних умовах. Знання її необхідне при розрахунках параметрів системи автоматичного регулювання.

5. Вибір системи керування електроприводом

Системи керування регульованим електроприводом призначені для стабілізації швидкості з точністю і обмеження струму двигуна в статичних і динамічних режимах. Системи стабілізації швидкості за типом двигуна і перетворювача поділяються на системи електропривода постійного і змінного струму; за принципом дії - на неперервні (аналогові) і дискретні (цифрові); за принципом регулювання - системи регулювання за відхиленням (статичні і астатичні) і за збуренням, а також комбіновані; за структурою - з сумуючим підсилювачем і підпорядкованим регулюванням координат.

Всі ці системи, зазвичай, доповнюють засобами обмеження струму або моменту двигуна як в статичних, так і в динамічних режимах.

Характеристики

Список файлов курсовой работы