Нагрузочные диаграммы механизма и двигателя

Нагрузочные диаграммы механизма и двигателя

Исходные данные для выбора двигателя обычно представляются в виде нагрузочных диаграмм механизма , т.е. зависимостей М с (t) и w (t) и приведенного момента инерции J м ў (см. п.2.2). Зависимость w (t) иногда называют тахограммой. Иногда М с (t) зависит от пути, в этом случае при известной скорости можно перестроить заданный график М с ( j ), получив его в виде М с (t).

Нагрузочные диаграммы механизма, вообще говоря, могут иметь любой вид, однако всегда можно выделить цикл, т.е. промежуток времени t ц , через который диаграмма повторяется. Если характер работы таков, что режимы воспроизводятся плохо (лифт, подъемный кран и т.п.), строят нагрузочные диаграммы для наиболее вероятного или наиболее тяжелого цикла.

Следует особо подчеркнуть, что для обоснованного выбора двигателя требуемая нагрузочная диаграмма механизма должна быть известна. На рис. 2 в качестве примера приведены требуемые нагрузочная диаграмма и тахограмма некоторого механизма (верхние для графика).

Рис. 2. Нагрузочные диаграммы механизма и двигателя

Для предварительного выбора двигателя по известной нагрузочной диаграмме механизма можно найти средний момент статической нагрузки

,

где М c i – момент статической нагрузки на i -ом интервале;

t i – продолжительность i -ого интервала;

n – число интервалов, где M с = const .

Номинальный момент искомого двигателя с учетом динамических нагрузок может быть оценен как

.

В качестве номинальной скорости следует взять w макс , если регулирование однозонное вниз от основной скорости, или w мин , если регулирование однозонное вверх от основной скорости. По найденным таким образом величинам М н и w н можно выбрать двигатель по каталогу и, следовательно, определить его момент инерции, построить механические характеристики, кривые переходных процессов.

После того, как двигатель предварительно выбран, можно перейти к построению нагрузочной диаграммы двигателя , т.е. зависимости М(t) . Это построение сводится к решению уравнения движения

одним из описанных в гл.5 приемов.

На рис. 2 внизу показана нагрузочная диаграмма двигателя, построенная в предположении, что при изменении скорости M » cons t , а при набросе и сбросе нагрузки привод работает на линейной механической характеристике.

Нетрудно видеть, что нагрузочная диаграмма двигателя существенно отличается от нагрузочной диаграммы механизма. На рис. 3 – 5 показано еще несколько типичных нагрузочных диаграмм и соответствующие

динамические характеристики привода.

Рис. 3 соответствует случаю, когда механизм с M с = cons t работает

в режиме изменяющейся скорости. Идеализированная динамическая механическая характеристика показана внизу. Следует отметить, что при построении нагрузочных диаграмм двигателя часто прибегают к подобной идеализации, так как для целей выбора двигателя детали диаграммы, обусловленные особенностями конкретной характеристики, обычно несущественны.

Рис. 3. Нагрузочная диаграмма при М с = const и w = var

На рис. 4 показана нагрузочная диаграмма привода, работающего в режиме частых пусков и торможений, осуществляемых по характеристикам, приведенным внизу. Графики w (t) М(t) построены в соответствии с правилами, изложенными в п. 5.2.

Рис. 4. Нагрузочная диаграмма при частых пусках – торможениях

На рис. 5 показаны нагрузочные диаграммы электропривода с пиковым характером нагрузки при линейной механической характеристике двигателя. Момент статической нагрузки изменяется мгновенно от М с0 до М с1 . Момент, развиваемый двигателем при приложении М с1 выразится как

,

а при снятии нагрузки

,

где .

Рис. 5. Нагрузочная диаграмма маховикового электропривода

Величины M ў , М ў ў и w ў , w ў ў при заданных t 1 и t 2 определяются значением T м . Если T м мала, то момент, развиваемый двигателем, будет повторять изменение М с . Если, напротив, T м велика, то M ў , М ў ў и w ў , w ў будут мало отличаться от соответствующих средних значений М с ср и w ср благодаря тому, что энергия, запасенная во вращающихся частях привода на интервале t 1 ( М с = М с 0 ) будет расходоваться на покрытие пика нагрузки на интервале t 2 ( М с = М с 1 ). При w » w ср эта энергия пропорциональна площадям, заштрихованным на рис. 5. “Спрямление” нагрузочной диаграммы двигателя при пиковом характере нагрузки часто оказывается весьма полезным, так как позволяет снизить требования к перегрузочной способности двигателя и уменьшить потери в двигателе.

Увеличение Т м в этих случаях достигается использованием маховика с моментом инерции и выбором соответствующей величины жесткости механической характеристики двигателя b .

Нагрузочная диаграмма двигателя, как отмечалось, служит основой для проверки предварительно выбранного двигателя по перегрузочной способности и по нагреву.

Проверка по перегрузочной способности сводится к проверке выполнения условия

,

где — максимальный момент из нагрузочной диаграммы двигателя;

— допустимый по перегрузке момент двигателя.

Для двигателя постоянного тока нормального исполнения

;

для асинхронного двигателя с учетом возможного снижения напряжения питания на 10%

;

для синхронного двигателя нормального исполнения

.

Асинхронные короткозамкнутые двигатели дополнительно проверяются по пусковому моменту; для нормального пуска должно выполняться условие:

,

где — максимальный момент статической нагрузки, при котором должен выполняться пуск привода;

— пусковой момент двигателя.

Проверка по нагреву, сводящаяся к оценке фактической температуры изоляции обмоток двигателя и сравнению ее с допустимой, также выполняется с использованием нагрузочных диаграмм двигателя. Эта операция выполняется с использованием тепловой модели двигателя.

5.3 Построение нагрузочной диаграммы и тахограммы привода подачи

Рисунок 4 Нагрузочная диаграмма привода подачи

Рисунок 5. Тахограмма привода подачи

В ходе данного курсового проекта был изучен один из видов технологического процесса металлообработки — точение (растачивание). Был выбран токарный станок марки: 16А20Ф3 c ЧПУ. Далее были рассчитаны и построены — нагрузочная диаграмма главного привода, тахограмма и нагрузочная диаграмма привода подачи. Для осуществления движения главного привода был выбран двигатель типа: А225М2 и электропривод: триол АТ04, который осуществляет скалярное управление двигателем. Для осуществления движения подачи был выбран двигатель типа: ДПР-3 РС-3-06 и преобразователь частоты: SiemensMICROMASTER440, которые осуществляют векторное управление двигателем.

Делись добром 😉

• Введение
• 1. Исходные данные
• 2. Описание детали
• 3. Выбор станка
• 4. Расчет и построение нагрузочной диаграммы главного электропривода
• 4.1 Выбор электродвигателя главного электропривода
• 4.2 Проверка электродвигателя главного электропривода по нагреву
• 4.3 Построение нагрузочной диаграммы главного электропривода
• 5. Расчёт и построение нагрузочной диаграммы электропривода подачи
• 5.1 Выбор электродвигателя подачи
• 5.2 Проверка электродвигателя по нагреву
• 5.3 Построение нагрузочной диаграммы и тахограммы привода подачи
• Список используемой литературы

Похожие главы из других работ:

3.5 Построение нагрузочной диаграммы электропривода

Нагрузочная диаграмма механизма представляет собой зависимость электромагнитного момента М от времени. Для её построения произведем расчет электромагнитного момента двигателя на каждом этапе работы.

3.4. Расчет и построение нагрузочной диаграммы механизма

М=f(t) Для данного механизма сложно построить однозначную нагрузочную диаграмму. Это связано с тем, что механизм может работать в различных режимах. Вид диаграммы в зависимости от режима не изменяется, но изменяются время работы, время паузы.

4.2 Построение нагрузочной диаграммы двигателя

Теперь после выбора двигателя, можно построить для него нагрузочную диаграмму. Статический момент.

3.4 Построение нагрузочной диаграммы электропривода

Нагрузочная диаграмма электропривода используется для предварительной проверки двигателя по нагреву и перегрузочной способности.Сначала определим суммарный момент инерции электропривода в случае подъёма крюка (J2) и груза (J1).

2.3 Расчёт и построение нагрузочной диаграммы

Момент привода рабочих валков определяется суммой следующих составляющих: где Мпр — момент прокатки, необходимый для преодоления сил деформации металла.

4.3 Построение нагрузочной диаграммы главного электропривода

Рисунок 3 Нагрузочная диаграмма главного.

5. Расчёт и построение нагрузочной диаграммы электропривода подачи

Осевое усилие подачи: Радиальное усилие подачи: Усилие подачи при резании: Усилие подачи при трогании суппорта с места: Усилие подачи при быстром перемещении: Момент вращения на ходовом винте: Момент на ходовом винте при быстром перемещении.

2.2 Расчет основных параметров машины и построение нагрузочной диаграммы привода

Определяем вес желоба: . При расчете принимаю, что вес желоба Q распределен между опорами следующим образом: ; . где r=3,835 м — радиус, определяющий центр тяжести желоба относительно оси вращения О1; Rж=5,9 м — радиус.

3.3 Расчет и построение нагрузочной диаграммы двигателя

Для проверки предварительно выбранного двигателя по нагреву выполним построение упрощенной нагрузочной диаграммы двигателя (т.е. временной диаграммы момента двигателя без учета электромагнитных переходных процессов).

3.2 Расчет и построение нагрузочной диаграммы

Таблица 1 — Технические данные расчетного двигателя Рн кВт n1 Об/мин ? % cos ц j кг * м2 7,5 900 7,5 0,88 2 1 2,2 1,0 * 1000 Рисунок 6 — Нагрузочная диаграмма фрикционного пресса Для выравнивания нагрузки, приходящей на электродвигатель.

3.4 Построение нагрузочной диаграммы электропривода

Угловая скорость двигателя конвейера питателя и наклонного конвейера: . Угловая скорость приводного барабана обоих конвейеров: . Передаточное число редуктора: . Выбираем редуктор типа Ц2У с передаточным числом j=8,5. Радиус приведения.

2.2 Построение упрощенных тахограммы и нагрузочной диаграммы

Номинальный и критический моменты двигателя: [Нм] (2.8) [Нм] (2.9) Скорость идеального холостого хода: [об/мин] (2.10) Рассчитаем момент инерции, приведенный к валу электродвигателя: , (2.11) где — момент инерции двигателя.

1.6 Расчёт и построение тахограммы и нагрузочной диаграммы

Для проверки выбранного двигателя по перегрузке и перегреву необходимо рассчитать и построить нагрузочную диаграмму и тахограмму работы электропривода механизма наклона лотка БЗУ. Цикл работы механизма прост и состоит в следующем.

2.1.3 Построение нагрузочной диаграммы и тахограммы привода

При расчете диаграмм для выбранного режима принимаем время разгона привода tразг = 13с. Из условия непрерывности работы стана моталка сначала разгоняется до заправочной скорости 3,2 м/с за 2,5 с.

6. Построение нагрузочной диаграммы электропивода

Определение времени пуска проводится следующим порядке 1. По пяти точкам строится механическая характеристика АД. (рис 5) 2. На этом графике строится приведенный момент сопротивления рабочей машины (справочная величина). Н*м.

Типовые нагрузочные диаграммы и тахограммы общепромышленных механизмов, построение и анализ.

Применение АД с переключением обмоток статора в позиционных механизмах.

Импульсное регулирование скорости АД по цепи статора и ротора

Применение 2-х фазного АД с импульсным регулятором

Способы получения «ползучей» скорости в асинхронном электроприводе.

Алгоритмизация дискретных законов управления для двухзонного электропривода.

Алгоритмизация дискретных звеньев с нелинейной характеристикой.

Определение интенсивности отказов проектируемого электротехнического устройства и времени наработки на отказ.

Алгоритмизация экстремальных регуляторов, анализ статических характеристик, диаграмма работы экстремального регулятора

10. Общие принципы и правила разработки принципиальных схем (показать на примере).

11. Выбор электродвигателя для режима S1. (рис. 7.8 – рис. 7.11)

12. Выбор электродвигателя для режима S2. (рис. 7.8 – рис. 7.11)

13. Выбор электродвигателя для режима S3. (рис. 7.8 – рис. 7.11)

Особенности использования асинхронного электропривода при ограниченном диапазоне регулирования.

Расчет усилий сопротивления машин для обработки давлением, выбор электродвигателя.

Расчет усилий сопротивления главных электроприводов металлорежущих станков.

Классификация групп оборудования по принципу действия, характеру операции и нагрузок.

Построение нагрузочной диаграммы главного электропривода продольно-строгального станка.

Выбор электродвигателя подачи токарного станка с ЧПУ.

Нагрузочные диаграммы механизма и двигателя, анализ тахограммы механизма при выборе мощности двигателя.

Тепловая модель электродвигателя. Характеристики нагревания-охлаждения электрической машины

Проверка двигателя по нагреву в продолжительном режиме.

Проверка двигателей по нагреву в повторно-кратковременном режиме

Тепловая модель электродвигателя. Характеристики нагревания-охлаждения электрической машины.

Проверка двигателя по нагреву в продолжительном режиме.

Проверка двигателей по нагреву в повторно-кратковременном режиме.

27. Оценка и сравнение вариантов решения. Анализ технических, технологических и экономических характеристик проекта. Выбор решения по показателям качества.

28. Технико-экономическое обоснование инвестиционных проектов, сравнительная оценка эффективности вариантов инвестиционного проекта. Срок окупаемости.

Основные критерии при расчете и выборе компонентов комплектных электроприводов, создаваемых на базе асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором при частотном регулировании (Л).

Основные критерии при расчете и выборе компонентов комплектных электроприводов, создаваемых на базе асинхронных двигателей с фазным ротором при реостатном регулировании (Л).

Основные критерии при расчете и выборе компонентов комплектных электроприводов, создаваемых на базе синхронных двигателей. (Л)

Общие положения при выборе электропривода переменного тока на база асинхронного двигателя при параметрическом регулировании. (Л)

Функциональные зависимости входных и выходных величин при разработке управляющей системы ЭТУ. Анализ внешних возмущающих воздействий. (Л)

Анализ высокодинамичных режимов разгона и торможения механизмов с большим моментом инерции (Л)

Расчет и выбор тормозных резисторов в системах без рекуперации энергии в сеть и с использованием модуля выпрямления. (Л)

Механические характеристики различных нагрузок, анализ режимов работы ПЧ –АД при изменении характера нагрузки (Л)

Характеристика методов проектирования: геометрический, машиностроительный, топологический

Электрический привод системы ТП-Д

Тахограмма рабочей машины и расчетная продолжительность включения. Механическая характеристика и диаграмма рабочей машины. Определение предварительной мощности двигателя. Выбор электродвигателя. Принципиальные схемы разомкнутой и замкнутой систем.

• посмотреть текст работы

• скачать работу можно здесь

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Подобные документы

Механическая характеристика рабочей машины, приведённой к угловой скорости вала электродвигателя. Передаточное число передачи электродвигателя к рабочей машине. Продолжительность пуска электродвигателя с нагрузкой. Потери энергии в асинхронном двигателе.

контрольная работа [49,3 K], добавлен 27.10.2010

Построение нагрузочной диаграммы электродвигателя привода. Определение необходимой мощности асинхронного двигателя привода. Расчет продолжительности пуска электродвигателя с нагрузкой. Электрическая схема автоматического управления электродвигателем.

курсовая работа [1,0 M], добавлен 07.05.2019

Расчет системы автоматизированного электропривода рабочей машины. Определение мощности асинхронного двигателя привода. Проверка правильности выбора мощности двигателя по нагреву методом средних потерь. Расчет механической характеристики рабочей машины.

курсовая работа [334,3 K], добавлен 24.03.2015

Конструкция асинхронного электродвигателя. Асинхронные и синхронные машины. Простые модели асинхронного электропривода. Принцип получения движущегося магнитного поля. Схемы включения, характеристики и режимы работы трехфазного асинхронного двигателя.

презентация [3,0 M], добавлен 02.07.2019

Выбор вентилятора, расчет мощности и выбор электродвигателя. Механическая характеристика асинхронного двигателя. Выбор преобразователя частот. Компьютерное моделирование энергетических характеристик частотно-управляемых электроприводов в среде Matlab.

курсовая работа [1,5 M], добавлен 26.05.2012

Выбор емкости рабочего и пускового конденсатора. Выбор схемы включения двигателя и типа конденсаторов. Пуск двигателя без нагрузки и под нагрузкой, близкой к номинальному моменту. Определение значения напряжения на конденсаторе и рабочей емкости.

курсовая работа [380,9 K], добавлен 08.07.2014

Расчет мощности двигателя электропривода грузоподъемной машины. Выбор элементов силовой части электропривода. Расчет доводочной скорости. Построение нагрузочной диаграммы и тахограммы работы двигателя. Проверка двигателя по пусковым условиям и теплу.

курсовая работа [251,3 K], добавлен 16.12.2012