Выбор электродвигателя и редуктора

Курсовая работа ч. I

Данные для расчетов:

Момент сопротивления М’cmax=820 Нм;

Время переходного процесса tппmax=0,3;

Суммарное малое контура тока Т∑2 = 0,004;

Максимально допустимая ошибка Qmax=0,0211;

Максимальная скорость механизма ωmax = 0,86

Максимальное ускорение εmax = 0,5

Коэффициент соотношения массы γ = 2

δ max = 25 %

Выбор электродвигателя и редуктора

Расчет требуемой мощности электродвигателя можно ориентировочно выполнить по формуле

Выбор электродвигателя и редуктора - student2.ru ,

где kз=1,7 – коэффициент, учитывающий требования к динамическим характеристикам электропривода.

P ≈ 1,7∙ 820∙ 0,86 ≈1198,84 Вт

Р ≈ 1198,84 Вт

В соответствии с требуемой мощностью выбираем двигатель 4ПБМ 112L04

P = 1,28 кВт

n = 1500 об/мин

Выбор электродвигателя и редуктора - student2.ru = 8,12 Нм

Выбор электродвигателя и редуктора - student2.ru = 14,2 А

Выбор электродвигателя и редуктора - student2.ru = 110 В

Выбор электродвигателя и редуктора - student2.ru = 0,234 Ом

Выбор электродвигателя и редуктора - student2.ru = 0,0098 кг*м3

Выбор электродвигателя и редуктора - student2.ru = - мс

КПД = 76%

Выбор электродвигателя и редуктора - student2.ru = 2

Из условия согласования двигателя и объекта по угловой скорости определяется передаточное число редуктора

Выбор электродвигателя и редуктора - student2.ru ,

где Выбор электродвигателя и редуктора - student2.ru –номинальная угловая скорость двигателя.

Выбор электродвигателя и редуктора - student2.ru

Выбор электродвигателя и редуктора - student2.ru об/мин

Выбор электродвигателя и редуктора - student2.ru рад/с

Тогда передаточное число редуктора

i ≈ 157/0,86 = 182,55814

Коэффициент передачи редуктора

Кр = 1/i = 1/145,3= 0,00548

Для проверки выбранного двигателя определим эквивалентный момент

Выбор электродвигателя и редуктора - student2.ru ,

Выбор электродвигателя и редуктора - student2.ru

где Выбор электродвигателя и редуктора - student2.ru - суммарный момент инерции кинематической передачи;

Выбор электродвигателя и редуктора - student2.ru - суммарный момент инерции двигателя и редуктора (момент инерции первой массы);

Выбор электродвигателя и редуктора - student2.ru - приведенный момент инерции механизма (момент инерции второй массы);

Выбор электродвигателя и редуктора - student2.ru - приведенный момент сопротивления нагрузки;

Выбор электродвигателя и редуктора - student2.ru - момент сухого трения;

Выбор электродвигателя и редуктора - student2.ru - номинальный момент двигателя Мдн = Рн ∙ η∂/ω;

Выбор электродвигателя и редуктора - student2.ru - КПД редуктора

Момент инерции редуктора ориентировочно можно принять Выбор электродвигателя и редуктора - student2.ru

Выбранный двигатель должен удовлетворять условиям:

Выбор электродвигателя и редуктора - student2.ru Выбор электродвигателя и редуктора - student2.ru ,

где Мmax – максимальный момент сопротивления нагрузки, приведенный к валу электродвигателя Выбор электродвигателя и редуктора - student2.ru ;

Выбор электродвигателя и редуктора - student2.ru - коэффициент перегрузки двигателя по пусковому моменту.

Момент сухого трения:

МТР = 0,1∙ МДН = 0,1∙ 8,12 = 0,812 Н∙м

Приведенный момент сопротивления нагрузки:

Мcmax = М'cmax / i∙ ηp = 820/182,55814∙0,92 = 4,8823 Н∙м

Момент инерции редуктора:

Выбор электродвигателя и редуктора - student2.ru

Суммарный момент инерции двигателя и редуктора:

Выбор электродвигателя и редуктора - student2.ru

Приведенный момент инерции механизма:

Выбор электродвигателя и редуктора - student2.ru

Суммарный момент инерции кинематической передачи:

Выбор электродвигателя и редуктора - student2.ru

Тогда эквивалентный момент:

Выбор электродвигателя и редуктора - student2.ru

Коэффициент перегрузки двигателя по пусковому моменту:

kм = 2

Максимальный момент сопротивления нагрузки, приведенный к валу электродвигателя:

Выбор электродвигателя и редуктора - student2.ru

Выбранный двигатель удовлетворяет условию т.к.

Выбор электродвигателя и редуктора - student2.ru Выбор электродвигателя и редуктора - student2.ru

5,86187 < 8,12 0,34236 < 2

Для следящего электропривода при выборе двигателя необходимо проверять его соответствие оптимальному передаточному числу редуктора, определяемому из условия минимума эквивалентного момента dM/di=0:

Выбор электродвигателя и редуктора - student2.ru

Фактическое передаточное число редуктора отличается от оптимального передаточного числа более чем на 30%, то необходимо выбрать другой двигатель такой же мощности, но с меньшей номинальной угловой скоростью.

Активное сопротивление якорной цепи двигателя в нагретом состоянии определяют:

Rд70 = Rя 20оС (1+αд∆tо) = 0,234∙(1+0,004∙70)= 0,29952 Ом

α= 0,004 Ом/град – температурный коэффициент

∆to = tрo – 20o = 90o - 20o = 70o

tрo – расчетная температура нагрева обмоток двигателя

Индуктивность якорной (роторной) обмотки двигателя можно приближённо определить по формуле Линвиля-Уманского:

Выбор электродвигателя и редуктора - student2.ru

2) Выбор управляемого преобразователя

В соответствии с условиями Выбор электродвигателя и редуктора - student2.ru и Выбор электродвигателя и редуктора - student2.ru выбираем тиристорный преобразователь ТПЕ – 25/25-115

UH = 115 В; IH = 25 A; Imax = 40 A

Подключение ТП к питающей сети осуществляется через силовой трансформатор или токоограничивающий реактор. Т.к. линейные напряжения сети и ТП не одинаковы, то подключение к питающей сети осуществим через силовой трансформатор.

3) Выбор трансформатора

Требуемая мощность трансформатора определяется по номинальной мощности ТП:

Выбор электродвигателя и редуктора - student2.ru ,

где Выбор электродвигателя и редуктора - student2.ru =1,045 – коэффициент использования трансформатора по мощности в схеме выпрямления.

КПД редуктора ηр = 0,92

КПД двигателя ηд = 0,76

КПД тризист. преобразователя ηтп = 0,95

Ртр = (1,045 ∙ 1198,84) / (0,92 ∙ 0,76 ∙ 0,95) = 1886,1605 Вт = 1,88616 кВт

В соответствии с требуемой мощностью выбираем силовой трансформатор ТТ – 2

Тип Номинальная мощность (кВА) Напряжение номинальное Потери кор. замыкания Напряжение кор. замыкания
первичное вторичное
ТТ 2

Индуктивность фазы трансформатора, приведенная к вторичной обмотке

Выбор электродвигателя и редуктора - student2.ru ,

где Выбор электродвигателя и редуктора - student2.ru - индуктивное сопротивление фазы трансформатора;

f =50– частота питающей сети.

Полное сопротивление фазы трансформатора

Выбор электродвигателя и редуктора - student2.ru ,

где eк = 0,05 (5%) - напряжение короткого замыкания трансформатора;

Е=U=115 В – действующее значение фазовой ЭДС вторичной обмотки;

IТР/3U= 2000/3∙115 = 5,8 А – номинальный фазный ток вторичной обмотки.

Zтрф = (5∙115)/(100∙5,467) = 1,05177 Ом

Активное сопротивление фазы трансформатора RТРФ, приведенное к вторичной обмотке, определим по потерям короткого замыкания Выбор электродвигателя и редуктора - student2.ru

Rтрф = ∆Р/(3∙I2) = 68/(3∙5,82) = 0,75838 Ом

Индуктивное сопротивление фазы трансформатор

Выбор электродвигателя и редуктора - student2.ru

Индуктивность фазы трансформатора

Lтрф = 0,002 Гн

Lуп = Lтр = 2Lтрф = 0,004 Гн,

где LТР – индуктивность силового трансформатора.

Сопротивление силовой цепи преобразователя

Выбор электродвигателя и редуктора - student2.ru ,

где RТР = 2RТРФ = 2 ∙ 0,75838 = 1,51676 Ом – активное сопротивление силового трансформатора;

Rдт = (0,2…0,3) UТq/Iт - динамическое сопротивление тиристора;

UТ = (0,5…1,0)В – падение напряжения на тиристоре; (0,5 В)

Iт = IdH/3 – среднее значение тока тиристора выпрямительной схемы для трехфазной схемы;

IdH = 25 А – номинальное значение среднего выпрямленного тока;

q=2 – число одновременно проводящих тиристоров;

RK=mfLA – коммутационное сопротивление выпрямительной схемы ТП;

m=6 – число пульсаций выпрямленного напряжения за период питающей сети;

LA=LТРф=0,002 Гн – индуктивность цепи тиристора.

Iт=14,2/3 = 4,73 А

Динамическое сопротивление тиристора:

Выбор электродвигателя и редуктора - student2.ru Ом

Коммутационное сопротивление выпрямительной схемы ТП:

Rк = 6∙ 50∙ 0,002 = 0,6Ом

Сопротивление силовой цепи преобразователя:

Rуп = 1,51676+0,085+0,6 = 2,2Ом

Наши рекомендации