Аннотация
В данном курсовом проекте был сконструирован электропривод горизонтально-ковочноймашины. В результате выполнения задания был выбран асинхронный двигатель скороткозамкнутым ротором 5АМ280М6е Владимирского электромоторного завода. Т.к.в нашем электроприводе присутствует ударная нагрузка, то в результатепонадобилось установка маховика. Вследствие многократных расчетов двигатель. Помощности был выбран верно и загружен на 78.14% по нагреву. Силовая часть полностьюобеспечивает динамику электропривода. В данном электроприводе установкапреобразователя частоты не понадобилась т.к. скорость электродвигателяпрактически совпала с расчетной. Данная установка может вполне успешноприменяться как в общей промышленности, так и в коммерческих целях.
Введение
Основнымнедостатком обработки деталей резанием является то, что значительное количествоматериала идет в стружку. При обработке деталей и изделий давлением отходыматериалов снижаются, улучшаются свойства обрабатываемых деталей. Для обработкии при изготовлении деталей давлением используются кузнечно-ковочные машины.Кузнечные молоты, предназначены для деформации металла ударом падающих частей.
Наибольшеераспространение получили механические молоты с электрическим приводом. Вмеханических молотах ударное действие осуществляется с помощью фрикционного икривошипного механизма.
Задачейданного курсового проекта является разработка электроприводагоризонтально-ковочной машины.
1. Анализ и описание системы «Электропривод – рабочая машина»
1.1Количественная оценка вектора состояния или тахограмма требуемого процессадвижения
Кинематическаясхема горизонтально-ковочной машины приведена в приложении А графической частикурсового проекта.
Привод горизонтально-ковочноймашины должен обеспечивать производительность Q = 3800 поковок в час.Время одного цикла работы:
Тц = 3600*Nn/Q, (1.1)
где: Nn – число ползунов спуансоном (по кинематической схеме Nn = 4);
Q – производительность.
Тогда по(1.1):
Тц = 3600*4/3800= 3,789 с. (1.2)
Частотавращения коленчатого вала:
nк = 1/3,789 = 0,2674 об/с. (1.2)
Угловаяскорость вращения коленчатого вала:
wк = 30*nк/p = 30*0,246/p = 2,521 рад/с. (1.3)
Угловаяскорость электродвигателя:
wдв = wк*i/rотн, (1.4)
где: I – передаточное числоредуктора;
rотн – относительное плече крутящего момента.
Тогда по(1.4):
wдв = 2,521*16/0,2 = 201,68 рад/с.
Электроприводгоризонтально – ковочной машины работает с постоянной скоростью и поэтому нетребуется ее регулирования. Тахограмма приведена на рисунке 1.1.
/>
Рисунок 1.1 –Тахограмма требуемого процесса
1.2Количественная оценка моментов и сил сопротивления
В моментудара молота о заготовку возникает сила упругого взаимодействия, определяемаяпо формуле из [1]:
/>, (1.5)
где: Е –модуль упругости (для стали Е=(2 ¸ 2,1)*109 Н/м2);
S – поперечное сечениезаготовки;
l – длина заготовки;
Dl – абсолютная величина деформации заготовки.
Вид расчётнойпаковки приведен на рисунке 1.2, в приложении А и в графической части проекта.
/>
Рисунок 1.2 –Вид расчётной паковки
/>, (1.6)
где: Sнач – начальная величинасечения стержня;
Sкон – конечная величинасечения стержня;
d0– начальная величинадиаметра стержня заготовки;
D0– конечная величинадиаметра стержня заготовки.
Тогда по(1.6):
/> м2.
Абсолютнаявеличина деформации заготовки:
/>, (1.7)
где: h0, H0– начальная и конечнаядлины заготовок.
Тогда по(1.7):
/>м.
И тогда по(1.5):
/>Н.
Статическиймомент нагрузки в момент удара по [2]:
/>, (1.8)
где: i – передаточное числоредуктора;
r – относительное плечо крутящего момента;
r – радиус кривошипа;
lш – длина шатуна;
a – угол поворота кривошипа коленвала.
Тогда по(1.8):
/>.
Время ударапо [2]:
/>. (1.9)
1.3Составление расчетной схемы механической части электропривода
Электроприводгоризонтально-ковочной машины пускается без нагрузки на валу двигателя.
Исходная расчётная схема приведена на рисунке1.3, согласно которому:
Jкол – момент инерцииколеса;
Jш – момент инерциишестерни редуктора;
Jдв – момент инерциидвигателя;
Jмах – момент инерциимаховика;
Jмв – момент инерции муфтывключения;
Jт – момент инерциимеханизма торможения;
Jш – момент инерциишестерни редуктора;
Jкр – момент инерцииколеса редуктора;
Jкв – момент инерцииколенвала;
Jп – момент инерциипуансона.
Cв – жесткость вала;
Срем – жесткость ремня:
Сш – жесткость шатуна.
/>
Рисунок 1.3 – Исходная расчётная схема
Для составления расчетной схемы механизма (тоесть для проведения теоретических исследований) реальную механическую частьэлектропривода заменяем динамически эквивалентной приведенной расчетной схемой,состоящей из сосредоточенных инерционных элементов, соединенных между собойупругими связями, и обладающей таким же энергетическим запасом, как и исходная,реальная система привода.
/>
Рисунок 1.4 –Заданная расчётная схема
Т.к. висходном задании не оговорены данные по рабочему механизму, то принимаем Jш + Jк + Jт + Jкв + 4 * Jп = Jмех = 0.5 кг×м3.Следовательно заданная расчётная схема примет вид представленный на рисунке1.5.
/>
Рисунок 1.5 –Преобразованная расчётная схема
Определяеммомент инерции колеса по формуле по [1]:
/>, (1.10)
где: g – плотность стали, g = 7.66×103 кг×м3;
/> - ширина ходовогоколеса, задаемся />м.
/> - диаметр колеса, />.
Тогда по(1.10):
/>.
Моментинерции маховика рассчитан в пункте 4.1 и равен 150.612 кг×м3, моментинерции двигателя равен 3.25 кг×м3. Зададимся моментом инерции муфтывключения равной 50 кг×м3. Для уточнения расчетной схемымеханизма необходимо привести все моменты инерции к двигателю.
Приведение моментов инерции осуществляется наосновании формулы по [1]:
/> (1.11)
где: /> – приведенный моментинерции i-гоэлемента, кг×м2;
/> – момент инерции i-го элемента;
/> – передаточное отношениепередач, установленных между валом, к которому осуществляется приведение, ивалом i-говращательного элемента.
/> кг×м3 (1.12)
/> кг×м3 (1.13)
C учетом приведенныхмоментов инерции приводим расчетную схему к виду:
/>
Рисунок 1.6 –Преобразованная расчётная схема с учетом приведенных моментов инерции
Т.к. с учетомтого, что жесткость вала />,жесткость ремня СРЕМНЯ = />, можно после всехпреобразований механическую часть представить в виде одномассовой расчетнойсхемы, представленной на рисунке 1.6, согласно которой:
/>.
Одномассоваярасчетная схема также приведена в графической части проекта.
/>
/>щ
/>М
/>Мс
Рисунок 1.7 –Одномассовая расчётная схема
1.4Построение нагрузочной диаграммы и механической характеристики рабочей машины
Используемрассчитанный в пункте 1.2 статический момент нагрузки в момент удара Мс.уд.,а также временные промежутки действия момента удара и остальной части цикла.Статический момент нагрузки на валу двигателя не в момент удара принимаем 10% Мс.уд.:
Мс.min. = 0,1* Мс.уд.= 0,1*2529,311 = 252,931 Н*м.
Порассчитанным параметрам строим эквивалентный график нагрузочной диаграммысостоящий из двух участков. График нагрузочной диаграммы приведен в графическойчасти проекта и на рисунке 1.9.
/>
Рисунок 1.9 –График нагрузочной диаграммы
2. Анализи описание системы «ЭП – сеть» и «ЭП – оператор»
2.1 Анализи описание системы «ЭП – сеть»
Электроприводгоризонтально-ковочной машины получает питание от трехфазной сети переменноготока, обладающей свойствами источника напряжения. Величина напряжения сети –380 В, частота сети – 50 Гц. Вместе с тем, стандартом допускается изменение(колебания) напряжения в сети на 10%, а изменение частоты тока в сети – на 1%.В качестве электропривода горизонтально-ковочной машины, как правило, используетсяасинхронный привод, поэтому изменение напряжения сети в значительной степениоказывает влияние на работу привода (т. к. момент, развиваемый двигателем,пропорционален квадрату питающего напряжения), что должно быть учтено привыборе двигателя по перегрузочной способности.
Прииспользовании двигателя постоянного тока в качестве приводагоризонтально-ковочной машины необходимо согласовать схему выпрямления стребуемым значением выпрямленного напряжения (применением трансформаторнойсхемы).
2.2 Анализи описание системы «ЭП – оператор»
Системауправления электроприводом горизонтально-ковочной машины строится в зависимостиот выполняемых функций и требований технологического процесса.
Как правило,схема управления горизонтально-ковочной машины требует наличие оператора, чтопредъявляет к схеме ряд требований.
Необходимостьобеспечения условий безопасного управления и обслуживаниягоризонтально-ковочной машины созданием дополнительных блокировок в схемах иприменения электроаппаратуры специального исполнения. Например, в схемахуправления некоторыми горизонтально-ковочными машинами применяютсяфотоэлементы, которые осуществляют блокировку, если в рабочую зону попадаютпосторонние предметы или рука оператора.
3. Выбор принципиальных решений
3.1Построение механической части привода
Рассматриваянагрузочную диаграмму, находим отношение Мсуд/Мсmin = 10. Момент двигателядолжен по форме повторять график нагрузки и его перегрузочная способностьдолжна быть выбрана из условия обеспечения Мc.max = Мc.уд. Поскольку Мc.max >> Мc.cp, двигатель будет недоиспользоватьсяпо нагреву и работа его будет сопровождаться колебаниями скорости и резкимитолчками момента и тока.
Дляустранения нежелательных для двигателя и сети толчков момента и тока, а такжеустановленной мощности в приводе устанавливается маховик, обеспечивающийуменьшение колебаний нагрузки и скорости. Являясь аккумулятором кинетическойэнергии (Екин= =J*щ2/2), маховик при повышении нагрузкиотдает вследствие снижения скорости часть накопленной при холостом ходе энергиии обеспечивает тем самым выполнение рабочей операции.
3.2 Выбортипа привода
При выборетипа привода необходимо учитывать особенности работы ковочной машины являетсяударный характер нагрузки на валу, что требует применение маховикового привода.Размер маховика зависит от жесткости механической характеристики привода. Дляуменьшения размера маховика требуется увеличение статизма механическойхарактеристики привода. Принимая во внимание особенности работы ковочной машинык электроприводу предъявляются следующие технологические требования:
– высокаяперегрузочная способность;
– возможностьполучения механической характеристики с невысокой жесткостью.
При выборетипа привода необходимо учитывать также стоимостно – экономические показатели.
На основаниитехнологических требований, предъявляемых к электроприводу, с учетом того, чтоне требуется регулирование угловой скорости, рассмотрим следующие видыэлектропривода для механизма ковочной машины:
– короткозамкнутыйасинхронный двигатель с повышенным скольжением;
– асинхронныйдвигатель с фазным ротором;
– двигательпостоянного тока, получающий питание от управляемых и неуправляемыхпреобразователей.
3.3 Выборспособа регулирования координат
В данномэлектроприводе ковочной машины требуется регулирование угловой скорости. Длядвигателей постоянного тока и асинхронного двигателя с фазным ротором должнопредусматриваться ограничение по току. Ограничение пускового тока в двигателепостоянного тока осуществляется регулированием напряжения на выходе преобразователя.В асинхронном двигателе с фазным ротором ток регулируется изменениемсопротивления в роторе. В короткозамкнутом асинхронном двигателе с повышеннымскольжением регулирование угловой скорости будем осуществлять с помощьюпреобразователя частоты.
3.4 Оценкаи сравнение выбранных вариантов
Для выбораокончательного варианта системы электропривода ковочной машины необходимопровести сравнительную оценку для сравнения технических, технологических,экономических характеристик рассматриваемых вариантов. Для оценки и сравнениявыбранных вариантов воспользуемся «методом экспертных оценок» по [1].
Выделимнаиболее важные характеристики для выбора системы электропривода:
– стоимостьэлектропривода;
– эксплуатационныегодовые расходы;
– надежность;
– энергетическиепоказатели;
– простотаи надежность системы управления электроприводом;
– перегрузочнаяспособность;
– критичностьпривода к снижению напряжения;
– массогабаритныепоказатели;
Для каждойхарактеристики определяются показатель качества qi для каждого из трехвариантов. Для определения важности того или иного показателя вводится весовойкоэффициент.
Выборнаилучшего варианта производится определением взвешенной суммы. Лучший вариантимеет наименьшую сумму по [2]:
/>. (3.1)
Для сравнениявариантов систем электропривода строим оценочную диаграмму (рисунок 3.1).Оценочная диаграмма представлена также и в графической части проекта.
По формуле (3.1)определим взвешенную сумму для каждого варианта:
S1 = 5*5 + 5*5 + 5*5 + 4*4+ 3*5 + 4*4 + 4*2 + 2*5 = 140;
S2 = 5*4 + 5*4 + 5*4 + 4*4+ 3*3 + 4*5 + 4*2 + 2*4 = 121;
S3 = 5*3 + 5*2 + 5*4 + 4*4+ 3*3 + 4*5 + 4*5 + 2*3 = 116.
/>
1 –короткозамкнутый АД с повышенным скольжением;
2 – АД сфазным ротором;
3 – ДПТ,получающий питание от управляемых и неуправляемых преобразователей.
Рисунок 3.1 –Оценочная диаграмма
Такимобразом, по наибольшей взвешенной сумме выбираем короткозамкнутым асинхронныйдвигатель с повышенным скольжением.
4. Расчетсилового электропривода
4.1 Расчетпараметров и выбор двигателя
Определяемсреднеквадратичное значение момента нагрузки по [1]:
/>, (4.1)
где: М1,М2 – момент на каждом участке графика нагрузочной диаграммы;
t1, t2 – промежутки времени втечение которых прикладываются моменты М1, М2;
Тц– время цикла.
Тогда по(4.1):
/>.
Определимсреднее значение момента за цикл работы по [3]:
/>. (4.2)
Тогда по(4.2):
/>.
Расчетныйноминальный момент двигателя [1]:
/>. (4.3)
Тогда по(4.3):
/> Н*м.
Условиявыбора двигателя ковочной машины:
– порежиму работы (режим работы длительной);
– поскорости (wдв = wр.дв = 201,68 рад/с);
– понагреву (Мном.дв. ³ Мн.р);
– сучетом номинального скольжения (Sном ³ Sн.р);
– поусловиям окружающей среды.
Необходимоерасчетное скольжение привода [4]:
Sпр.расч = Sном.р + Sдоп, (4.4)
где: Sпр.расч – требуемое номинальноескольжение привода (Sпр.расч. = 0,08¸0,05 по [4] для 15
Sдоп – дополнительноескольжение (принимаем Sдоп = 0,01¸0,03 для ременнойпередачи);
Sном.р – номинальное расчетноескольжение двигателя:
Sном.р = Sпр.расч – Sдоп. = 0,05 – 0,03 = 0,02. (4.5)
Выбираемдвигатель из условия окружающей среды в закрытом обдуваемом исполнении состепенью защиты не менее IP44, поскольку большинство приводов ковочных машинработает в условиях вибрации и ударов, повышенных температур и др. вредныхусловий.
Так как, в[5] максимальная мощность асинхронного двигателя с кз ротором с повышеннымскольжением серии 4А не более 50 кВт, а нам требуется двигатель с мощностьюпорядка 300 кВт, то необходимо выбрать двигатель серии АОС3:
AОC3 315 2У режима работы S1 (длительный). Егопараметры:
Рн = 160 кВт;
Sн = 2,1%;
n0= 3000 об/мин;
Uн = 380/660 В;
h= 0,92;
cosj =0,9;
IП/IН = 7;
ММАХ/MН = 2;
МП/MН = 1;
R1 = 0,020;
R’2 = 0,017;
Jдв = 10 кг*м2;
SK = 5,6%.
Номинальныймомент двигателя по [3]:
/>, (4.6)
где: Рн –номинальная мощность двигателя, Вт;
wн – номинальная угловая скорость двигателя, рад/с.
Скоростьхолостого хода:
w0= p*n0/30 = 3,14159*3000/30 = 314,159 рад/с. (4.7)
Тогда по(4.7):
wн = w0*(1 – Sн) = 314,159*(1 – 0,021) = 307,562 рад/с. (4.8)
Тогда по(4.6):
МН= 160000/307,562 = 520,221 Н*м
Однако дажеэтот двигатель (самый мощный асинхронный двигатель с повышенным скольжением) необеспечит требуемый момент. Тогда поставим не один, а два одинаковых двигателя(смотри расчёты далее). Причём, оба двигателя приводят во вращательное движениеодин вал, на котором находится шкив ременной передачи, через дифференциал(конический редуктор, у которого две шестерни и одно колесо). Схемадифференциала с двумя двигателями приведена на рисунке 4.1.
/>
10 – ПервыйАД с КЗ с повышенным скольжением;
11 –Дифференциал;
10 – ВторойАД с КЗ с повышенным скольжением.
Рисунок 4.1 –Схема дифференциала с двумя двигателями
Такимобразом, мы ставим два одинаковых двигателя АОС3 315 2У и соединяем их сошкивом через механический дифференциал (конический редуктор), причём в нашемслучае принимаем передаточное отношение i = 1. В этом случае:
/>М∑ = М1 + М2;
(4.9)
щ∑= (щ1 ± щ2)/2,
где: М1– момент, развиваемый первым двигателем;
М2– момент, развиваемый вторым двигателем;
щ1– угловая скорость вращения первого двигателя;
щ2– угловая скорость вращения второго двигателя;
щ∑– угловая скорость вращения колеса редуктора.
Причём вовтором выражении системы (4.9) знак «+» ставится в том случае, если двигателивращаются в разных направлениях (в нашем случае необходимо сделать именно так),а знак «–» – если двигатели вращаются в одном направлении.
Кроме того,применение двух двигательного электропривода приведёт к уменьшению моментаинерции привода в среднем на 5 – 8%, что, в свою очередь, приведёт к уменьшениюпотерь в переходных процессах (в нашем случае при пуске).
Такимобразом, момент номинальный:
МН= 520,221 + 520,221 = 1040,442 Н*м > 895,559 Н*м.
Определяеммомент инерции привода, требуемый для сглаживания максимального момента по [1]:
/>, (4.10)
где: b – жесткость механическойхарактеристики;
mк – кратность максимального момента к номинальному.
Жесткостьмеханической характеристики одного двигателя:
/>, (4.11)
где: МН– момент, развиваемый двумя двигателями;
SH – номинальное скольжениедвигателя;
щ0– скорость холостого хода двигателя.
Тогда по(4.11):
/>.
А суммарнаяжесткость механической характеристики:
/>.
И по (4.10):
/>кг*м2.
Применяеммомент инерции конического редуктора, шкива, редуктора, кривошипно-шатунногомеханизма приведенного к валу двигателя 0,5*Jдв. Момент инерциимаховика, приведенного к валу двигателя:
J'маховика = JПР∑ – 2*Jдв – 0,5Jдв. (4.12)
Тогда по(4.12):
J'маховика =136,874 – 2*10 – 0,5*10 = 111,874 кг*м2.
Моментинерции маховика найдём по формуле:
Jмаховика = J'маховика/r2, (4.13)
где: r –относительное плечо крутящего момента.
Тогда по(4.13):
Jмаховика = J'маховика/r2 = 111,874/0,22 = 2796,85 кг*м2.
5. Расчетстатических механических и электромеханических характеристик двигателя ипривода
5.1 Расчетстатических механических характеристик двигателя и привода
Для расчетаестественной механической характеристики двигателя воспользуемся формулойКлосса [3]:
электроприводстатический механический силовой
/>, (5.1)
где: МК– максимальный момент двигателя;
SК – критическоескольжение.
q = 2*Sк*R1/R’2, (5.2)
где: R1 – сопротивлениестаторной цепи;
R’2 – приведеннойсопротивление ротора двигателя.
Тогда по(5.2):
q = 2*0,056*0,020/0,017 =0,132;
и по (5.1):
/>.
Механическаяхарактеристика двигателя приведена на рисунке 5.1.
Таблица 5.1 –Результаты расчета МХ двигателяS 0,01 0,03 0,056 0,1 0,3 0,5 0,7 0,9 1,0 M, Н*м 375,3 875,2 1040,4 895,3 390,8 241,8 174,5 136,4 122,9
/>
Рисунок 5.1 –Естественная механическая характеристика двигателя
Но, в нашемслучае двигатель должен работать на искусственной МХ (т.к. регулируем угловуюскорость с помощью преобразователя частоты вниз от номинальной). Т.к. мырегулируем при постоянном моменте (нагрузка – пульсирующая, и можно найтинекоторое среднее значение; более того, чем больше маховик (момент инерциимаховика), тем более у графика нагрузки будут «сглажены» пики), тоискусственная характеристика двигателя будет иметь аналогичный вид (значениемомента критического будет неизменным), но скорость идеального холостого ходабудет иметь меньшее значение (в соответствии с требуемой скоростью вращениярабочего механизма).
Преобразовательчастоты фирмы Omron: 3G3HV – B418K мощностью 185 кВт и на трёхфазное напряжение 400 В.
/>
Рисунок 5.2 –Искусственная механическая характеристика двигателя
5.2 Расчетстатических электромеханических характеристик двигателя и привода
Потребляемыйдвигателем номинальный ток статора по [6]:
/>, (5.3)
где: UН – номинальное напряжениедвигателя;
hН – номинальный КПД двигателя;
cosjН – номинальный коэффициент мощности двигателя.
/>А.
Определяемотносительный ток намагничивания по [6]:
/>, (5.4)
где: />. (5.5)
Определяем i2m по (5.5):
/>А.
Тогдаопределим iм по (5.4):
/>.
Определяем i2по [6]:
/>. (5.6)
Тогда по(5.6):
/>
Формула длярасчета электромеханической характеристики I1 = f(S) – зависимость токастатора от скольжения по [6]:
/>. (5.7)
Тогда по(5.7):
/>
/>.
Таблица 5.2 –Результаты расчета электромеханической характеристики двигателяS -1 – 0,4 – 0,1 – 0,05 0,056 0,1 0,2 1,0
I1, A 976,5 973,1 872,0 669,0 45,5 671,7 831,4 960,0 970,5
Электромеханическаяхарактеристика двигателя приведена на рис. 5.3.
/>
Рисунок 5.3 –Электромеханическая характеристика двигателя
6. Расчетпереходных процессов в электроприводе за цикл работы
В диапазонеизменения скольжения S от 0 до Sк механическая характеристика может бытьлимитирована, поэтому переходные процессы можно описать системойдифференциальных уравнений из [7]:
/>/>/> (6.1)
где: М, Мс –момент двигателя и нагрузки;
Тэ –электромагнитная постоянная времени;
b– жесткость МХ привода;
J – момент инерции привода.
Электромагнитнаяпостоянная времени:
/>. (6.2)
Тогда по(6.2):
/> с.
Механическаяпостоянная времени привода по [7]:
ТМ= JПР/b. (6.3)
где: b – жесткость МХ привода,рассчитанная в пункте (4.1).
Тогда по(6.3):
ТМ= 136,874/315,412 = 0,434 с.
Т. к. ТМ>> ТЭ, то систему уравнений (6.1) можно заменить на систему,где ТЭ пренебрегаем (ТЭ = 0):
/>/>/> (6.4)
Решение системыуравнений (6.4) даёт искомые зависимости щ = f(t), M = f(t) по [7]:
/> (6.5)
/> (6.6)
где: МУСТ,щУСТ – установившиеся значения момента и скорости при t → oo;
МНАЧ,щНАЧ – начальные значения момента и скорости при t = 0.
На первомучастке работы:
МНАЧ1= МСMIN = 252,931 Н*м.
Из второгоуравнения системы (6.4):
/> рад/с;
/> Н*м;
/> рад/с;
/>/> (6.7)
/>
На второмучастке работы:
МНАЧ2= 2080,807 Н*м.
Из второгоуравнения системы (6.4):
/> рад/с;
/> Н*м;
/> рад/с;
/>/> (6.8)
/>
Результатырасчёта переходных процессов проиллюстрированы на рисунках 6.1 и 6.2 – графикиизменения скорости и момента, соответственно. Кроме того, некоторые числовыезначения расчёта переходных процессов сведены в таблицах 6.1 и 6.2 – результатырасчета переходных процессов на первом и на втором участках, соответственно.
Графикипереходных процессов приведены также в графической части проекта.
/>
Рисунок 6.1 –График изменения скорости
/>
Рисунок 6.2 –График изменения момента
Таблица 6.1 –Результаты расчета переходных процессов на первом участкеt, с 0,05 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,705
щ1,
рад/с 205,2 204,4 203,7 202,5 201,6 200,9 200,3 199,8 199,4
М1,
Н*м 252,9 500,6 721,4 1093,5 1388,9 1623,6 1810 1958 2080,8
Таблица 6.2 –Результаты расчета переходных процессов на втором участкеt, с 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 2,0 2,5 3,084
щ2,
рад/с 199,4 201,5 202,9 203,7 204,3 204,6 205,1 205,2 205,2
М2,
Н*м 2080,8 1405,9 980,2 711,6 542,3 435,4 271,1 258,7 253,0
7.Проверка правильности расчета мощности и окончательный выбор двигателя
Проверкуправильности расчета и выбор двигателя по нагреву осуществляется методомэквивалентного момента, используя график переходного процесса M(t) по [1]. Произведемразбиение графика M(t)на небольшие прямоугольные участки и определим Mэ:
/> (7.1)
где: Mi, ti – момент и время работына i – ом прямоугольномучастке;
Тц – времяцикла.
Разобьёмпервый участок на три интервала и определим значения моментов М1(t1) по (6.7). Причём t1 = 0,705/3 = 0,235 с.
Тогда:
М1(0,235)= 1204,709 Н*м;
М1(0,47)= 1758,539 Н*м;
М1(0,705)= 2080,8 Н*м.
Затемразобьём второй участок на четыре интервала и определим значения моментов М2(t2) по (6.8). Причём t2 = (3,789 – 0,705)/4 =0,771 с.
М2(0,771)= 562,262 Н*м;
М2(1,542)= 305,279 Н*м;
М2(2,313)= 261,790 Н*м;
М2(3,084)= 253,0 Н*м.
Следовательно:
/> (7.2)
Тогда,подставляя значение найденное в (7.2), в (7.1), получим:
/>
Такимобразом, двигатели привода загружены на:
/>
Т. е.двигатели по мощности выбраны верно и загружены на 82,9% по нагреву.
Заключение
В ходевыполнения курсового проекта был выбран тип привода и разработан приводгоризонтально – ковочной машины.
При выборетипа привода были учтены особенности работы привода:
– ударный типнагрузки;
– большиеколебания нагрузки.
При прямомвыборе двигателя мощность должна выбираться из условия обеспечения пиковогомомента нагрузки Мс.max, поэтому двигатель не полностью используетсяпо нагреву.
В качествепривода был выбран маховиковый привод на основе асинхронного двигателя с короткозамкнутымротором с повышенным скольжением, что позволяет:
– устранитьзавышение мощности электродвигателя;
– снизить длядвигателя нежелательные толчки и моменты.
Списокиспользованных источников
1. Методические указанияпо курсовому проектированию по дисциплине «Теория электропривода» часть 1 –Могилев, ММИ 1992 г.
2. Андреев В.П., Сабинин Ю.А. Основыэлектропривода М. – Л.: Госэнергоиздат, 1863 г.
3. Ключев В.И. Теорияэлектропривода – М.: Энергоатомиздат, 1985 г.
4. Справочник поавтоматизированному электроприводу/ под ред. В.А. Елисеева, А.В. Шинянского– М.: Энергоаомиздат, 1983 г.
5. Справочник.Асинхронные двигатели серии 4А/ под ред. А.Э. Кравчик, М.М. Шлаф идр. – М.: Энергоатомиздат, 1982 г.
6. Методические указанияпо курсовому проектированию по дисциплине «Теория электропривода» часть 3 –Могилев, ММИ 1992 г.
7. Методические указанияпо курсовому проектированию по дисциплине «Теория электропривода» часть 5 –Могилев, ММИ 1992 г.
8. Электротехническийсправочник т-2/ под общ. Ред. Профессоров МЭИ – М.: Энергоатомиздат, 1986 г.