Белорусский
национальный технический университет
Кафедра “Электропривод и автоматизация промышленных установок и технологических комплексов”
Группа 107630Т
Факультет ИТР
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
по дисциплине “Теория электропривода”
на тему “Электропривод передвижения тележки
мостового крана по системе ПЧ-АД”
Исполнитель: Петрусевич А.Ю.
Руководитель: Фираго Б.И.
Минск-2002
Содержание
1 Описание работы механизма …..……….…………………………………...3
2 Расчет статической мощности и времени выполнения
технологических операций за цикл ……… ……………………………………4
3 Построение скоростной и нагрузочной диаграмм механизма и
предварительный выбор мощности ЭД .............……… ……………….……..7
4 Выбор типа ЭД и расчёт оптимального передаточного числа
редуктора………….………………………………………………………………8
5 Расчёт и построение упрощённой скоростной и нагрузочной
диаграмм ЭП за цикл работы ……………………………………………....9
6 Предварительная проверка ЭД по нагреву и перегрузочной
способности…………………..………………………………………………..12
7 Расчёт и построение естественной механической и
электромеханической характеристик ЭД……………. …………………….13
8 Расчет искусственных механических характеристик,
обеспечивающих выполнение технологических операций…………………
9 Выбор преобразователя ………
10 Расчет переходных процессов за цикл работы и построение
кривыхw(t), M(t), I(t), ΔP(t)……………………………………………………..
11 Окончательная проверка двигателя по нагреву и перегрузочной
способности ……………………………………………………………………..33
12 Расчёт расхода электрической энергии за цикл и расчёт
циклового к. п. д. ……………………………………………………………40
13 Заключение……………………………………………………………….42
1 Описание работы механизма
В соответствии с заданием по курсовому проекту необходимо произвести расчёт электропривода передвижения тележки мостового крана по системе ПЧ-АД.
Исходные данные к проекту:
Номинальная грузоподъемность крана />
Номинальная скорость тележки />
Пониженная скорость />
Диаметр колеса тележки />
Диаметр цапфы />
Длина пролёта крана />
Номинальный к. п. д. передачи />
Продолжительность включения ПВ=60%;
— Цикл работы:
1) движение тележки с номинальным грузом на расстояние 30м,
2) пауза,
3) движение тележки без груза в исходное положение,
4) пауза.
2 Расчёт статической мощности и времени выполнения технологической операции за цикл работы
Масса тележки мостового крана связана с номинальной грузоподъёмностью и определяется по формуле:
/>
Статическая сила для передвижения механизма по горизонтальному рельсовому пути:
/>,
где /> — масса номинального груза и масса механизма без груза, кг;
/> — коэффициент трения скольжения в подшипниках колес (обычно />для подшипников качения, /> — для подшипников скольжения), принимаем />;
/> — коэффициент трения качения ходовых колес (обычно />, принимаем; />;
/> — коэффициент, учитывающий сопротивление от трения реборд о рельсы, принимаем />;
/> — радиус ходового колеса, м;
/> — радиус цапфы (ступицы) ходового колеса, м.
Статическая сила для передвижения механизма с номинальным грузом по горизонтальному рельсовому пути:
/>,
Статическая сила для передвижения механизма без груза по
горизонтальному рельсовому пути:
/>,
К. п. д. передачи определяется по формуле:
/>,
где /> — коэффициент, который можно принять равным (0,07-0,1), принимаем />
/> — коэффициент загрузки определяется по формуле:
/>,
Тогда КПД передачи:
/>,
Статическая мощность при перемещении номинального груза:
/>,
Статическая мощность при перемещении пустой тележки:
/>,
С целью ограничения динамических нагрузок, обеспечения надёжного сцепления колёс механизмов передвижения с рельсами принимаем ускорение />.
Находим время разгона и торможения тележки.
/>
Определяем путь:
/>
/>
Время работы в установившемся режиме определяется:
/>
Время работы ЭП определяется:
/>
Продолжительность включения:
/>,
Исходя из формулы (2.14) время цикла:
/>,
Суммарное время паузы:
/>,
Суммарное время пауз разбиваем на два участка:
/>,
Время загрузки и разгрузки:
/>
Так как время цикла меньше 10мин, то режимом работы ЭП является повторно-кратковременным.
3 Построение скоростной />и нагрузочной />диаграмм механизма и предварительный выбор мощности ЭД
Скоростная и нагрузочная диаграммы механизма представлены на рисунке 3.1
/>/>
Рисунок 3.1- Скоростная и нагрузочная диаграммы
Произведем предварительный выбор электродвигателя.
Эквивалентная статическая мощность при ПВ=60% за время работы:
/>,
В качестве расчетной мощности принимаем:
/>,
где />
Приводим двигатель к ПВ=100%:
/>
Выбираем в каталоге электродвигатели с мощностью />.
4 Выбор типа ЭД и расчёт оптимального передаточного числа редуктора
В соответствии с полученными расчётами выбираем тип АД с короткозамкнутым ротором.
По каталогу, в соответствии с принятым Ррасч., выбираем двигатель так, чтобы Рн Ррасч.
Таблица 4.1- Двигатели серии 4А и мощностью 7,5кВт
Тип двигателя
n,об/мин
J,кг/м/>
J*n
4А112М2У3
3000
0,01
90000
4А132SУ3
1500
0,028
63000
4А132М6У3
1000
0,058
58000
Выбираем двигатель 4А132SУ3, двигатель имеет следующие данные:
/>
Номинальный ток статора находится по формуле:
/>
Полное фазное сопротивление:
/>
Найдём абсолютные параметры двигателя:
/>
Номинальная скорость двигателя рассчитывается по формуле:
/>
/>
Передаточное число определяем:
/>
Номинальный момент двигателя:
/>
5 Расчёт и построение упрощённой скоростной и нагрузочной диаграмм ЭП за цикл работы
Радиус приведения поступательного перемещения к вращательному:
/>,
Допустимое угловое ускорение:
/>
Суммарный момент инерции электропривода, приведенный к валу электродвигателя:
/>,
где /> — коэффициент, учитывающий момент инерции вращающихся частей передаточного механизма, принимаем />.
Суммарный момент инерции электропривода, приведенный к валу электродвигателя при перемещении номинального груза:
/>,
Суммарный момент инерции электропривода, приведенный к валу электродвигателя при перемещении пустой тележки
/>,
Динамический момент при перемещении номинального груза:
/>,
Динамический момент при перемещении пустой тали:
/>,
Допустимое угловое ускорение имеет знак плюс при пуске, а минус при торможении.
Статический момент при перемещении номинального груза:
/>,
Статический момент при перемещении пустой тали:
/>,
Электромагнитный момент:
/>,
Электромагнитный момент электродвигателя при разгоне электропривода и перемещении номинального груза:
/>,
Электромагнитный момент электродвигателя при перемещении номинального груза с постоянной скоростью:
/>,
Электромагнитный момент электродвигателя при торможении электропривода и перемещении номинального груза:
/>,
Электромагнитный момент электродвигателя при разгоне электропривода и перемещении пустой тележки:
/>,
Электромагнитный момент электродвигателя при движении пустой тележки с постоянной скоростью:
/>,
Электромагнитный момент электродвигателя при торможении электропривода и перемещении пустой тали:
/>,
Упрощенная скоростная />и нагрузочная />диаграммы электропривода за цикл работы представлены на рисунке 5.1.
/>
/>
Рисунок 5.1- Скоростная и нагрузочная диаграммы.
6 Предварительная проверка ЭД по нагреву и перегрузочной способности
Эквивалентный момент электродвигателя за время работы, приняв ухудшение условий при пуске и торможении />:
/>
Приводим />к ПВ=100%:
/>
Условие проверки по нагреву:
/>,
Условие по нагреву выполняется.
Проверка двигателя по перегрузочной способности.
/>,
/>
/> — двигатель по перегрузочной способности подходит.
7 Расчёт и построение естественной механической и электромеханической характеристик ЭД
Естественная механическая характеристика выражается уточненной формулой Клосса:
/>
где />
/> — действующее значение номинального фазного напряжения, В;
/> — критический момент.
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
Естественная механическая характеристика показана на рисунке 7.1.
Таблица 7.1- Расчетные данные
s
М, Н*м
w, рад/с
-1
-44,7287
314
-0,8
-56,1287
282,6
-0,6
-74,8403
251,2
-0,4
-109,608
219,8
-0,2
-173,941
188,4
-0,149
-170,185
173,485
0
0
157
0,149
112,2816
140,515
0,2
113,9048
125,6
0,4
82,27227
94,2
0,6
60,99556
62,8
0,8
47,96025
31,4
1
39,38093
0
1,2
33,3571
-31,4
1,4
28,91098
-62,8
1,6
25,50065
-94,2
1,8
22,80464
-125,6
2
20,62112
-157
/>
Рисунок 7.1- Естественная механическая характеристика.
Естественная электромеханическая характеристика выражается следующей формулой:
/>
где />
/>
/>
/>
/>
Таблица 7.2- Расчетные данные
s
Rв, Ом
Xв, Ом
Rад, Ом
Xад, Ом
Zад, Ом
I1, А
w,рад/с
-1
-0,441
1,826
0,259
3,067
3,078
71,485
314
-0,8
-0,551
1,828
0,149
3,069
3,073
71,595
282,6
-0,6
-0,735
1,834
-0,035
3,075
3,075
71,543
251,2
-0,4
-1,102
1,850
-0,402
3,091
3,117
70,583
219,8
-0,2
-2,199
1,936
-1,499
3,177
3,513
62,623
188,4
-0,149
-2,945
2,029
-2,245
3,270
3,966
55,473
180,393
0
0,000
43,800
0,700
45,041
45,046
4,884
157
0,149
2,945
2,029
3,645
3,270
4,896
44,933
133,607
0,2
2,199
1,936
2,899
3,177
4,301
51,152
125,6
0,4
1,102
1,850
1,802
3,091
3,578
61,493
94,2
0,6
0,735
1,834
1,435
3,075
3,393
64,838
62,8
0,8
0,551
1,828
1,251
3,069
3,314
66,377
31,4
1
0,441
1,826
1,141
3,067
3,272
67,238
0
1,2
0,367
1,824
1,067
3,065
3,246
67,781
-31,4
1,4
0,315
1,823
1,015
3,064
3,228
68,152
-62,8
1,6
0,276
1,823
0,976
3,064
3,215
68,421
-94,2
1,8
0,245
1,822
0,945
3,063
3,206
68,624
-125,6
2
0,220
1,822
0,920
3,063
3,198
68,783
-157
Естественная электромеханическая характеристика показана на рисунке 7.2.
/>
Рисунок 7.2- Естественная электромеханическая характеристика
--PAGE_BREAK--
8 Расчёт искусственных механических характеристик, обеспечивающих выполнение технологических операций
Примем систему частотного управления АД со стабилизацией потокосцепления статора />.Механическая характеристика выражается формулой:
/>
где />
/> — номинальная ЭДС статора, В.
/>
/>/>
/>
/>
/>
/>
/>/>/>/>
где /> — критический момент, зависящий от закона частотного управления, Н*м;
/> — критическое значение параметра абсолютного скольжения;
/> — относительные частота и скорость;
/> — синхронная угловая скорость двигателя при номинальной частоте.
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
/>
Расчёт механической характеристики для α=1.
/>
/>
Механическая характеристика представлена на рисунке 8.1.
Расчётные данные представлены в таблице 8.1
Произведём расчёт механической характеристики для частоты, которая обеспечит необходимую пониженную скорость.
/>, />
/>/>
/>
Расчёт механической характеристики для α=0,1.
/>
Механическая характеристика представлена на рисунке 8.1.
Расчётные данные представлены в таблице 8.1.
Таблица 8.1- Расчётные данные
α
v
s=α-v
М, Н*м
w, рад/с
1
-1
2
19,32095
-157
1
-0,8
1,8
21,4377
-125,6
1
-0,6
1,6
24,07036
-94,2
1
-0,4
1,4
27,4309
-62,8
1
-0,2
1,2
31,86339
-31,4
1
0
1
37,96196
0
1
0,2
0,8
46,83438
31,4
1
0,4
0,6
60,73667
62,8
1
0,6
0,4
84,49722
94,2
1
0,8
0,2
121,4338
125,6
1
0,845
0,155
125,4
132,665
1
1
0
0
157
1
1,155
-0,155
-125,4
181,335
1
1,2
-0,2
-121,434
188,4
1
1,4
-0,4
-84,4972
219,8
1
1,6
-0,6
-60,7367
251,2
1
1,8
-0,8
-46,8344
282,6
1
2
-1
-37,962
314
0,1
-1
1,1
34,65197
-157
0,1
-0,8
0,9
41,9491
-125,6
0,1
-0,6
0,7
52,93867
-94,2
0,1
-0,4
0,5
70,93148
-62,8
0,1
-0,2
0,3
102,2776
-31,4
0,1
0
0,1
114,2513
0
0,1
0,2
-0,1
-114,251
31,4
0,1
0,4
-0,3
-102,278
62,8
0,1
0,6
-0,5
-70,9315
94,2
0,1
0,8
-0,7
-52,9387
125,6
0,1
0,845
-0,745
-50,0149
132,665
0,1
1
-0,9
-41,9491
157
0,1
1,155
-1,055
-36,0688
181,335
0,1
1,2
-1,1
-34,652
188,4
0,1
1,4
-1,3
-29,4839
219,8
0,1
1,6
-1,5
-25,6422
251,2
0,1
1,8
-1,7
-22,6785
282,6
0,1
2
-1,9
-20,3247
314
/>
Рисунок 8.1- Механические характеристики при α=1 и α=0,1.
Произведём расчёт искусственной электромеханической характеристики при ψ=const.
/>
/>
/>
Произведём расчёт для α=1.
/>/>
/>/>
/>
Расчётные данные приведены в таблице 8.2.
Электромеханическая характеристика показана на рисунке 8.2.
Произведём расчёт электромеханической характеристики для α=0,1.
/>/>/>
/>
/>/>
Расчётные данные приведены в таблице 8.2.
Электромеханическая характеристика показана на рисунке 8.2
Таблица 8.2- Расчётные данные
α
Sa
Rв, Ом
Xв, Ом
Xад, Ом
I1, А
w, рад/с
1
-1
-0,44087
1,825637
3,066637
66,97512
314
1
-0,8
-0,55105
1,828241
3,069241
66,54231
282,6
1
-0,6
-0,73464
1,833867
3,074867
65,63532
251,2
1
-0,4
-1,10153
1,849931
3,090931
63,23625
219,8
1
-0,2
-2,19852
1,936465
3,177465
53,7021
188,4
1
0
0
43,8
45,041
4,606914
157
1
0,2
2,198523
1,936465
3,177465
53,7021
125,6
1
0,4
1,101534
1,849931
3,090931
63,23625
94,2
1
0,6
0,734637
1,833867
3,074867
65,63532
62,8
1
0,8
0,551052
1,828241
3,069241
66,54231
31,4
1
0,845
0,521715
1,827491
3,068491
66,66608
24,335
1
1
0,440869
1,825637
3,066637
66,97512
0
1
1,155
0,381715
1,824478
3,065478
67,17054
-24,335
1
1,2
0,367403
1,824222
3,065222
67,21382
-31,4
1
1,4
0,314923
1,823369
3,064369
67,359
-62,8
1
1,6
0,275561
1,822816
3,063816
67,45373
-94,2
1
1,8
0,244946
1,822436
3,063436
67,51891
-125,6
1
2
0,220453
1,822164
3,063164
67,56566
-157
0,1
-1
-0,04409
0,182564
0,306664
66,97512
172,7
0,1
-0,8
-0,05511
0,182824
0,306924
66,54231
141,3
0,1
-0,6
-0,07346
0,183387
0,307487
65,63532
109,9
0,1
-0,4
-0,11015
0,184993
0,309093
63,23625
78,5
0,1
-0,2
-0,21985
0,193647
0,317747
53,7021
47,1
0,1
0
0
4,38
4,5041
4,606914
15,7
0,1
0,2
0,219852
0,193647
0,317747
53,7021
-15,7
0,1
0,4
0,110153
0,184993
0,309093
63,23625
-47,1
0,1
0,6
0,073464
0,183387
0,307487
65,63532
-78,5
0,1
0,8
0,055105
0,182824
0,306924
66,54231
-109,9
0,1
0,845
0,052171
0,182749
0,306849
66,66608
-116,96
0,1
1
0,044087
0,182564
0,306664
66,97512
-141,3
0,1
1,155
0,038171
0,182448
0,306548
67,17054
-165,63
0,1
1,2
0,03674
0,182422
0,306522
67,21382
-172,7
0,1
1,4
0,031492
0,182337
0,306437
67,359
-204,1
0,1
1,6
0,027556
0,182282
0,306382
67,45373
-235,5
0,1
1,8
0,024495
0,182244
0,306344
67,51891
-266,9
0,1
2
0,022045
0,182216
0,306316
67,56566
-298,3
/>Рисунок 8.2- Электромеханические характеристики при α=1 и α=0,1.
Необходимая величина напряжения для реализации закона ψ=const выражается следующей формулой:
/>
Произведём расчёт характеристик />для α=1 и α=0,1.
Расчётные данные приведены в таблице 8.3.
Таблица 8.3- Расчётные данные
α
Sa
Rв, Ом
Xв, Ом
Xад, Ом
Rад, Ом
Zад, Ом
U, В
1
-1
-0,44087
1,825637
3,066637
0,259131
3,077566
206,1204
1
-0,6
-0,73464
1,833867
3,074867
-0,03464
3,075062
201,8327
1
-0,4
-1,10153
1,849931
3,090931
-0,40153
3,116903
197,1012
1
-0,3
-1,46792
1,8724
3,1134
-0,76792
3,206707
193,3097
1
-0,2
-2,19852
1,936465
3,177465
-1,49852
3,513098
188,6607
1
-0,155
-2,83162
2,012886
3,253886
-2,13162
3,889936
187,1266
1
-0,03
-13,0924
6,404785
7,645785
-12,3924
14,56125
199,2857
1
0
0
43,8
45,041
0,7
45,04644
207,5251
1
0,03
13,09242
6,404785
7,645785
13,79242
15,76987
215,8269
1
0,155
2,831625
2,012886
3,253886
3,531625
4,802098
231,0065
1
0,2
2,198523
1,936465
3,177465
2,898523
4,300897
230,9672
1
0,4
1,101534
1,849931
3,090931
1,801534
3,577622
226,2354
1
0,6
0,734637
1,833867
3,074867
1,434637
3,393079
222,7059
1
1
0,440869
1,825637
3,066637
1,140869
3,271979
219,1412
1
1,4
0,314923
1,823369
3,064369
1,014923
3,228069
217,4395
1
1,8
0,244946
1,822436
3,063436
0,944946
3,205864
216,4564
1
2
0,220453
1,822164
3,063164
0,920453
3,19847
216,1067
0,1
-1
-0,04409
0,182564
0,306664
0,655913
0,724061
48,49409
0,1
-0,6
-0,07346
0,183387
0,307487
0,626536
0,697922
45,80837
0,1
-0,4
-0,11015
0,184993
0,309093
0,589847
0,665926
42,11067
0,1
-0,3
-0,14679
0,18724
0,31134
0,553208
0,6348
38,26762
0,1
-0,2
-0,21985
0,193647
0,317747
0,480148
0,575764
30,91976
0,1
-0,155
-0,28316
0,201289
0,325389
0,416838
0,528802
25,43817
0,1
-0,03
-1,30924
0,640478
0,764578
-0,60924
0,977628
13,37984
0,1
0
0
4,38
4,5041
0,7
4,55817
20,9991
0,1
0,03
1,309242
0,640478
0,764578
2,009242
2,149798
29,4222
0,1
0,155
0,283162
0,201289
0,325389
0,983162
1,035609
49,8183
0,1
0,2
0,219852
0,193647
0,317747
0,919852
0,973186
52,26214
0,1
0,4
0,110153
0,184993
0,309093
0,810153
0,867114
54,83305
0,1
0,6
0,073464
0,183387
0,307487
0,773464
0,832343
54,63107
0,1
1
0,044087
0,182564
0,306664
0,744087
0,804803
53,90178
0,1
1,2
0,03674
0,182422
0,306522
0,73674
0,797961
53,63403
0,1
1,4
0,031492
0,182337
0,306437
0,731492
0,793085
53,42145
0,1
1,8
0,024495
0,182244
0,306344
0,724495
0,786599
53,11034
0,1
2
0,022045
0,182216
0,306316
0,722045
0,784334
52,99401
/>
Рисунок 8.3- Графики функций />
продолжение
--PAGE_BREAK--
9 Выбор преобразователя
Для регулирования скорости электродвигателя выбираем из каталога преобразователь частоты:
Vacon 7,5CXS4
Параметры преобразователя:
— U=380В;
— I=18A.
10 Расчет переходных процессов за цикл работы и построение
кривых />
Жёсткость линеаризованной механической характеристики при />
/>
/>
Электромеханическую постоянную времени определяем по формуле:
/>
Электромеханическую постоянную времени при перемещении тележки с грузом и без груза:
/>/>
10.1 Разгон ЭП при передвижении тележки с грузом
Определяем время задержки:
/>
Определяем время за которое устанавливается кривая />:
/>
Находим падения скоростей:
/>/>
— />
/>, />
— />
/>, />
— />
/>, />
10.2 Торможение ЭП при передвижении тележки с грузом
— />
где />
/>,
/>
— />
/>, />
— />
/>, />
— />
где />
/>,
/>
10.3 Разгон ЭП при передвижении тележки без груза
Определяем время задержки:
/>
Находим падения скоростей:
/>/>
— />
/>, />
— />
/>,/>
— />
/>, />
10.4 Торможение ЭП при передвижении тележки без груза
— />
/>,
/>
— />
/>, />
— />
/>, />
— />
где />
/>,
/>
Потери мощности при частотном управлении определяем по формулам:
/>
Примем, что при разгоне />, а при торможении />
/>
/>
С использованием кривых w(t), M(t) производим расчёт />а затем />Расчётные данные показаны в таблицах 10.1-10.4 и графики на рисунках 10.1-10.4.
Таблица 10.1- Данные характеристик ЭП при разгоне тележки с грузом
t, с
w, рад/с
M, Н*м
w0, рад/с
ΔPпер, Вт
ΔР, Вт
0
0
0
0
0
287
0,1
0
9,373
0,91
20,9824
307,9824
0,2
0
18,746
1,82
83,92959
370,9296
0,3
0
28,119
2,73
188,8416
475,8416
0,4
0
37,492
3,64
335,7184
622,7184
0,49
0
46
4,459
504,5804
791,5804
1
1,491712
78,39752
9,1
1467,318
1754,318
4
26,38899
103,1149
36,4
2539,42
2826,42
7
53,67113
103,2986
63,7
2548,482
2835,482
10
80,971
103,3
91
2548,549
2835,549
13
108,271
103,3
118,3
2548,549
2835,549
16
135,571
103,3
145,6
2548,549
2835,549
17,25
147
103,3
157
2541,18
2828,18
18
150,8646
62,82407
157
948,2133
1235,213
18,5
151,7775
53,43216
157
686,4569
973,4569
19
152,5
46
157
509,22
796,22
/>
/>
Рисунок 10.1- Характеристики ЭП при разгоне тележки с грузом
Таблица 10.2- Данные характеристик ЭП при торможении тележки с грузом
t, с
w, рад/с
M, Н*м
w0, рад/с
ΔPпер, Вт
ΔР, Вт
0
152,5
46
157
509,22
750,82
3
130,7286
-10,8741
129,7
27,51556
269,1156
6
103,4697
-11,2968
102,4
29,72698
271,327
10
67,07
-11,3
66
29,74384
271,3438
13
39,77
-11,3
38,7
29,74386
271,3439
15,53
16,8
-11,3
15,7
30,5778
272,1778
16
13,78421
19,41554
15,7
91,50224
333,1022
16,3
12,78285
29,71685
15,7
213,254
454,854
16,6
12,1695
36,02647
15,7
312,8906
554,4906
17
11,70431
40,81204
15,7
401,1579
642,7579
17,2
11,56372
42,25829
15,7
429,9883
671,5883
17,366
11,2
46
15,7
509,22
750,82
18
11,2
46
15,7
509,22
750,82
18,5
11,2
46
15,7
509,22
750,82
19
11,2
46
15,7
509,22
750,82
19,5
9,759409
14,01272
11,15
47,93548
56,64848
20
6,583015
-0,11791
6,6
0,004927
8,717927
20,4
3,46458
-5,48338
2,96
6,806342
15,51934
20,75
0,525846
-8,01678
0
10,37036
19,08336
20,8
0
-11,3
0
0
8,713
/>
/>
Рисунок 10.2- Характеристики ЭП при торможении тележки с грузом
Таблица 10.3- Данные характеристик ЭП при разгоне тележки без груза
t, с
w, рад/с
M, Н*м
w0, рад/с
ΔPпер, Вт
ΔР, Вт
0
0
0
0
0
287
0,02
0
-1,8746
-0,182
0,839296
287,8393
0,05
0
-4,6865
-0,455
5,245599
292,2456
0,08
0
-7,4984
-0,728
13,42873
300,4287
0,1
0
-9,373
-0,91
20,9824
307,9824
0,12
0
-11,2476
-1,092
30,21465
317,2147
0,14
0
-13,1222
-1,274
41,1255
328,1255
0,15
0
-13,8
-1,365
46,33902
333,339
1
-6,36974
-27,4526
-9,1
184,3838
471,3838
5
-42,765
-27,5
-45,5
185,0227
472,0227
10
-88,265
-27,5
-91
185,0228
472,0228
15
-133,765
-27,5
-136,5
185,0228
472,0228
17
-151,965
-27,5
-154,7
185,0227
472,0227
17,25
-154,24
-27,5
-157
186,714
473,714
17,5
-155,401
-16,3876
-157
64,45157
351,4516
17,7
-155,66
-13,8
-157
45,49032
332,4903
/>
/>
Рисунок 10.3- Характеристики ЭП при разгоне тележки без груза
Таблица 10.4- Данные характеристик ЭП при торможении тележки без груза
t, с
w, рад/с
M, Н*м
w0, рад/с
ΔPпер, Вт
ΔР, Вт
0
-155,66
-13,8
-157
45,49032
332,4903
2
-138,83
-0,10002
-138,8
0,007381
287,0074
5
-111,53
-0,1
-111,5
0,00738
287,0074
7
-93,33
-0,1
-93,3
0,00738
287,0074
10
-66,03
-0,1
-66
0,00738
287,0074
14
-29,63
-0,1
-29,6
0,00738
287,0074
15,53
-15,707
-0,1
-15,7
0,001722
287,0017
15,6
-15,2191
-5,20888
-15,7
6,162023
293,162
15,8
-14,5865
-11,5354
-15,7
31,59905
318,599
16
-14,36
-13,8
-15,7
45,49032
332,4903
16,5
-14,36
-13,8
-15,7
45,49032
332,4903
17
-14,36
-13,8
-15,7
45,49032
332,4903
17,4
-14,36
-13,8
-15,7
45,49032
332,4903
17,7
-14,36
-13,8
-15,7
45,49032
332,4903
18
-12,8146
-1,95409
-12,97
0,747064
9,460064
18,5
-8,44339
-0,16614
-8,42
0,009558
8,722558
18,8
-5,7191
-0,10895
-5,69
0,007801
8,720801
19
-3,89976
-0,10236
-3,87
0,007495
8,720495
19,2
-2,07994
-0,10062
-2,05
0,007411
8,720411
19,4
0
-0,1
0
0
8,713
/>/>
Рисунок 10.4- Характеристики ЭП при торможении тележки без груза
11 Окончательная проверка двигателя по нагреву и перегрузочной способности
В результате расчета переходных процессов и потерь мощности за цикл мы построили зависимости />. Эти зависимости позволяют провести окончательную проверку двигателя по нагреву и перегрузочной способности.
Проверка по нагреву проводится методом средних потерь или эквивалентных величин.
Эквивалентное значение момента:
/>,
где /> — эквивалентное значение момента на i-ом интервале кривой
Эквивалентное значение момента для трапеции:
/>,
Эквивалентное значение момента для треугольника:
/>,
Эквивалентное значение момента для прямоугольника:
/>,
В соответствии с формулами и графиками получены следующие эквивалентные моменты.
Таблица 11.1 – Эквивалентные моменты на i-ом интервале.
/>, Нм
/>, с
/>, Нм
/>, с
45,8
1
26,6
1
81,5
1,5
-6,5
0,8
103,2
14,75
-15,9
0,5
83,8
0,75
-27,5
16,75
54,6
1
21
0,45
26,6
0,8
8
1
-6,5
3,2
-0,1
14,53
-11,2
11,53
8
0,47
24
1,87
-13,8
1,7
46
1,6
Получаем: />.
Условие правильности выбора двигателя по нагреву:
/>,
/> — условие выполняется.
12 Расчёт расхода электрической энергии за цикл и расчёт циклового к.п.д.
12.1 Расчёт потерь энергии при линейном задании скорости
Потери энергии в стали:
— в переходном процессе:
/>
— в установившемся режиме:
/>
Механические потери:
— в переходном процессе:
/>
— в установившемся режиме:
/>
Переменные потери энергии:
— в переходном процессе:
/>
где />
/>— в установившемся режиме:
/>
12.1.1 Разгон ЭП при передвижении тележки с грузом
/>12.1.2 Торможение ЭП при передвижении тележки с грузом
— торможение на пониженную скорость:
/>— работа на пониженной скорости:
/>
— работа на полное торможение: />
/>
12.1.3 Разгон ЭП при передвижении тележки без груза
/>12.1.4 Торможение ЭП при передвижении тележки с грузом
— торможение на пониженную скорость:
/>— работа на пониженной скорости:
/>
— работа на полное торможение: />
/>
12.2 Расчёт полной механической энергии за цикл
/>
/>
12.2.1 Разгон ЭП при передвижении тележки с грузом
/>
12.2.2 Торможение ЭП при передвижении тележки с грузом
— торможение на пониженную скорость:
/>
— работа на пониженной скорости:
/>
— полное торможение:
/>
12.2.3 Разгон ЭП при передвижении тележки без груза
/>
12.2.4 Торможение ЭП при передвижении тележки без груза
— торможение на пониженную скорость:
/>— работа на пониженной скорости:
/>
— полное торможение:
/>
Полная механическая энергия за цикл:
/>
12.3 Расчёт циклового к.п.д.
/>
/>
13 Заключение
В данном курсовом проекте разработан электропривод передвижения тележки мостового крана по системе ПЧ-АД. В соответствии с полученными расчетами выбрали тип АД из серии машин повторно-кратковременного номинального режима работы при ПВ=60%. В результате расчета были построены естественная механическая и электромеханическая характеристики, а также искусственная механическая характеристика, построены переходные характеристики. Окончательная проверка показала, что двигатель по нагреву и перегрузочной способности выбран правильно.
Литература
Ключев В.И. Теория электропривода: Учебник для вузов.-М.: Энергоатомиздат,1985.-560с.
Фираго Б.И. Учебно-методическое пособие к курсовому проектированию по теории электропривода для студентов специальности 21.05 – Мн.: БПИ, 1993.-127с.