Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи

Міністерство освіти і науки України

Національний університет водного господарства та природокористування

Б.О.Баховець

АВТОМАТИЗОВАНИЙ

ЕЛЕКТРОПРИВОД

Навчальний посібник

Рівне 2008

УДК 62-83 (075.8)

ББК 31.291

А 30

Затверджено вченою радою НУВГП.

Протокол № 3 від 30 березня 2007 р.

Рецензенти:

Власюк А.П., доктор технічних наук, професор зав. кафедри прикладної математики Національного університету водного господарства та природокористування.

Клепач М.І., кандидат фізико-математичних наук, доцент кафедри електротехніки та автоматики Національного університету водного господарства та природокористування.

Баховець Б.О.

А 30Автоматизований електропривод. Практикум: Навчальний посібник для студентів вищих навчальних закладів ІІІ-ІV рівнів акредитації за напрямом „Автоматизація та комп’ютерно-інтегровані технології”. – Рівне: НУВГП, 2007. -96 с.

Викладена методика розрахунків параметрів систем керування електроприводами постійного струму типових виробничих механізмів за заданими якісними показниками. Розглянуто системи керування з сумуючим підсилювачем і різними зворотними зв’язками, а також системи з підпорядкованого регулювання. Описана методика синтезу регуляторів струму і швидкості за заданими динамічними показниками та наведені рекомендації щодо комп’ютерного моделювання перехідних процесів.

Для студентів, які навчаються за напрямом „Автоматизація і комп’ютерно-інтегровані технології”.

УДК 62-83 (075.8)

ББК 31.291

ISBN Ó Баховець Б.О., 2007

Ó Національний університет водного

господарства та природокористування, 2007

Передмова

Виконання курсового проекту має за мету набуття студентами навичок виконання інженерних розрахунків, пов’язаних з всіма етапами проектування автоматизованого електропривода конкретних виробничих механізмів чи машин. Успішне виконання проекту вимагає глибоких знань технологічних процесів, які має виконувати виробничий орган чи механізм, бо електропривод повинен забезпечити їх реалізацію з заданою точністю. Це означає, що система керування електроприводом повинна дозволяти плавно регулювати швидкість в заданому діапазоні, обмежувати величину моменту на валу механізму як в статичних, так і в динамічних режимах.

Гнучкість систем керування базується на використанні сучасних засобів електроніки і мікропроцесорної техніки. Тому для успішного проектування систем керування потрібні фундаментальні знання таких предметів як електроніка і мікросхемотехніка, теорія автоматичного керування, мікропроцесорна техніка та інші.

Завершальним етапом проектування є дослідження запроектованої системи автоматизованого електропривода шляхом математичного моделювання його роботи, що базується на знанні такого предмету як математичне моделювання на ЕОМ.

Отже, виконання даного курсового проекту буде першою спробою використання набутих знань з суміжних предметів при вирішенні інженерного завдання.

Зазвичай, при проектуванні автоматизованого електропривода розраховують декілька варіантів і на підставі техніко-економічного порівняння вибирають найбільше вдалий. Обмежений ресурс часу не дозволяє студенту виконувати цю роботу. Щоби наблизити навчальне проектування до реального, проекти на одну тему виконують декілька студентів і при захисті є можливість співставити варіанти і зробити відповідні висновки, що привнесе в навчальний процес елементи багатоваріантного проектування.

Загальні відомості

Проектування автоматизованого електропривода (АЕП) у загальному випадку складається з таких етапів:

1. Постановка задачі, формування технічного завдання і вимог до роботи АЕП в усталених і динамічних режимах.

2. Побудова навантажувальних діаграм і тахограм руху виконавчого органу.

3. Розрахунок потужності і попередній вибір двигуна.

4. Побудова навантажувальної діаграми двигуна, перевірка його на нагрівання та умови пуску і гальмування.

5. Обґрунтування і вибір способу керування двигуном.

6. Вибір системи керування електроприводом.

7. Розрахунки електромеханічних характеристик двигуна і електропривода.

8. Формування динамічних характеристик автоматизованого електропривода.

9. Електропривод з підпорядкованим регулюванням.

10. Моделювання динамічних характеристик.

11.Вибір системи керування і опис її роботи.

12. Висновки.

Завдання на проектування

Курсовий проект виконують на підставі сформульованих в технічному завданні вихідних даних і вимог до АЕП, які керівник проекту видає кожному студенту у письмовій формі. До них відносяться:

– дані про передаточний пристрій (передаточне число чи радіус зведення, геометричні розміри елементів і їх мас або моменти інерції);

– дані для розрахунку навантажувальної діаграми Мс(t) і тахограми руху виконавчого органу робочої машини Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , де Мс і Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru - зведені до вала двигуна момент сил опору і кутова швидкість виконавчого органу;

– допустиме прискорення і сповільнення виконавчого органу;

– діапазон, точність і плавність регулювання кутової швидкості в усталених режимах;

– якісні показники перехідних процесів;

– можуть також задаватись надійність роботи системи АЕП і економічні показники.

2. Розрахунки навантажувальної діаграми, тахограми руху виконавчого органу та попередній вибір потужності двигуна

Ці розрахунки необхідні для попереднього вибору потужності двигуна і швидкості його обертання. Їх виконують для механізмів зі змінним режимом роботи.

Зазвичай, навантажувальну діаграму Мс(t) і тахограму Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru розраховують для найбільше важкого чи усередненого циклу роботи виконавчого механізму. Нижче описані методики розрахунків Мс(t) і Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru деяких виробничих механізмів.

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru

Г
Приклад 1. Побудувати навантажувальну діаграму і тахограму руху візка мостового крана, кінематична схема якого наведена на рис.1, де позначено: Д - двигун, Г - гальмо, М - муфта, Р - редуктор, ХВ - ходовий вал, ХК - ходові колеса візка. Вихідними даними для розрахунків є маса візка m0 ; маса вантажу mв; швидкість руху візка v; діаметр ходових коліс dхк; діаметр цапфи ходового колеса dц; передаточне число редуктора і; ККД передачі при повному навантаженні Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru ; усереднена висота підвіски вантажу lп; довжина прольоту моста L.

Візок мостового крана може переміщуватись на різні віддалі в межах прольоту. Тому розрахунковим циклом переміщення візка приймають такий: рух на віддаль lр = L/2 в одну сторону з вантажем і у зворотну сторону без вантажу, кількість циклів за годину N.

Для побудови навантажувальної діаграми необхідно знати моменти сил статичного опору і втрати в кінематичних ланках.

Момент статичного опору при русі візка з вантажем

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , /1/

де kр = 2...2,5 - коефіцієнт, який враховує тертя реборд ходових коліс об рейки; Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru - коефіцієнт тертя ковзання; fк =0,001 - коефіцієнт тертя кочення.

Потужність на валу двигуна при русі візка з вантажем

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , /2/

де Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru - радіус ходових коліс, м; Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru - швидкість руху візка в м/с;

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru ККД при русі візка з вантажем, що відповідає Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru на рис.2.

Момент статичного опору при русі візка без вантажу

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru . /3/

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru Потужність при русі візка без вантажу

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , /4/

де Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru ККД передачі при коефіцієнті навантаження Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru який знаходять із кривої, наведеної на рис.2.

При розгоні і гальмуванні візка Рис.2. Залежність ККД відбувається розкачування вантажу,

зубчатих передач від підвішеного на тросі. Величина від-

коефіцієнта Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru хилення від вертикального положення

буде мінімальною, якщо час розгону

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru і гальмування Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru будуть дорівнювати періоду власних коливань:

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , /5/

де Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru висота підвіски вантажу.

Виходячи з цієї умови, величина прискорення

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru /6/

Шлях, який пройде візок за час розгону,

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru . /7/

Такий же шлях пройде візок і при гальмуванні. Тому час переміщення візка з вантажем складе

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru . /8/

З метою підвищення продуктивності роботи крана прискорення і сповільнення візка без вантажу приймають у два рази більшим Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru .Тоді час розгону Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru .

Шлях, який пройде візок за час розгону (гальмування) без вантажу,

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru . /9/

Час переміщення візка без вантажу

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru /10/

Розрахункова тривалість одного циклу руху візка

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru . /11/

Час пауз за один цикл складає

2tп = tц - tв - t0. /12/

Розрахункова відносна тривалість включення двигуна

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru . /13/

Навантажувальна діаграма ММ(t) без врахування динамічних моментів і тахограма Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru наведені на рис.3.

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru

Рис.3.

Для попереднього вибору потужності двигуна необхідно змінний в часі момент ММ(t) або відповідну змінну в часі потужність Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru замінити еквівалентною за нагріванням сталою потужністю, яку визначають за формулою

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru . /14/

Для електроприводів, які працюють в повторно-короткочасному режимі, вибирають двигуни, які призначені для цих режимів. Промисловість випускає електричні двигуни на стандартні тривалості включення: Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru ; 0,25; 0,4 і 0,6. Якщо розрахункова Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru не відповідає стандартній, то Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru необхідно перерахувати за формулою

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru . /15/

Оскільки технічним завданням передбачено регулювання швидкості в широкому діапазоні, то необхідно вибрати двигун постійного струму з незалежним збудженням або трифазний двигун змінного з регулюванням швидкості зміною частоти живлення.

Для наших умов вибираємо двигун постійного струму незалежного збудження з регулюванням напруги живлення за допомогою статичних перетворювачів змінного струму у постійний. Такі двигуни виготовляються на тривалий режим роботи ( Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru ). Тому у формулу /15/ при визначенні Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru потрібно підставити Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru . За цих умов розрахункова потужність двигуна

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru . /16/

За каталогом вибирають двигун, номінальна потужність якого Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru .

Паспортні дані двигуна заносять в табл.1.

Таблиця 1

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , кВт Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , В Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , А Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , об/хв Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , Ом Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , Ом Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , мГн Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , % Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru
                   

За даними табл. 1 визначають:

номінальну кутову швидкість

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru ; /19/

номінальний момент

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru ; /20/

опір якорного кола двигуна

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , /21/

де Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru падіння напруги на щітках,

і коефіцієнт передачі двигуна

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru . /22/

Передаточне число редуктора

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru .

Вибраний двигун потрібно провірити на перевантажувальну здатність, яку визначає умова

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , /23/

де Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru максимальне значення моменту статичного навантаження; Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru допустимий момент перевантаження двигуна. Для двигунів постійного струму незалежного збудження Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru . Для асинхронних трифазних двигунів з короткозамкненим ротором Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , а для синхронних двигунів Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru .

Приклад 2. Необхідно побудувати навантажувальну діаграму і тахограму при обробці на токарному верстаті деталі, показаної на рис.4,а. Кінематична схема електропривода шпинделя верстата (рис.4,б) складається з двигуна Д, клино-пасової передачі КП, редуктора Р і шпинделя Ш. Цикл роботи привода такий: пуск двигуна, обробка заготовки на відрізку l1 в два проходи з товщиною стружки hс, в один прохід на відрізку l2, обрізка, динамічне гальмування і пауза тривалістю t0. Паузи між операціями всі рівні і дорівнюють tп секунд.

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru

Рис.4.

Зусилля різання Fz, швидкість подачі vп , кутова швидкість шпинделя Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru ККД передачі при максимальному навантаженні Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru і кінематична схема є вихідними даними. На кінематичній схемі позначені: іі - коефіцієнти передачі ланок, Jш і Jві - моменти інерції шківа і відповідних валів. Прискорення і сповільнення шпинделя не задаються, а визначаються перевантажувальною здатністю електродвигуна.

Зведену до вала двигуна потужність різання на ділянках l1 і l2 визначають за формулою

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru /24/

де Fz - зусилля різання, Н; vi - швидкість різання на і-тій ділянці деталі, м/с; Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru ; Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru - ККД передачі, який визначають з кривої, наведеної на рис.2, при kн = Р/ Рс.max.

При обрізці деталі потужність буде зменшуватись від Р2 - потужності різання на ділянці l2, до нуля, і ця зміна буде описуватись рівнянням

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru /25/

де vп - швидкість подачі різця; d2 - діаметр заготовки.

Потужність холостого ходу Р0 приймають рівною 0,08Р11.

Час Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru і Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru визначають за формулою

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru . /26/

Час t3 визначають із рівняння (25), поклавши Р3 = 0.

Розрахункова кутова швидкість двигуна

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru

Відносна тривалість включення двигуна

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru /27/

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru

Рис.5.

На рис.5 наведені навантажувальна діаграма Р(t) без врахування динамічних навантажень при пуску та гальмуванні і тахограма Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , із яких видно, що Р12 < P11 , бо після першого проходу різця радіус заготовки на ділянці l1 зменшився на грубину стружки.

Із навантажувальної діаграми видно, що режим роботи привода повторно-короткочасний. Для такого режиму за умови Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru попередній вибір потужності двигуна доцільно проводити методом середніх втрат. Для цього спочатку визначають середню потужність за цикл роботи

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , /28/

де Рі, ti – відповідно потужність і час обробки деталі при і-ій операції; п – число операцій.

Якщо тривалість включення, вирахувана за формулою /27/, буде меншою 0,6, то Рср потрібно перерахувати на Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru за формулою

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru . /29/

Якщо Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , то перерахунок роботи не треба. У цьому випадку вибирають двигун з тривалим режимом роботи.

Потужність двигуна за каталогом вибирають за умови

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru . /30/

де Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru коефіцієнт запасу, який враховує втрати при пуску і гальмуванні. Паспортні дані двигуна заносять в табл.1 і за формулами /19 – 22/ визначають Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru і Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru .

Вибраний двигун потрібно перевірити на перевантажувальну здатність: Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , де Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru найбільше значення потужності різання.

Щоби забезпечити задану швидкість різання, передаточне число редуктора повинне дорівнювати

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru .

За відомим і визначають Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru .

Приклад 3. Побудувати навантажувальну діаграму Мс(t) і тахограму Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru поздовжньо-стругального верстата, стіл якого здійснює зворотно-поступальний рух. Цикл роботи верстата складається з прямого ходу, під час якого знімається стружка з заготовки, і зворотного холостого ходу. Швидкість прямого ходу vпр зумовлена режимом різання металу, швидкість зворотного ходу vзв приймають в 2...3 рази більшою, щоби підвищити продуктивність верстата. Отже, робота привода зв’язана з частими реверсами. Щоби зменшити час реверсів, прискорення і сповільнення визначаються перевантажною здатністю електродвигуна.

Розрахункову тахограму визначає режим обробки заготовки і вона має такі етапи. На початку прямого ходу стіл розганяється до невеликої швидкості vвх , з цією швидкістю проходить віддаль l1 і різець врізається в заготовку (точка А). Зі швидкістю vвх стіл переміщується ще на віддаль l2 і потім починає знову розганятись до швидкості vпр. Перед закінченням прямого ходу починається сповільнення до швидкості vвх і з цією швидкістю різець ріже метал на віддалі l2 , виходить з металу (точка В) і продовжує рухатись іще на віддаль l1 . Після цього відбувається реверс руху стола зі швидкості vвх до швидкості vзв . Далі деякий час стіл рухається зі швидкістю vзв .

На віддалі l3 від кінця зворотного ходу стола починається гальмування зі швидкості Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru до швидкості – Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru спочатку зміною магнітного потоку, а потім зміною напруги на якорі. Після гальмування стіл рухається зі швидкістю - vвх і, пройшовши віддаль l3 - lГ4 , де lГ4 - шлях гальмування від швидкості – vвх до нуля, починається реверсування до швидкості vвх , при швидкості v = 0 цикл повторюється.

Оскільки для поздовжньо-стругального верстата, як вже згадувалось, прискорення і сповільнення визначаються перевантажувальною здатністю двигуна, то визначити час динамічних процесів неможливо без знання параметрів електропривода. Тому на рис.6 наведені наближені навантажувальна діаграма і тахограма.

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru

Рис.6.

Зведена до вала двигуна потужність різання при прямому ході

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , /31/

де Fz - cила різання, Н; vz – швидкість руху стола, м/c; Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru – ККД передавального механізму; Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru - коефіцієнт, який враховує втрати в напрявлаяючих стола.

Момент сил опору на валу ведучої шестерні при різанні

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru .

При зворотному ході мають місце втрати, зв’язані з тертям в підшипниках та в направляючих стола. Тому потужність холостого ходу приймають рівного Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru .

Момент на валу ведучої шестерні при холостому ході стола

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru ,

де Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru - передавального механізму при коефіцієнті навантаження Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru (рис.2).

Момент при зворотному ході стола приймають рівним Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru .

Час прямого і зворотного ходів наближено вираховують за формулами

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru і Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru ,

де L – довжина заготовки, м; vпр, vзв – відповідно швидкість прямого і зворотного ходів, м/с.

Час руху стола при прямому ході без навантаження

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru .

Час руху стола при зворотному ході зі швидкістю Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru .

На підставі цих даних будують навантажувальну діаграму Мс(t) і тахограму Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru (рис.6).

Розрахувавши за формулою /28/ середню за цикл роботи потужність навантаження, вибирають за каталогом двигун для роботи в режимі Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru за умови, що номінальна потужність Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru . Паспортні дані двигуна заносять в табл.1 і за формулами /18 – 22/ обчислюють Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru і Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru . Вибраний двигун перевіряють на перевантажувальну здатність за формулою /23/, прийнявши Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , де Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru номінальна кутова швидкість двигуна.

Щоб забезпечити задану швидкість різання Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru коефіцієнт передачі редуктора повинен дорівнювати

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , /32/

де Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru радіус ведучої шестерні, м.

Для виробничих механізмів, які працюють в тривалому режимі зі сталим навантаженням, зокрема, таких як стрічкові транспортери, помпи, вентилятори, конвеєри тощо навантажувальних діаграм і тахограм не будують, бо вони сталі в часі.

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи

Потужність електродвигунів визначається допустимим нагріванням обмоток, яким супроводжується процес перетворення електричної енергії в механічну. Сталий режим роботи характеризується тим, що за час дії сталого навантаження температура всіх частин двигуна досягає усталеного (номінального) значення. Стала часу нагрівання електричних машин середньої потужності більша години і залежить від конструктивного виконання. Тому сталим вважається режим, якщо стале навантаження дії більше години. Такий режим роботи характерний для помп, вентиляторів, транспортерів, конвеєрів тощо.

Поршнева помпа. Потужність двигуна поршневої помпи визначають за формулою

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru /33/

де Q - витрата, м3/с; Н - висота подачі рідини, м; Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru - втрата напору в елементах магістралі, м; Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru - густина рідини, кг/м3; g = 9,81 - прискорення вільного падіння, м/с2; Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru - ККД помпи; Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru - ККД передачі від двигуна до помпи.

У формулі /33/ всі величини, окрім падіння напору Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , відомі. Падіння напору Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru складається з падінь напорів в магістралі Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru в її колінах Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru к , заслінках Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru і вентилях Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru в , тобто

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru /34/

де m, п і р - відповідно кількість колін, засувок і вентилів.

Падіння напору в магістралі

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru /35/

де Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru для нових чавунних труб і Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru для труб, які були в експлуатації; l - довжина магістралі, м; v = 4Q/ Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru - швидкість руху рідини, м/с; d - діаметр труби.

Падіння напору в колінах, заслінках і вентилях вираховують за формулою

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru /36/

де ki - коефіцієнт, який визначають із довідника. Так, для коліна з радіусом закруглення R = 0,5 м і d = 0,135 м (d/R = 0,27) kк = 0,155, для заслінки kз =0,063 і для вентиля kв = 0,49.

Визначивши за формулою /33/ потужність, за каталогом вибирають двигун з заданою швидкістю обертання і конструктивним виконанням (захищений, закритий, взривозахищений, самовентильований чи з незалежною вентиляцією). При широкому діапазоні регулювання і Мс = const перевагу віддають двигунам з незалежною вентиляцією.

Паспортні дані вибраного двигуна заносять в табл.1 і за формулами /19/ – /22/ вираховують розрахункові величини.

Загальні рекомендації щодо вибору типу двигунів наведені в [3] (том 3, кн. 2, с. 28, табл. 50.2).

Якщо вибрати самовентильований двигун в закритому виконанні, для якого коефіцієнт погіршення тепловіддачі Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru то для забезпечення Мс = const на всіх швидкостях необхідно відповідно збільшити потужність двигуна. Тоді на мінімальній швидкості двигун буде використаний повністю, а на вищих – він буде недовантажений. Це призведе до погіршення таких енергетичних показників як ККД і Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru . Тому при регулюванні швидкості в широкому діапазоні слід вибирати двигун з незалежною вентиляцією, для якого Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru .

Вентилятор. Він працює в тривалому режимі. Для вентиляторів є характерною залежність статичного моменту від швидкості:

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru /37/

де Мн і М0 - відповідно номінальний момент і момент холостого ходу вентилятора, Н Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru м , Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru номінальна кутова швидкість.

Потужність двигуна для вентилятора

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , /38/

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru ККД передачі між двигуном і вентилятором. При безпосередньому з’єднанні вала двигуна з валом вентилятора Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , при клинопасовій передачі Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru .

Вибрана за каталогом номінальна потужність двигуна Рн повинна задовольняти умову Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru . Параметри двигуна заносять в табл.1 і за формулами /19/ – /22/ вираховують розрахункові величини.

При регулюванні швидкості момент статичного опору буде змінюватись і при мінімальній швидкості він буде дорівнювати

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , /39/

де Д – діапазон регулювання.

При зменшенні швидкості тепловіддача самовентильованих двигунів погіршується і це враховують коефіцієнтом погіршення тепловіддачі

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru /40/

де Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru - коефіцієнт погіршення тепловіддачі при нерухомому якорі (роторі); Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru дійсна кутова швидкість.

Наближені значення коефіцієнта Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru для двигунів різного виконання наведені в табл.2

Таблиця 2

Виконання двигуна Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru
Закритий з незалежною вентиляцією
Закритий без примусового охолодження 0,95...0,98
Закритий самовентильований 0,45...0,55
Захищений самовентильований 0,25...0,35

При великому діапазоні регулювання Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru і момент двигуна стане рівним

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru . /41/

Вибраний двигун повинен задовільняти умову

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru . /42/

Якщо умова /42/ не задовільняється, то треба вибрати самовентильований двигун більшої потужності або двигун з незалежною вентиляцією.

Стрічковий транспортер. Потужність двигуна привода стрічкового транспортера зі змінною продуктивністю

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru /43/

де kз = 1,1...1,3 - коефіцієнт запасу, Qmax - максимальна продуктивність транспортера, кг/с; L - довжина транспортера, м; Н - висота підйому транспортованого матеріалу, м; Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru - ККД редуктора; с - експериментально визначений коефіцієнт, який залежить від Q і L (табл.3).

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru Вибравши двигун за умови Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , його паспорті дані знаходять в табл.1 і за формулами /19 – 22/ вираховують розра-хункові параметри. За відомою Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru визначають передаточне чис- ло редуктора

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , /43,а/

де v – швидкість руху стрічки, м/с; d – діаметр ведучого барабана, м; Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru номінальна кутова швидкість двигуна.

Вибираний двигун перевіряють на умови роботи при мінімальній продуктивності. Для цього у формулу /43/ підставляють Qmin і визначають Pт. min. Після за формулою /40/ визначають Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru . Потужність самовентильованого двигуна при Qmin Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru . Якщо Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , то двигун забезпечить роботу транспортеру при Qmin. У протилежному випадку треба вибрати двигун більшої потужності.

Конвеєр. Потужність приводного двигуна конвеєра

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , /44/

де Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru тягове зусилля, Н; Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru швидкість руху конвеєра, м/с; Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru коефіцієнт запасу, який враховує нерівномірність навантаження по довжині.

Номінальну потужність двигуна вибирають за умови Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru . За номінальною швидкістю вибраного двигуна визначають передаточне число редуктора за формулою /43,а/. Паспортні дані двигуна заносять в табл.1 і за формулами /19/ – /22/ вираховують розрахункові величини.

Вибраний двигун перевіряють на умову роботи на мінімальній швидкості Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru де Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru діапазон регулювання.

При русі конвеєра зі швидкістю Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru приводний двигун повинен розвивати потужність Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru ; Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru приймають рівним 0,72. Потужність Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru повинна бути меншою потужності Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , де Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru коефіцієнт, який визначають за формулою /40/ і який враховує погіршення тепловіддачі самовентильованого двигуна.

Відцентрова помпа. Потужність приводного двигуна відцентрової помпи

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , /45/

де Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru тиск, Па; Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru витрата, м3/с; Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru ККД помпи, Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru коефіцієнт запасу, який залежить від потужності (табл.4).

Таблиця 4

Потужність двигуна помпи, кВт 1 – 2 2 – 5 5 – 50
Значення Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru 1,25 1,17 1,12

За каталогом вибирають двигун за умови Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru . Його дані заносять у табл.1 і за формулами /19/ – /22/ вираховують розрахункові величини. Зазвичай, приводний двигун і помпу з’єднують безпосередньо за допомогою муфти.

Вибраний двигун потрібно перевірити на умову роботи при мінімальній швидкості Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru . При зменшенні швидкості будуть змінюватись витрати і тиск відцентрової помпи. Витрату помпи наближено можна вважати пропорційною швидкості, тобто Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru . Тиск в мережі складається з гідростатичного тиску, який не залежить від швидкості, і втрати тиску, яка залежить від швидкості води в трубопроводі Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , де Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru діаметр трубопроводу.

Для розрахунків приймають, що гідростатичний тиск складає 0,3 Р. Прийнявши наближено, що втрата тиску пропорційна квадрату швидкості, матимемо

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru . /46/

Підставити у формулу /45/ Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru і Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , одержимо потужність, яку повинен розвивати двигун на мінімальній швидкості, і ця потужність Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , де Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru коефіцієнт погіршення тепловіддачі, який вираховують за формулою /40/. Якщо це умова не буде виконуватись, то необхідно вибрати двигун, для якого Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru буде більшим (див. табл.2).

4. Побудова навантажувальної діаграми двигуна та перевірка його на нагрівання

Оскільки вибір потужності двигунів виробничих механізмів з тривалим і незмінним в часі навантаженням базується на умові, що розрахункова потужності Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru на номінальній швидкості обертання, то нагрівання двигуна ніколи не перевищить розрахункового, і перевірку його на нагрівання не виконують. Але для електроприводів, які працюють у тривалому зі змінним в часі навантаженням або у повторно-короткочасному режимі, необхідно робити перевірку на нагрівання двигуна, бо при його попередньому виборі не враховувались фактичні втрати енергії на нагрівання в перехідних процесах.

Перевірку електропривода на нагрівання виконують на підставі навантажувальної діаграми двигуна Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru . Діаграму Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru можна побудувати, якщо відомі навантажувальна діаграма виконавчого механізму Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru і тахограма Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru . Її розраховують, просумувавши статичні і динамічні моменти, тобто

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , /47/

де Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru діаграма динамічних моментів.

Величину динамічного моменту визначають із рівняння руху електропривода:

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , /48/

де Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru зведений до вала двигуна момент інерції електропривода, Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru . Рівняння /48/ справедливе для умови Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru . Знак плюс в ньому відноситься до гальмівного режиму.

Для розв’язку рівняння /48/ необхідно знати зведений до вала двигуна момент інерції. Зведення моментів інерції і мас всіх рухомих частин електропривода базується на тому, що запаси кінетичної енергії зведеної системи і дійсної повинні бути рівними.

Якщо електропривод складається з частин, що обертаються зі швидкостями Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru і мають моменти інерції відповідно Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , і частини масою Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , що рухається поступально зі швидкістю Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , то зведений момент інерції

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru /49/

де Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru момент інерції ротора (якоря) двигуна і других елементів (шківа, муфти тощо), які встановлені на валу двигуна; Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru кутова швидкість двигуна.

Оскільки Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru є передаточним числом, то рівняння /49/ можна представити у вигляді

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru /50/

Побудувавши діаграму Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru і просумувавши її з діаграмою Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , одержують навантажувальну діаграму двигуна Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , на підставі якої перевіряють двигун на нагрівання. Необхідність такої перевірки обумовлена тим, що завищена проти необхідної потужності двигуна призводить до лишніх капітальних витрат, зменшення ККД і коефіцієнта потужності електропривода.

Безпосередньо вирахувати температуру обмоток на підставі навантажувальної діаграми Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru можна, але це дуже трудомістка і складна справа. Тому частіше всього для оцінки нагрівання двигуна використовують непрямі методи, зокрема, метод еквівалентних величин і метод середніх втрат.

Візок мостового крана. Оскільки електропривод візка працює у повторно-короткочасному режимі, то для перевірки його на нагрівання необхідно побудувати навантажувальну діаграму двигуна на підставі рівняння /48/, в яке входить момент інерції. Згідно з рівнянням /50/ зведені моменти інерції привода при русі візка з вантажем

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru /51/

і без вантажу

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru /52/

де Jдв, Jм, і Jх.в – відповідно моменти інерції двигуна, муфти і ходового вала; і – передаточне число редуктора.

Оскільки прискорення ар є вже визначеним, то для його реалізації при розгоні візка з вантажем двигун повинен розвивати динамічний момент

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru /53/

бо Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru .

Згідно /47/момент двигуна при розгоні візка з вантажем

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru /54/

де Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru - зведений до вала двигуна момент статичного опору.

Якщо момент Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru менший або рівний допустимому Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , то вибраний попередньо двигун забезпечить розрахунковий динамічний момент Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru . У цьому випадку система керування двигуном повинна обмежити момент двигуна величиною Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , що досягається відповідним обмеженням пускового струму.

Якщо Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , то приймають Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru і за /53/ визначають нове значення Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , яке використовують в подальших розрахунках.

Для розрахунку навантажувальної діаграми двигуна визначають:

– час розгону візка з вантажем

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru ; /55/

– шлях, який пройде візок за час розгону,

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru ; /56/

Щоби гальмування візка з вантажем відбувалося зі сповільнення Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , динамічний момент при гальмуванні повинен дорівнювати

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru . /57/

Якщо Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru буде меншим за Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , то накладати гальмо не потрібно, бо візок зупиниться після відключення двигуна під дією моменту сил опору. При цьому візок буде гальмуватися зі сповільненням

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru /58/

і час гальмування

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru . /59/

Шлях, який пройде візок з вантажем при гальмуванні,

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru . /60/

Час усталеного руху візка з вантажем

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru /61/

Як і при розгоні візка з вантажем, так і при розгоні візка без вантажу момент двигуна буде рівним Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru . Тому час розгону

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru /62/

де Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru кутова швидкість руху візка без вантажу, Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru .

Шлях, який пройде візок без вантажу за час розгону,

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru . /63/

Для забезпечення гальмування візка без вантажу зі сповільненням Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru динамічний момент повинен дорівнювати

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru . /63,а/

Якщо момент Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru буде меншим Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , то при гальмуванні треба включить гальмо з моментом

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru . /64/

Якщо Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , то вмикати гальмо не потрібно.

В першому випадку

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , /65/

а в другому –

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , /65,а/

Шлях візка без вантажу при гальмуванні

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru . /66/

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru

Рис.7.

Час усталеного руху візка

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru . /67/

Час паузи

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru . /68/

За розрахунковими даними будують навантажувальну діаграму двигуна і тахограму швидкості (рис.7).

На підставі навантажувальної діаграми визначають еквівалентний момент з врахуванням погіршення охолодження при пуску і гальмуванні:

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru . /68/

де Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru коефіцієнт погіршення тепловіддачі, який визначають за формулою /40/, прийнявши Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru .

Уточнену тривалість включення визначають за формулою

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru .

Зведений до Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru еквівалентний момент

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru .

Якщо Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , то роблять висновок про відповідність потужності двигуна умовам його роботи.

Токарний верстат. Вибраний попередньо двигун необхідно перевірити на нагрівання. Оскільки відома навантажувальна діаграма Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , то доцільно перевірку вести методом середніх втрат.

Втрату потужності у двигуні на і-тому інтервалі роботи визначають за формулою

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , /69/

де Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru ККД двигуна при навантаженні Рі, яке знаходять з графіка Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , визначивши попередньо Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru .

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru Потужності на всіх ділянках беруть із діаграми Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru . Потужність холостого ходу верстата Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru необхідно визначити. Вона складаєть-ся із потужності холостого ходу самого верстата Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , яка вже відома, і потужності холостого ходу самого двигуна, яку вираховують за формулою

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , /70/

де Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru електромагнітний момент двигуна.

Коефіцієнт навантаження при холостому ході верстата

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru . /71/

За відомим Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru з кривої Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru знаходять Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru і потім за формулою /69/ – втрату Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru .

Якщо потужність на одній із ділянок Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , то Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru . У цьому випадку користуються не графіком Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , а формулою

Розрахунок потужності і вибір двигунів для механізмів зі сталим режимом роботи - student2.ru , /72/

Наши рекомендации