Задание на контрольную работу. I. Механика электропривода

• Название: Задание на контрольную работу. I. Механика электропривода
• Дата: 11.02.2022
• Размер: 1.34 Mb.
• Имя файла: privod_kontr_rab_1_9928851.doc
• Тип: Документы; #358027
• страница: 1 из 6

Задание на контрольную работу.
I. Механика электропривода.

1. 
   По заданным технологическим параметрам рабочего органа (четный вариант − механизм подъема; нечетный вариант − механизм подачи станка) рассчитать для прямого и обратного направлений движения:
   

а) угловую скорость вала рабочего органа , рад/с;

б) мощность на валу рабочего органа , кВт;

в) момент на валу рабочего органа , Н·м;

г) момент инерции рабочего органа , кг·м²;

д) угловую скорость вала двигателя , рад/с;

е) мощность на валу двигателя , кВт;

ж) статический момент, приведенный к валу двигателя , Н·м;

з) момент инерции рабочего органа, приведенный к валу двигателя , кг·м²;

и) момент инерции передачи, приведенный к валу двигателя , кг·м²;

к) коэффициент, учитывающий момент инерции передачи в моменте инерции ротора двигателя ;

л) суммарный момент инерции механической части электропривода.
Варианты задания см. в приложении 1.

2. 
   Двигатель работает последовательно на каждом i-ом участке в течение времени с моментом на валу двигателя при статическом моменте . По заданному в таблице 1 закону изменения момента двигателя рассчитать и построить зависимости скорости , ускорения , угла поворота вала двигателя . На участке необходимо рассчитать время до остановки двигателя. Тип двигателя смотри по номеру варианта в приложении 2.
   

Таблица 1

Расчет координат механической части электропривода

i	1	2	3	4	5	6	7	8	9
	0,1	0,2	0,4	0,2	0,1	0,3	0,1	0,2	?
	1,6	2,1	1,6	1,1	0,6	0,2	-1,6	-2,1	0
	0,6	0,6	0,6	0,6	0,5	0,5	0,5	0,5	0,5
, с
, рад/с2
, рад/с
, рад

II. Расчет характеристик, параметров схемы включения

электропривода с двигателем постоянного тока

независимого возбуждения.

1. 
   Для двигателя постоянного тока с независимым возбуждением (тип двигателя смотри по номеру варианта в приложении 2) рассчитать и построить естественную механическую и естественную электромеханическую характеристики .
   
2. 
   Рассчитать параметры схемы включения ( , ), обеспечивающие работу двигателя в заданной точке:
   

Рассчитать и построить механическую характеристику, проходящую через заданную точку.

3. 
   Рассчитать и построить правильную пусковую диаграмму, обеспечивающую:
   

а) пуск двигателя за минимальное время

б) пуск двигателя за время

при и . Принять число ступеней .

Рассчитать:

а) − максимальный момент пусковой диаграммы;

б) − момент переключения пусковой диаграммы;

в) − максимальный ток пусковой диаграммы;

г) − ток переключения пусковой диаграммы;

д) , , − полные сопротивления якорной цепи;

е) , , − сопротивления ступеней;

ж) , , , − время работы на ступенях.

Рассчитать и построить нагрузочные диаграммы пуска двигателя и .

4. 
   Рассчитать сопротивление якорной цепи , обеспечивающее динамическое торможение двигателя от начальной скорости на естественной характеристике до нуля за минимальное время. Принять и .
   

Рассчитать:

а) − начальное значение тормозного момента;

б) − значение тока в начале торможения;

в) − сопротивление ступени торможения;

г) − время торможения.

Рассчитать и построить нагрузочные диаграммы динамического торможения двигателя и .
III. Расчет характеристик, параметров схемы включения

электропривода с асинхронным двигателем.

1. 
   Для асинхронного двигателя (тип двигателя смотри по номеру варианта в приложении 3) рассчитать и построить естественную механическую и естественные электромеханические характеристики , .
   
2. 
   Рассчитать добавочное сопротивление в цепи ротора, обеспечивающие работу двигателя в заданной точке:
   

Рассчитать и построить механическую и электромеханические характеристики, проходящую через заданную точку. Определить режим работы и рассчитать КПД и двигателя.

Методические указания к выполнению контрольной работы
Приведение статических моментов и моментов инерции

к валу двигателя.

Механическая часть рабочих органов (РО) содержит элементы, вращающиеся с разными скоростями. Передаваемые моменты в связи с этим также различны. Поэтому необходимо заменить реальную кинематическую схему РО на расчетную схему, в которой все элементы вращаются со скоростью вала приведения. Чаще всего приведение осуществляют к валу двигателя.

В задачах требуется по известной кинематической схеме РО составить расчетную схему, в которой моменты сопротивления движению (статические моменты) и моменты инерции приводятся к валу двигателя. Для этого необходимо изучить кинематическую схему РО, разобраться с принципом работы механической части, выявить основную его технологическую работу и места выделения потерь мощности.

Критерием приведения статических моментов к валу двигателя является энергетический баланс механической части электропривода, обеспечивающий равенство мощностей реальной и расчетной схем электропривода.

Критерием приведения моментов инерции к валу двигателя является равенство запаса кинетической энергии механической части реальной и расчетной схем электропривода.

Критерием приведения жесткости упругой системы к валу двигателя является равенство потенциальной энергии упругого звена механической части в реальной и расчетной схемах электропривода.


Пример 1.

Рассчитать для прямого и обратного направлений движения значения скоростей, статических моментов и моментов инерции, мощностей на валу рабочего органа и на валу двигателя по заданным технологическим параметрам механизма подачи (приложение 1, вариант 35).
Технологические данные механизма подачи станка:
F_x = 6 кН m = 2,4 т v = 42 мм/с D_хв = 44 мм m_хв = 100 кг

α = 5,5º φ = 4º

J_дв = 0,2 кг·м² J1 = 0,03 кг·м² J2 = 0,6 кг·м²


После изучения принципа работы механизма и его кинематической схемы определяем участки выделения потерь:

− в редукторе (потери учитываются КПД );

− в передаче «винт – гайка» (потери рассчитываются углом трения φ в нарезке винта);

− в подшипниках ходового винта (потери рассчитываются через коэффициент трения в подшипниках, однако эти потери не учитываются);

Угловая скорость ходового винта (рабочего органа):

,

где − радиус приведения передачи «винт – гайка» с шагом , диаметром и углом нарезки резьбы .



мм

рад/с

Момент на валу ходового винта (рабочего органа) с учетом потерь в передаче «винт – гайка» углом трения φ:



где − суммарное усилие подачи



кН

Н·м

Мощность на валу рабочего органа полезная:

− без учета потерь в передаче «винт – гайка»

Вт

− с учетом потерь

Вт
Статический момент, приведенный к валу двигателя:

Н·м

Угловая скорость вала двигателя:

рад/с

Мощность на валу двигателя:

Вт

Находим элементы кинематической схемы, запасающие кинетическую энергию: суппорт массой т, ходовой винт массой , шестерни редуктора и , ротор электродвигателя − .

Момент инерции рабочего органа определяется массой т суппорта, перемещающейся со скоростью v, и моментом инерции ходового винта .

Момент инерции поступательно движущегося суппорта:

кг·м²

Момент инерции ходового винта:

кг·м²

Момент инерции рабочего органа:

кг·м²

Момент инерции рабочего органа, приведенный к валу двигателя:

кг·м²

Момент инерции передачи, приведенный к валу двигателя:

кг·м²

Коэффициент, учитывающий момент инерции передачи в моменте инерции ротора двигателя:

.

Суммарный момент инерции механической части электропривода:

кг·м²