Выбор двигателя. Типоразмер двигателя. Динамическое исследование машинного агрегата. Приведённый момент инерции

Страницы работы

Фрагмент текста работы

Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет

Факультет Технической Кибернетики

Кафедра «Систем автоматического управления»

Пояснительная записка ПЗ08.24.04.1986

к курсовому проекту по механике

Выполнил:

группа: 3083/2

Преподаватель:

2009 г.

1. Выбор двигателя:

Используя формулу  ,высчитаем величину потребляемой мощности двигателя: Wпот=10996Вт, где

С помощью каталога выберем двигатель:

Типоразмер двигателя

Мощность

Скорость

Номинальный ток , Iн

Номинальное напряжение, u н

Сопротив-

Индуктивность

Момент инерции ротора, Jр

Nдн

nдн

ление, R

L

Вт 

об/мин 

А

 В

Ом

Гн

кгм2

2ПН112L

2 200

1 500

11

220

0,968

0,014

0,018

Двигатель 2ПН112L удовлетворяет всем условиям:

1) Wдн=2200Вт≥ Wпот=996Вт

2) неравенство: . Верно (440 кгм >183,3кгм)

Использовались формулы  и , где g - коэффициент перегрузки задан равным 2.

Параметры этого двигателя:

а) число оборотов в минуту на холостом ходу

б) электромагнитную постоянную времени

в) крутизну статической характеристики двигателя .

Передаточное число редуктора:

2. Динамическое исследование машинного агрегата:

«Задачей динамического исследования машины является определение закона движения входного звена исполнительного механизма  с учетом динамических свойств приводного двигателя, движущего момента  и динамической нагрузки в приводе , а также оценка неравномерности вращения входного звена и проверка перекладки зазоров в приводе, улучшение динамических показателей качества машины»

Машинный агрегат состоит из двигателя, передаточного и исполнительного механизмов. Динамический расчет машинного агрегата связано с определением и исследованием стационарного решения системы дифференциальных уравнений

Первое уравнение системы представляет собой уравнение механической системы агрегата, рассматриваемой как механизм с жесткими звеньями, обладающими одной степенью свободы (подвижности). В этом уравнении  - обобщенная координата; - приведенный момент инерции механической системы; - приведенный момент сил сопротивления.

Второе уравнение системы является приведенной динамической характеристикой двигателя. Здесь  - постоянная времени двигателя;  - приведенная статическая характеристика двигателя, разрешенная относительно момента.

Первым этапом динамического исследования машинного агрегата является определение коэффициентов, входящих в систему дифференциальных уравнений:

а) Приведённый момент инерции определяется по формуле                           

, где - переменная часть приведённого момента инерции, -момент инерции двигателя, которые вычисляется по формулам:

Полученную функцию  с целью упрощения динамических расчетов разложить в ряд Фурье с точностью до пяти гармоник:, где  без маховика

Коэффициенты ряда Фурье для приведённого момента инерции:

J1c=

-0,001

J1s=

-0,0339

J2c=

-0,0727

J2s=

0,0003

J3c=

0,001

J3s=

0,0341

J4c=

0,0132

J4s=

-0,0006

J5c=

-0,0002

J5s=

-0,005

Построим графики функции переменной части приведённого момента инерции(Ĵпр) и её разложения в ряд Фурье(Ĵпр*) для 12и точек:

q

Ĵпр

Ĵпр*

0

-0,0612

-0,0599

30

-0,0278

-0,029

60

0,0024

0,0035

90

0,0143

0,0132

120

0,004

0,0052

150

-0,0258

-0,027

180

-0,0607

-0,0594

210

-0,0557

-0,0573

240

0,0557

0,0576

270

0,1604

0,1582

300

0,0509

0,0529

330

-0,0565

-0,0581

360

-0,0612

-0,0599

Производная от приведенного момента инерции по обобщенной координате вычисляется по формуле: .

Её график для 12и точек:

б) Приведенный момент сил сопротивления определяется по формуле:

 , где 

Функция  раскладывается в ряд Фурье с точностью до пяти гармоник:

Коэффициенты ряда Фурье для приведённого момента сил сопротивления:

Q1c=

-1,7745

Q1s=

-136,4172

Q2c=

-33,8325

Q2s=

1,4001

Q3c=

0,6003

Q3s=

9,477

Q4c=

2,6261

Q4s=

-0,0184

Q5c=

0,0527

Q5s=

-0,7169

Построим графики функции переменной части приведённого момента сил сопротивления(Õс) и её разложения в ряд Фурье(Õс*) для 12и точек:

q

Õc

Õc*

0

-32,5198

-32,3279

30

-77,534

-77,7051

60

-102,308

-102,1493

90

-110

-110,1525

120

-101,836

-101,6841

150

-76,7772

-76,9336

180

-30,2541

-30,0849

210

43,8337

43,6397

240

135,5808

135,8128

270

183,3333

183,0698

300

130,1772

130,4335

330

38,3046

38,0818

360

-32,5198

-32,3279

в) Определим приведенную статическую характеристику двигателя: где  - угловая скорость холостого хода ротора двигателя.

3. Решение уравнений движения машины:

Система дифференциальных уравнений движения (см.п.2) содержит две неизвестные функции времени  и . Для отыскания стационарного решения этих уравнений воспользуемся методом последовательных приближений. Для этого уравнения запишем в такой форме, чтобы в правых частях стояли только те слагаемые, которые явно содержат , поскольку они вызывают отклонения закона движения от программного (равномерного) вращения:

где волнистой линией обозначены переменные части соответствующих функций.

В нулевом приближении, т.е. при  получаем систему уравнений

Пусть

Известно, что , а  

Тогда решение этой системы:

 

При установленном тормозе, с моментом Qt=180Нм:

 

При  получим систему уравнений

Выражение, стоящее в правой части  первого уравнения – возмущающий момент: характеризует внутреннюю виброактивность исполнительного механизма.

Решение системы уравнений в первом приближении ( разыскиваем в виде  

Здесь  - отклонение закона движения входного звена от программного (равномерного) движения, называемое динамической ошибкой по углу;  - отклонение движущего момента от среднего значения. Подставив эти решения в систему уравнений, получим

Разложим возмущающий момент на программном движении  в ряд Фурье с точностью до пяти гармоник:  где ;

L1=136,46;L2=34,3;L3=10,51;L4=3,6;L5=1,36;

Построим график возмущающего момента для 12 точек:

w0t

L* без тормоза

L* с тормозом

0

-34,7422

-34,5548

30

-81,5967

-81,2946

60

-104,4439

-104,2658

90

-110,2599

-110,2516

120

-99,5017

-99,6711

150

-72,9946

-73,3004

180

-27,4575

-27,6615

210

38,4535

38,8561

240

119,1166

120,4127

270

183,5101

183,4759

300

147,0289

145,7405

330

42,8877

42,5146

360

-34,7422

-34,5548

Заметим, что наличие тормоза на форму графика почти не повлияло.

Видим, что графики возмущающего момента и приведённого момента

Похожие материалы

Информация о работе

Предмет:
Механика
Тип:
Курсовые работы
Размер файла:
211 Kb
Скачали:
0