Курсовая Электропривод. Разработка разомкнутой системы реверсивного электропривода производственного механизма
 Скачать 6.06 Mb.
|
|
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,  ; - мощность на барабане при подъеме; Движение вниз       4. Предварительный расчет мощности электродвигателя Предварительный выбор двигателя может быть выполнен на основании расчета среднего или эквивалентного значения статической мощности за время в пределах цикла:  где - коэффициент, учитывающий отличие динамической нагрузочной диаграммы двигателя от статической  -статические мощности на валу двигателя в двигательном (минус) и генераторном (плюс) режимах с учетом к.п.д. редуктора и барабана при движении тележки вверх и вниз.   Мощность двигателя с учетом ПВ%  5. Определение передаточного числа редуктора Из таблицы приложений выбираем три двигателя серии П: 1) П 31.-  ; ;  ;  ;  ; ;  ;  ;  ;  ;  2) П 41.- ;  ;  ;  ;  ; ;  ; |