Проект по модулю

• Название: Проект по модулю
• Дата: 30.09.2022
• Размер: 1.27 Mb.
• Имя файла: PM_EiEMP.docx
• Тип: Реферат; #707455
• страница: 3 из 36

ОБЩИЕ УКАЗАНИЯ И РАСЧЕТНЫЕ СООТНОШЕНИЯ

В качестве объектов, для которых производится расчет электропривода, обычно выбираются механизмы циклического действия. Это механизмы с интенсивным режимом работы, тахограммы которых содержат участки пуска, электрического торможения и работы с несколькими значениями установившейся скорости. Электроприводы таких механизмов работают в повторно-кратковременном или перемежающемся режиме, что в соответствии с классификацией режимов работы двигателя по нагреванию соответствует режимам S3–S8.

В нагрузочных диаграммах электроприводов указанного типа существенную долю составляют динамические моменты, обусловленные изменением скорости электропривода, следовательно, и на нагрев двигателя эти составляющие момента оказывают значительное влияние.

Упрощенная типовая тахограмма механизма, работающего в повторно- кратковременном режиме, показана на рис. 1.

Рис. 1. Упрощенная типовая тахограмма механизма

Для определения отрезков пути и времени работы на отдельных участках тахограммы в исходных данных задается (или на основании исходных данных

рассчитывается): t_ц – время цикла, с; S – расчетный путь перемещения, м; V_max – максимальная скорость, м/с (обычно ей соответствует номинальная скорость двигателя _N, рад/с); V_пон – пониженная скорость, м/с; S– путь, проходимый на пониженной скорости, м. Предполагается, что на участках разгона и торможения

(кроме специально оговоренных случаев) имеет место равномерно ускоренное (равномерно замедленное) движение и задается постоянное значение а– ускорения, м/с²; b– замедления, м/с². (Как правило, а= b.) В ряде случаев может быть задано или рассчитано требуемое время разгона t_р, торможения t_т, время работы на отдельных участках с установившейся скоростью.

На основе указанных исходных данных определяются:

• 
  время разгона
  

_t ^Vкон ^{ V}нач _,

Р _a
(1)

где V_нач и V_кон – скорость в начале и в конце переходного процесса, м/с;

• 
  путь, проходимый при разгоне
  

• 
  время торможения
  

^Sр ^Vнач ^tр

_ ^Vкон ^Vнач <sub>t;

2</sub> р
(2)

_{t }^Vнач ^Vкон _;

т1 _b
(3)

– путь, проходимый на отрезке торможения,

V² V²

bt²

bt²

_{Sт1 }нач кон _{Vнач tт1 } т1 _{Vконtт1 } т1 _;

(4)

2b 2 2

• 
  время работы на участке с пониженной скоростью
  

t  ^S;


(5)

V
у2

пон

• 
  время торможения с пониженной скорости
  

_{t }^Vпон _;

т2 _b

• 
  путь, проходимый на отрезке торможения t_т2,
  

(6)

V² bt²

_{Sт2 }пон _ т2 _;

(7)

2b 2

• 
  путь, проходимый при работе с установившейся скоростью
  

S_у1 = S – S_р–S_т1 –S_т2 – S; (8)

• 
  время работы на участке с установившейся скоростью
  

t_у1 

^Sу1 _;

V
(9)

• 
  время паузы
  

max


t₀ = t_ц –t_р –t_т1 –t_т2 –t_у1 –t_у2. (10)

Укажем, что вместо времени цикла может быть задано число включений в час электропривода (Z), тогда

t_ц = 3600/Z, (11)

а вместо значения пониженной скорости –требуемая точность позиционирования (, м) для электроприводов, отрабатывающих заданные перемещения, тогда значение V_пон определяется следующим образом:

V_пон  .

(12)

Если возникает необходимость рассчитывать угол поворота вала двигателя при отработке заданного перемещения S, то можно воспользоваться следующими расчетными соотношениями:

• 
  угловое ускорение электродвигателя при разгоне, рад/с²,
  

ε  dω /dt ^{ωкон ωнач} ,

1 _t
(13)

P
где _нач и _кон – угловая скорость двигателя в начале и в конце переходного процесса, рад/с;

• 
  угловое замедление электропривода при торможении, рад/с²,
  

ε  dω /dt ^{ωкон ωнач} ;

2 _t
(14)

т1

• 
  угол, проходимый при разгоне, рад,
  

ε t²

_р ω
нач

t_Р 

1 р _;

2

(15)

– угол, проходимый при торможении на участках t_Т1 и t_Т2, рад,

 ω t  ^ε2 t²

t² ;
(16)

т нач т1

₂ т1 т2

– пониженная угловая скорость двигателя _ПОН, соответствующая скорости V_пон,

^ωпон

_ω ^Vпон _,


V

N
max

(17)

• 
  угол, проходимый на участке работы с номинальной скоростью, рад,
  

_у1 ω_Nt_у1 ;

• 
  угол, проходимый на участке работы с пониженной скоростью, рад,
  

^у2 ^ωпон^tу2 ^;

(18)

(19)

• 
  суммарный угол поворота вала двигателя (в радианах) при отработке заданного перемещения S
  

 = _р + _у1 + _у2 + _т; (20)

• 
  число оборотов вала двигателя при отработке заданного перемещения S
  

N ^ .

2π
(21)

Конкретная тахограмма может отличаться от приведенной на рис. 1. В частности, цикл работы электропривода может состоять из нескольких тахограмм, показанных на рис. 1 (например, при перемещении механизма в разных направлениях). В каждой тахограмме может быть несколько участков работы с различными значениями пониженной скорости, скорость на некоторых участках может быть выше номинальной скорости, скорость на других участках может быть ниже номинальной и т. д. Однако приведенные расчетные выражения позволяют определить времена и отрезки пути при работе на отдельных участках тахограммы, форма которой отличается от показанной на рис. 1.

По изложенным далее методикам определяются статические моменты нагрузки и моменты инерции механизма и строится диаграмма статических моментов.

После предварительного выбора мощности и типа двигателя (общие положения изложены в [1, 2], а справочные данные по некоторым типам двигателей приведены в [3]) производится расчет передаточного числа редуктора, приведение статических моментов и моментов инерции к валу

двигателя, расчет (при известной тахограмме механизма и двигателя) динамических моментов электропривода и построение нагрузочных диаграмм электропривода.

Методики проверки выбранного электродвигателя по нагреванию и перегрузке изложены в [1, 2].

При расчетах систем электропривода предполагается, что электрооборудование эксплуатируется на высоте не более 800 м над уровнем моря в условиях умеренного климата в сухом отапливаемом помещении (климатические условия и категория размещения У4 или УХЛ4 по ГОСТ 15150– 69), при отсутствии в атмосфере токопроводящей пыли и коррозионно-активных веществ, а также при практическом отсутствии вибрационных нагрузок (группа эксплуатации Ml по ГОСТ 17516–70), степень защищенности электрооборудования и электродвигателей от внешних воздействий должна быть не менее чем 1Р23 по ГОСТ 14294–72, 14494–72. Если условии отличаются от перечисленных, то это указывается в задании.