Файл: Разработка разомкнутой системы реверсивного электропривода производственного механизма.docx
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 28
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Министерство транспорта Российской Федерации
Федеральное агентство морского и речного транспорта
Якутский институт водного транспорта (филиал) ФГБОУ ВО
"Сибирский государственный университет водного транспорта"
Курсовая работа
по дисциплине
«Электрический привод»
на тему:
«Разработка разомкнутой системы реверсивного электропривода производственного механизма»
Выполнил студент группы:
Ларионов М.С.
Принял преподаватель:
Солнцев. Г. Е.
г. Якутск
2020
Содержание
1. Введение
2. Задание на курсовую работу
3. Определение сил и моментов
4. Предварительный расчет мощности электродвигателя
5. Определение передаточного числа редуктора
6. Построение тахограммы и нагрузочных диаграмм
7. Проверка двигателя по перегрузочной способности и мощности
8. Расчет и построение механических (электромеханических) характеристик электропривода
9. Расчет и построение графиков переходных процессов электропривода
10. Проверка двигателя по нагреву с учетом реальных переходных режимов
11. Расчет и выбор пусковых резисторов приводного АД
12. Принципиальная электрическая схема электропривода производственного механизма
Заключение
Список используемой литературы
Введение
Курсовое проектирование является важным этапом изучение курса “Теория электропривода” и предлагает законченным освоение курсов теоретических основ электротехники, теории автоматического управления и электрических машин.
Целью курсовой работы является приобретение навыков в разработке, применение известных методов расчета и проектирование приводов производственных механизмов. Необходимо, прежде всего, уяснить технологические особенности работу механизма: величину и характер изменения статического момента, плавность и пределы регулирования скорости, частоту и условия пусков и торможений, требования к статическим и динамическим режимам и т.д., что позволит выбрать целесообразный тип и рациональную мощность привода. Обеспечивающего высокую производительность производственного механизма, его
надежность и долговечность, высокую производительность, имели бы минимальные массогабаритные показатели и энергозатраты, а также возможность комплексной автоматизации данного производственного процесса.
В курсовой работе предусматривается разработка электропривода по системе генератор-двигатель с асинхронным приводом двигателем с фазным ротором для одного из общепромышленных механизмов циклического действия.
Задание к курсовой работе
Задачей курсовой работы является разработка разомкнутой системы. реверсивного электропривода производственного механизма, выбор и расчет его силовых элементов, расчет и построение нагрузочных диаграмм и тахограмммы, статических и динамических характеристик, кривых переходных процессов и проверка двигателя по нагреву.
На рис. 2.I приведена кинематическая схема механизма наклонного подъемника, электропривод которого надлежит разработать.
Кинематическая схема механизма наклонного подъемника
Рис.2.1
1 - тележка, 2 - барабан, 7 – Генератор,
3- редуктор, 4 - двигатель, 8 – Асинхронный двигатель,
5 - канат, 6 – противовес, 9 – Система управления.
Наклонный подъемник состоит из тележки I, перемещающейся по , рельсовому пути, уложенному к горизонту под углом α . Тележка совершает челночное движение по перемещению груза из нижнего положения из точки А или А' в верхнее положение в топку С на расстояние С или е. Е'. После разгрузки в верхнем положении тележка порожней возвращается в нижнее положение, где проводится ее загрузка, и затем цикл повторяется. Перемещение тележки осуществляется при помощи троса (система кинематических связей, для упрощения ее изображения, приведена на рис.2.I схематично), наматываемого на барабан 2, который сочленяется через редуктор 3 с двигателем 4. Для улучшения режима работы двигателя к барабану через трос 5 присоединен противовес 6. При остановках в нижнем и верхнем положении тележка удерживается с помощью электромагнитных тормозов. В общем случае предполагается, что при пуске двигателя его растормаживание происходит мгновенно в момент времени, когда электромагнитный момент двигателя Мg. сравнивается со статическим моментом Мc. Если растормаживание двигателя происходит в момент подачи управляющего сигнала на систему электропривода (напряжения питания обмотки возбуждения генератора UG' ), то тележка под действием активного статического момента, пока МG достигает его величины, может начать движение в противоположную сторону, что должно найти отражение при построении динамических характеристик. По заданию преподавателя челночное движение тележки может осуществляться и из точки А', что такие должно найти отражение при построении различных видов характеристик.
Цикл работы подъемника состоит из следующих этапов. Из нижнего положения, точка А (А'), загруженная тележка, разгоняясь, осуществляет движение с постоянной рабочей скоростью Uраб,После прохождения тележкой расстояния Lʹ(Lʹ+Lʹʹ) подается сигнал на снижение напряжения питания обмотки возбуждения генератора и двигатель переключается работать на новую статическую характеристику с меньшей угловой скоростью, а тележка, затормаживаясь под действием статических сил сопротивления, переходит на движение с ползучей скорости Uполз. Затем отключается возбуждение генератора и тележка под действием сил сопротивления останавливается в точке С с последующим наложением тормозов (сигнал на срабатывание тормозов может поступать от датчиков перемещения тележки). В аварийном случае, когда тележка не остановится в предельном положении, сигнал от концевых выключателей вызывает накладывание тормозов ещё до момента её остановки. После остановки тележка разгружается и затем, разогнавшись до рабочей скоростиUраб, движется вниз до отметки, отстоящей от точки С на расстоянии Lʹʹʹ, после чего снижается напряжение питания обмотки возбуждения генератора и двигатель переключается работать на статическую характеристику с меньшей угловой скоростью, а тележка, затормаживаясь под действием статических сил сопротивления,переходит на движение с ползучей скоростью. Останов тележки в точке А (А') происходит аналогично останову в точке С.
Затем теленка загружается и на этом очередной цикл заканчивается. Ходовая часть тележки, к.п.д. редуктора и барабана характеризуются следующими величинами:
1) диаметр колеса тележки Dk= 0,25 м;
2) диаметр цапфы колеса du = 0,05 м;
3) коэффициент трения качения колеса по рельсу f=(5-6)10⁻⁴,м;
4) коэффициент трения скольжения в подшипниках колес ϻ=0,01-0,015;
5) коэффициент, учитывающий сопротивление движению колеса от трения его реборды о рельс, от трения на торцевых частях ступицы и т.д., К = 2,2;
6) к.п.д. редуктора ηр = 0,92;
7) к.п.д. барабана ηб = 0,96. Варианты заданий для механизма наклонного подъемника приведены в таблицах 2.I и 2.2. В качестве электропривода используется система генератор постоянного тока—двигатель постоянного тока независимого возбуждения (Г—Д) с приводным асинхронным двигателем с фазным ротором. При выполнении курсовой работы необходимо:
1) привести кинематическую схему механизма наклонного подъемника и в соответствии с вариантом записать его показатели;
2) определить величины моментов сопротивления относительно вала барабана для обоих направлений движения тележки;
3) определить предварительную мощность электрических машин системы с учетом ПВ% и рациональное передаточное число редуктора;
4) рассчитать и построить тахограмму wg(t) и нагрузочные диаграммы Мg(t), Рg(t) электропривода с учетом динамических нагрузок и при условии постоянства ускорений в периоды переходных процессов;
5) проверить предварительно выбранный двигатель по мощности, используя метода эквивалентных (средних) величин, и по перегрузочной способности. Представить принципиальную схему электропривода;
6) рассчитать и построить статические механические (электромеханические) характеристики для всех режимов работы привода: для груженной и порожней тележки при работе с Uраби Uполз;
7) Рассчитать и построить графики переходных процессовэлектропривода: er(t), wg(t), Mg(t) для всех участков , а такие динамическую механическую характеристикуwg(Mg).
Определение сил и моментов
Величина и направление момента на барабане:
где - результирующая реактивной и активной сил, Н;
- сила сопротивления от реактивной статической нагрузки, Н;
- коэффициент сопротивления движению, зависящий от коэффициентов трения качания по рельсу ,м, трения скольжения в подшипниках колес и коэффициента к, учитывающего трения реборды колеса о рельс
, торцевых частей ступицы и т.д.;
- радиус цапфы колеса, м;
- диаметр колеса, м;
- нормальная составляющая от веса тележки (при движении вверх , а при движение вниз , Н);
- тангенциальная составляющая от веса тележки , Н;
- вес (сила тяжести) противовеса, Н;
- радиус барабана, м;
Движение вверх
- угловая скорость барабана;
U-скорость движения тележки,