Расчет электропривода механизма подъёма (тип 4MTF(H) – 112L6)

Новосибирский Государственный Технический Университет

Кафедра электропривода и автоматизации промышленных установок

Расчетно-графическое задание

По дисциплине “Электрический привод”

Факультет: Электромеханический

Группа: Эм-51

Студент: Пашкевич Антон

Преподаватель: Абакумов И.Д.

Вариант: 48

                                                          Новосибирск, 2008

Вариант 48.  Исходные данные:

Тип  4MTF(H) – 112L6

Мощность ;

Номинальная скорость вращения 

Максимальная скорость вращения ;

Максимальный момент  ;

Момент инерции двигателя  ;

Статор

;         ;   ;    ;

;          ;   ;  

Ротор

;    ;     ;   ;

Механизм подъема

;    ;  ;   ;  ;

Кинематическая схема

Рисунок 1:  Кинематическая схема механизма подъёма.

М – двигатель, СМ1, СМ2 – соединительные муфты; ПУ – передаточное устройство,  РО – рабочий орган механизма.

Задача 1:

1. Привести моменты инерции движущихся инерционных масс привода к скорости вращения электродвигателя. Определить суммарный момент инерции расчетной эквивалент­ной механической схемы привода. При этом принять суммарный момент инер­ции соединительных муфт и шестерни редуктора, вращающихся со скоростью двигателя   , равным ,а суммарный момент инерции соединительных муфт и шестерни редуктора, вращающихся со скоростью механизма , равным .

Эквивалентный момент инерции двигателя:

.

Эквивалентный момент инерции барабана:

.

Приведение поступательно движущейся массы груза к моменту инерции барабана:

 – кинетическая энергия поступательного движения груза;

 – кинетическая энергия вращательного движения барабана;

На основе равенства запасов кинетической энергии в реальной кинематической схеме и  эквивалентной расчетной.

;      ;

 – скорость поступательного движения груза.

Отсюда выразим приведенный момент инерции барабана:

.

 Тогда можно найти суммарный момент инерции на валу двигателя:

.

 

2. Определить приведенные к скорости вращения электродвигателя моменты статического сопротивления для двух режимов работы электродвигателя:

а) двигательный режим – при подъеме груза,

б) генераторный (тормозной) режим – при спуске груза.

При этом КПД механизма принять равным , а КПД редуктора .

а) В двигательном режиме принимаем: потери энергии на преодоление моментов сопротивления на трение в редукторе компенсируются за счет механической энергии  вала двигателя.

.

Приведенный к валу двигателя статический момент при подъеме груза:

.

б) В генераторном режиме потери энергии на преодоление моментов сопротивления на трение в редукторе компенсируются за счет потенциальной энергии опускаемого груза.

Приведенный к валу генератора статический момент при опускании груза:

.

3. Построить естественные скоростную и механическую характеристики электродвигателя. Указать на них величину установившихся скоростей вращения двигателя при подъеме и спуске груза. Определить соответствующие линейные скорости подъема и опускания груза.

Для расчета и построения статических механических характеристик асинхронного двигателя используем уравнения, полученные на основе упрощенной Г-образной схемы замещения.

Определяем активное сопротивление обмоток двигателя при расчетной температуре :

Статор:

r₁ – активное сопротивление обмотки статора, Ом.

,

где  – температурный коэффициент сопротивления для меди;

 - активное сопротивление фазной обмотки статора при t=+20^oC

 – разница температур;

Ротор:

;

Индуктивные сопротивления рассеяния фазных обмоток статора и ротора, приведённого к обмотке статора, Ом;

.

синхронная частота вращения ротора двигателя:

где  – частота напряжения сети,

 – число пар полюсов двигателя.

критический момент:

НайдемM_к, S_к – значение максимального (критического) электромагнитного момента и соответствующее ему критическое скольжение

При положительном скольжении:

,

При отрицательном скольжении:

.

где U₁ – фазовое значение напряжение статора, В;

 

В случае, если добавочное сопротивление  , то суммарное активное сопротивление фазной цепи ротора, приведенное к обмотке статора можно расчитать:

.

Критические значения скольжений, где положительное значение соответствует  всем ,  а отрицательное – ):

.

Механическая характеристика:

Для построении механической характеристики зададимся текущими значениями скольжения S в пределах S₁=-0,5 до S_n=2. Рассчитываем значения текущего электромагнитного момента и условной скорости вращения ротора . Причём для отрицательных скольжений (S_i<0) в уравнениях для M_k и S_k принимается знак минус

Проведем расчет для скольжения :

Момент: ,

где .

Угловая частота вращения для : .

Далее, задаваясь скольжением, с шагом 0.1 продолжаем расчеты в системе Mathcad до . По полученным данным строим зависимости.