Автоматизированный электропривод производственного механизма (частота вращения механизма - 40 об/мин)

 Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

 высшего профессионального образования

Томский политехнический университет

Наименование института: Электротехнический институт

Наименование выпускающей кафедры: электропривод и электрооборудование

Наименование учебной дисциплины: автоматизированный электропривод

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД

ПРОИЗВОДСТВЕННОГО МЕХАНИЗМА

Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту

по дисциплине “Автоматизированный электропривод”

Выполнил:  студент   группы 9а25                                                

Проверил:   доцент                                                                          Чернышев И.А.

Томск- 2006

Содержание

Стр.

Введение

Порядок проведения расчетов.

Исходные данные

1.   Построение диаграммы скорости и нагрузочной диаграммы..

2.   Предварительный выбор электродвигателя по мощности.

3.    Определение параметров двигателя по каталожным данным……………........................

4.    Предварительный выбор основных элементов силовых цепей двигателя….....................

5.    Расчет и выбор по каталогу пусковых и регулировочных реостатов………......................

6.    Расчет электромеханических и механических характеристик для двигательного и тормозного режимов……………………………………………………………………………...

7.    Расчет переходных процессов за цикл работы и построение нагрузочной характеристики электропривода…………………………………………………………………………………..

8.    Проверка выбранного электродвигателя на нагрев………………………………………..

Заключение………………………………………………………………………………………..

список используемой литературы………………………………………………………………

 Введение

Целью данной курсовой работы является закрепление и систематизация знаний по автоматическому электроприводу, путём выбора двигателя; основных элементов его силовых цепей; расчёта и построения механической и электромеханической характеристик, характеристик переходных процессов, нагрузочных диаграмм; проверка правильности выбора двигателя по нагреву и перегрузке.

Порядок проведения расчётов:

1.  Используя  исходные  данные,   строим  тахограмму  и  нагрузочную  диаграмму; определяем среднеквадратичное значение мощности двигателя.

2.  Учитывая      повторно      -      кратковременный      режим      двигателя найдём продолжительность включения и пересчитаем мощность двигателя на иную продолжительность включения.   Используя  расчётную  мощность,   выбираем   несколько   двигателей   большей ближайшей мощности. Выбирая из них двигатель с наивыгоднейшим передаточным отношением.

3.  Рассчитываем   основные   элементы   силовой   цепи   и   строим    электромеханическую характеристику.

4.  Рассчитываем и строим переходные характеристики.

5.  Проверяем выбранный электропривод по нагреву и перегрузке.

Исходные данные

Вариант 2054

Тип применяемого электропривода: электропривод постоянного тока       независимого возбуждения

Частота вращения механизма n₁=-40 об/мин;

Время работы t₁=20 с;

Частота вращения механизма n₂=80об/мин;

Время работы t₂=100 с;

Время паузы t_п=50 с;

Момент механизма М=600 Нм;

Характер нагрузки – активный;

КПД передачи при максимальной частоте вращения 0,98;

Момент инерции механизма  , J=70 кг·м²

1  . Выбор типа электропривода

1.1   Построение диаграммы скорости и нагрузочной диаграммы производственного механизма

Для построения диаграммы скорости и нагрузочной диаграммы рассчитаем время полного     цикла работы электропривода и угловые скорости производственного механизма:

где:      -угловая скорость производственного механизма ,рад/с

Рис 1.1 Диаграмма скорости производственного механизма

Рис 1.2. Нагрузочная диаграмма производственного механизма

2.     Предварительный выбор двигателя по мощности

2.1 . Расчёт среднеквадратичного значения мощности

По нагрузочной диаграмме механизма определяется среднеквадратичное значение мощности за время работы по формуле:                                         

где:   m-число рабочих участков в цикле;

-мощность на i –ом участке, кВт:

-продолжительность  i-ого интервала, с:

- коэффициент ухудшения теплоотдачи на i–ом интервале ,соответствующий      значению угловой скорости  на этом интервале; 

-номинальная угловая скорость производственного механизма, рад/с.

В данном случае m=2 (2 рабочих участка).

Мощность производственного механизма на i-ом интервале составит:

, кВт                                  

Зависимость коэффициента ухудшения теплоотдачи от угловой скорости:    

где:   -коэффициент ухудшения теплоотдачи при неподвижном якоре;

Для ДПТ с естественной вентиляцией ( без принудительного охлаждения )   

=0,95-0,98

Принимаем =0,97

     2.2.  Расчётная продолжительность включения

              Определяем расчетную продолжительность включения по формуле:

,            где t_0j  - продолжительностьj-го интервала времени паузы в цикле;

n - число пауз в цикле (в данном случае n = 1).

Определяем диапазон регулирования

Пересчитаем       среднеквадратичную       мощность       на       ближайшую       каталожную продолжительность включения:

                ,                            

где ПВ_Кближайшая к расчётной каталожная продолжительность включения.

ПВ_К = 15; 25; 40; 60; 100%

Для ПВ_К =25%:

Для ПВ_К=40%:

По полученным значениям мощности и максимальной угловой скорости вращения механизма определим расчётную мощность двигателя:

где   k_з= 1,1¸1,3 - коэффициент запаса, учитывающий отличие нагрузочной диаграммы двигателя от диаграммы исполнительного механизма.

Принимаем k_з= 1,1;

h - коэффициент полезного действия передачи.

Р_расч1 = 8,48 ∙ 1. 1 / 0.98 = 9,516  кВт;

Р_расч2 = 6,7 ∙1. 1 / 0.98 = 7,523  кВт.

По каталогу [2] выбираем несколько двигателей ближайшей большей мощности с различными скоростями вращения.

По каталогу [2] выбираем несколько двигателей ближайшей большей мощности с различными скоростями вращения.

ПВ=40%

Д-32   Р_н=9,5 кВт, n_н=800 об/мин, I_н=51 А, J=0,43 кг·м², тихоходное