Электропривод грузовой тележки с противовесом

Вадим.dwg

Переходные процессы за цикл работы М=f(t) и w=f(t).
БНТУ КП.Т.01.01.08.106311.05
Переходные процессы за цикл работы w=f(M)
Упрощённая нагрузочная диаграмма М=f(t) и скоростная диаграмма w=f(t).
-тормоз; 3-редуктор; 4-ходовое колесо.
Элекропривод передвижения тележки:
механизма передвижения
тележки мостового крана
Схема управления приводом

2.doc

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
БЕЛОРУССКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
по предмету: “электропривод”
На тему : “Электропривод грузовой тележки с противовесом”
Руководитель: Готовский Б.С.
Грузоподъёмные машины являются неотъемлимой частью современного производства так как с их помощью осуществляется механизация основных технологических процессов и вспомогательных работ . В поточных и автоматизированных линиях роль грузоподъёмных машин возрастает качественно и они стали органической частью технологического оборудования а влияние их на технико-экономические показатели предприятия стало весьма существенным.
Подъёмниками называют грузоподъёмные машины циклического действия предназначенные для перемещения грузов в сосудах или на площадках в вертикальном или наклонном направлениях.
Различают следующие виды : строительные подъёмники шахтные подъёмники доменные подъёмники лифты для подъёма людей и грузов.
В настоящем курсовом проекте нам необходимо разработать электропривод грузовой тележки. Цикл работы подъёмника включает в себя подъём груза по вертикальному пути с массой 1000 кг и спуск в холостую. Перед остановом гружёного подъёмника предусматривается перевод электропривода на пониженную скорость.Скорость подъёма 0.83 мс.
Для разработки необходимого автоматизированного электропривода необходимо выполнить следующие основные шаги : - расчитать статические нагрузки и построить нагрузочные диаграммы;
выбрать двигатели по мощности скорости и типу;
выбрать тип регулируемого привода;
расчитать и построить статические характеристики электропривода;
расчитать переходные процессы и проверить правильность выбора электродвигателя;
спроектировать схему управления электроприводом и механизмом.
Также необходимо выбрать некоторые конструктивные элементы установки.
Технологическое описание механизма его особенности кинематическая схема.
Грузоподъемная тележка служащая для передвижения грузов по вертикальному пути длиной L приводится в движение двигателем постоянного тока посредством червяка барабана и муфты .
Кинематическую схему приводим на рисунок 1.1
Привод тележки должен обеспечивать следующие режимы работы: подъем тележки с грузом mн со скоростью vн и спуск пустой тележки со скоростью vн.
Исходные данные: масса пустой тележки mт=1000 кг; масса противовеса номинальная грузоподъемность mн =10000 кг; скорость подъема v=05 мс; диаметр барабана Dб=08 м; диаметр колёс тележки D=02 м; диаметр цапфы D=004м. к.п.д. зубчатого редуктора =094; к.п.д. барабана =092; время погрузки и разгрузки одинаково коэффициент трения качения коэффициент трения скольжения коэффициент учитывающий трение реборд колёс о рельсы .
Расчёт усилий в механизме при различных режимах работах.
Выбор мощности двигателя основан на расчете усилий возникающих в механизме и построение нагрузочной диаграммы механизма Р = f(t) или М = f(t).
Для того чтобы уяснить какие усилия возникают в рабочем органе механизма необходимо до расчетов предварительно без цифровых данных изобразить нагрузочную диаграмму которую должен выполнять заданный механизм для выполнения технологического цикла.
В моём случае задана тележка которая движется по наклонной плоскости. Сначала груз с массой m в течении времени tр1 затем происходит разгрузка тележки tп1. После этого пустая тележка спускается на протяжении времени tр2 после чего происходит загрузка тележки и цикл повторяется. Тогда нагрузочная диаграмма будет иметь вид:
Рисунок 2.1. Нагрузочная диаграмма механизма.
Рассмотрим движение механизма по рельсовому пути.
Рассмотрим усилия которые оказывает механизм при своём движении.
Усилие в этом случае определяется по формуле:
где m – суммарная масса перевозимого груза кг;
Rк – радиус ходового колеса м;
m - коэффициент трения скольжения в подшипниках колес (обычно m = 0008 0015 для подшипников качения m = 006 012 для подшипников скольжения);
f – коэффициент трения качения ходовых колес (обычно f = (03 10) × 10-3);
kp – коэффициент учитывающий сопротивление от трения реборд о рельсы
rц – радиус цапфы (ступицы) ходового колеса (обычно принимают rц = (02 - 05) Rк м;
sinα – угол к горизонту.
Тогда по формуле 2.1 для загруженной тележки имеем:
Для пустой тележки по той же формуле имеем:
При известной скорости vн передвижения механизма мощность передвижения определяется как
Тогда по формуле 2.2 для загруженной тележки имеем:
После расчёта мощности необходимой для передвижения она пересчитывается на вал двигателя
гдеPc - статическая мощность на валу двигателя;
hпер - КПД передачи величина которого зависит как от кинематической цепи так и от величины загрузки и определяется как:
гдеhпер. ном - номинальный КПД кинематической схемы равный произведению её отдельных элементов;
a - коэффициент принимаемый в пределах 0074 - 01;
kз – коэффициент загрузки;
Здесь m – полная перемещаемая масса;
mном – номинальная масса груза;
mмex – масса механизма.
По формуле 2.5 для гружёной тележки получим:
По формуле 2.5 для пустой тележки получим:
По формуле 2.4 для гружёной тележки получим:
По формуле 2.4 для пустой тележки получим:
Значение hпер. ном найдём по следующей формуле:
где р – КПД редуктора;
Тогда по 1.6 получим:
По формуле 2.3 для гружёной тележки получим:
По формуле 2.3 для пустой тележки получим:
Расчет времени работы tp осуществляется по величине перемещения L и номинальной скорости vн
По формуле 2.7 получим:
Построение нагрузочной диаграммы механизма.
Так как параметры нагрузочной диаграммы не заданы то предварительно зададимся номинальной скоростью двигателя wн например 1500 обмин (157 радс) и исходя из этого определим передаточное число редуктора
В этом случае угловая скорость указанного вращающегося органа определятся как
где r - радиус вращающегося рабочего органа.
После этого можно построить нагрузочную диаграмму Мс = f(t) перейдя от диаграммы Рс = f(t) определяя Мс как
Вид её будет аналогичен нагрузочной диаграмме Р = f(t) (рисунок 1).
Тогда по 3.1 получим:
передаточное число редуктора будет равно:
Значение статического момента для загруженной тележки определим по формуле 3.3:
Значение статического момента для пустой тележки определим по формуле 3.3:
После этого можем построить нагрузочную диаграмму Мс = f(t)
Предварительный выбор мощности двигателя.
По нагрузочной диаграмме (рисунок 3) определяется фактическое ПВф% фактическая продолжительность включения
Тогда значение ПВ по 4.1 будет равно:
По фактическому ПВф можно судить о режиме работы двигателя если ПВф>60% то режим работы необходимо отнести к длительному. Если же ПВф60% то режим повторно-кратковременный. Так как у меня получилось ПВ 33 % то двигатель будем выбирать для режима повторно-кратковременного.
По нагрузочной диаграмме определяют эквивалентный момент Мэ для ПВф
Из стандартного ряда ПВ = 15 25 40 60 % принимают то значение которое является ближайшим к рассчитанному ПВф для моего случая принимаем ПВ 40%.
Пересчитываем Мэ соответствующее ПВф на момент Мст который будет соответствовать выбранному стандартному ПВст
После этого определяем расчётную мощность
где коэффициент (1113) учитывает дополнительный нагрев двигателя за время переходных процессов который не учтён при предварительном выборе мощности двигателя. В предложенных для расчёта механизмах режим работы двигателей мало напряжённые и можно принимать меньший коэффициент.
По каталогу в соответствии с принятым ПВст выбираем двигатель так чтобы Рн ³ Ррасч и скорость соответствовала wн рассчитанной или предварительно заданной.
Рассчитаем эквивалентный момент по 4.2
После этого производим расчёт статического момента по 4.3
Тогда значение расчётной мощности примет значение:
Из каталога выберем двигатель Д 806 Основные параметры которого приведены в таблице 4.1.
Таблица 4.1 Основные параметры двигателя
Осуществив выбор двигателя произведём уточнённый расчёт основных параметров.
Номинальная скорость двигателя определим по формуле 4.5:
Значение номинального момента будет равно:
Уточнённые значения статических моментов определяем по 3.3
- для пустой тележки:
- для загруженной тележки:
Тогда значение расчётной мощности по 4.4 примет значение:
Полученные параметры удовлетворяют выбранному двигателю.
Построение уточнённой нагрузочной диаграммы.
При предварительном выборе мощности не были учтены периоды пуска торможения работа на пониженной скорости. Дополнительный нагрев двигателя в эти периоды был учтён увеличением расчётной мощности с помощью коэффициента (11 13). На этом этапе расчёта необходимо построить уточнённую диаграмму и уже проверить достаточно ли мощности выбранного двигателя. Поскольку в задании на курсовой проект предусмотрена и пониженная скорость которая обеспечивает необходимую точность остановки то этот период тоже необходимо ввести в диаграмму. Для того чтобы быть уверенным в правильном построении диаграммы необходимо в том же масштабе времени построить и тахограмму работы механизма w(v) = f(t). тахограмма и нагрузочная диаграмма содержат информацию о пуске двигателя до номинальной скорости для одной Мс1 и второй нагрузки Мс2. Работу на номинальной скорости vн переход на пониженную скорость дотягивание механизма до заданной точки и торможение до остановки. Время работы на пониженной скорости можно принять равным 1-5 с.
Так как у меня предельные ускорения не заданны то со стороны механизма не предъявляется особых требований и в этом случае исходят из возможностей двигателя т.е. из величины моментов которые может развить двигатель при пуске и торможении.
Значение пускового момента Мп может быть принято как
Мп = (172) Мн. (5.1)
Тормозной момент может быть равен пусковому Мт = Мп. Для такого случая время пуска tп и время торможения tт будут различными а соответственно будут различными и величины ускорений ау и замедления аз.
Значение пускового момента определим по 5.1:
Значение тормозного момента примем равное пусковому Мп=Мт=3407 (Нм)
После принятия значений Мт и Мп можно рассчитать параметры тахограммы и уточнённой нагрузочной диаграммы.
Время переходного процесса tпп (пуск торможение) определяется из уравнения движения М - Мс = Jnрив × dwdt как
Время пуска из этого уравнения когда wнач = 0 а wкон = wс определяется как
где wс - скорость двигателя при М = Мс wс предварительно можно принять равной wн;
Jприв - приведённый к валу двигателя момент инерции.
В заданном механизме не заданы моменты инерции отдельных её элементов. Тогда примем момент инерции барабана и редуктора приведенный к валу электродвигателя примем равный 02 Jд.
Время перехода с номинальной скорости на пониженную
где wпон - пониженная скорость.
Время торможения до полной остановки от пониженной скорости wпон
Возникающие при этом ускорения ау и замедления аз хотя условием они и не заданы но их необходимо оценить и сравнить с рекомендуемыми. Определяют их по формулам
Для того чтобы было легко переходить от линейных скоростей и ускорений к угловым скоростям и ускорениям пользуются так называемым радиусом приведения r
Тогда угловое ускорение или замедление e (вала двигателя) можно найти как
Приведённый к валу двигателя момент инерции определим по формуле 5.4:
- для гружёной тележки:
Время пуска определим по 5.3:
Значение пониженной скорости примем 01ном=111 обмин.
Тогда время движения на пониженной скорости определим по формуле 5.5:
Время до полной остановки по 5.6 примет значение:
Зная значение времени движения тележки на каждом участке можно определить ускорения и замедления для каждого участка. Значения ускорения в момент разгона найдем по 5.7:
Значение замедления до пониженной скорости найдём по 5.8. Значение Vпон=01Vном=005 мс
Значение замедления до полной остановки найдём по 5.9:
Определим радиус приведения для более простого перехода от линейных скоростей и ускорений к угловым скоростям и ускорениям значение найдём по 5.10:
Тогда угловое ускорение можно найти по 5.11:
Угловые замедления до пониженной скорости примут следующее значение:
Угловые замедления до полной остановки примут следующее значение:
Теперь можно построить нагрузочную диаграмму. Но поскольку очень тяжело создать привод который бы подстраивался под нагрузку и на протяжении цикла создавал бы разные моменты чтобы поддерживать одно и тоже ускорение то из рассчитанных Мп и Мт оставляют по одному фиксированному значению но так чтобы ау и аз не превышали заданных и после этого пересчитывают ау аз tп tт.пон tт там где это необходимо. Вот теперь можно окончательно начать строить тахограмму и нагрузочную диаграмму привода.
При этом надо учесть что для заданного механизма главным является не время работы с той или иной нагрузкой а путь который должен пройти механизм за это время работы. Так как при пуске торможении работе на пониженной скорости двигатель не работает с номинальной скоростью и механизм соответственно не движется с номинальной скоростью то для получения того же пути необходимо другое время чем при построении приближенной диаграммы. Поэтому надо рассчитывать путь который пройдёт механизм за время tп tт.пон tт а оставшееся время он должен будет пройти со скоростью vн. Обозначим это время ty т.е. работу двигателя с установившейся скоростью.
Путь при пуске lп торможение до пониженной скорости lт.пон при работе на пониженной скорости lпон и окончательном торможении можно найти
Механизм со скоростью vн должен пройти путь Lн
где L - путь который должен пройти механизм (по заданию).
Время работы двигателя tн со скоростью vн
При этом расчёт необходимо произвести для каждого режима работы т.к. за цикл изменяются Мс (Мс1 Мс2) J (Jприв.1 Jприв.2).
Путь который тележка пройдёт при ускорении определим по 5.12:
Путь который тележка пройдёт при торможении на пониженной скорости определим по 5.13:
Путь на пониженной скорости для обеих тележек будет одинаковый и по 514 будет равен:
Путь который тележка пройдёт при торможении по 5.15 равен:
Путь который пройдёт тележка при номинальной скорости определим по 5.16:
Зная длину пути при номинальной скорости можем определить время движения при этой скорости по 5.17:
Строим тахограмму и уточнённую нагрузочную диаграмму (Рисунок 5.1)
Проверка выбранного двигателя.
После уточнения нагрузочной диаграммы вновь определяем фактическую продолжительность включения ПВФ с учётом времён пуска торможения движения на пониженной и номинальной скоростях. При этом продолжительность пауз остаётся прежней.
Уточняем эквивалентный момент:
Пересчитываем эквивалентный момент соответствующий фактической продолжительности включения ПВФ на МСТ по (4.3)
Определяем расчётную мощность:
Сравниваем Pрасч с Pном выбранного двигателя:
Pном =21 кВт> Pрасч=1994 кВт
Следовательно двигатель выбран верно.
Расчёт недостающих параметров выбранного двигателя и построение его статических характеристик в 4-х квадрантах с нанесением всех статических моментов.
Под статическими характеристиками понимают механические w = f(M) и электромеханические w = f(I) характеристики. Эти характеристики строят по каталожным данным двигателя.
Электромеханическая характеристика двигателя описывается уравнением
где Uн - номинальное напряжение В;
RяS - суммарное сопротивления якорной цепи при 75 °С (берётся из каталога).
Если сопротивление задано при другой температуре то его пересчёт производится по формуле
где Т - температура при которой заданно сопротивление якорной цепи.
где к - конструктивный коэффициент двигателя;
Ф - магнитный поток;
Uн - номинальное напряжение двигателя;
DUщ - падение напряжения на щётках (2 25) В;
wн - номинальная скорость двигателя;
Iя.н - номинальный ток якоря двигателя А;
Т.к. формулы выражающие механическую и электромеханическую характеристику представляют собой прямые линии то эти характеристики можно строить по двум точкам.
Механическая характеристика w = f(M):
точка: w = М = 0. 2 точка: w = wн= pnн30; Мн = с×Iя.н.
Электромеханическая характеристика w = f(M):
точка: w = Iя= 0. 2 точка: w = wн= pnн30; I = Iя.н.
Для построения искусственной характеристики обеспечивающей получение пониженной скорости необходимо на двигателе питающемся от тиристорного преобразователя снизить напряжение. Последние характеристики строятся по аналогии с предыдущими но для этого необходимо найти величину напряжения обеспечивающую заданную скорость при данной нагрузке
Обычно задаётся величина понижения скорости как wпон = а × wн
где а - коэффициент снижения скорости с wпон до wн тогда формула примет вид
Если из этой формулы найти Uпон то оно обеспечит работу привода с заданной нагрузкой Ic (Мc) при wпон = а × wн
Строится эта искусственная характеристика механическая или электромеханическая также по двум точкам только точки холостого хода w0пон пониженной скорости определяется как
а значение скорости w’н при номинальной нагрузке определяется
Пересчитаем сопротивление по 6.3:
Коэффициент с определим по 6.4:
Естественные характеристики.
Механическая характеристика.
Электромеханическая характеристика.
Искусственная характеристика.
Для нахождения пониженного напряжения определим значение тока:
Значение пониженного напряжения найдём по 6.6:
Значение пониженной скорости найдём по 6.7
Значение скорости ’н найдём по формуле 6.8:
Теперь зная все параметры построим данные характеристики в четырёх квадрантах.
Значения для данной характеристики приведено в таблице 7.1
Значение точек находили по выражению:
Для примера при М=250 Нм. значение равно:
Значение Δy и Δх примем:
Расчёт переходных процессов М=f(t) за цикл работы.
В современных системах регулируемого электропривода постоянного тока имеется возможность формировать переходные процессы достаточно близкие к оптимальным путём изменения управляющего воздействия. Изменение управляющего воздействия (напряжения) чаще всего осуществляется по линейному закону. Такой закон наиболее просто реализовать с помощью системы управления и в большинстве случаев удовлетворяет предъявленным к электроприводу требованиям. Линейно меняется и управляющие воздействия при торможении реверсе и других переходных процессах.
Характер переходного процесса зависит только от электромеханической инерционности электропривода характеризуемой постоянной времени TМ и не зависит от электромагнитной характеризуемой постоянной времени TЭ. Это имеет место при TМ >TЭ в четыре раза и выше что чаще всего и встречается .
Электромеханическая постоянная времени находится по :
где b - жёсткость механической характеристики:
из механической характеристики :
По (8.1) электромеханическая постоянная
1 Расчёт переходных процессов при пуске.
Начальные условия :w=0 М=0.
Переходной процесс состоит изтрёх участков :
а) На первом участке двигатель неподвижен w=0 происходит нарастание момента (тока) двигателя М до величины пока он сравняется с Мс .
Начало движения задерживается на время tз :
где e0 – угловое ускорение рассчитано по формуле (5.11) e0=1555 радс2;
Момент нарастает по линейному закону :
б) На втором участке происходит разгон от точки tз (w=0М=МС) и выход на естественную характеристику до точки t0 (w=w1). Этот участок описывается уравнениями :
Угловая скорость Х.Х.
где w0 НАЧ – скорость холостого хода характеристики с которой начинается переходной процесс при t=0.
Целью расчёта является выход двигателя на естественную характеристику в точку w1. Поэтому в процессе рассчёта следует следить за значениями w М и прекратить рассчёт как только траектория движения выйдет на естественную характеристику.
в) На третьем учаске разгона двигатель перемещается по естественной характеристике от w1 до wС. Этот участок разгона описывается уравнениями :
где МКОНII – конечное значение момента на втором участке соответствующие скорости w1
На основании расчётов строим зависимости w=f(М) w=f(t) М= f(t).
Выполним расчёт первого режима :
Начало движения задерживается на время tз которое рассчитываем по (8.3):
На первом участке двигатель не подвижен w=0. Момент определяется по формуле (8.5) на участке 0 t tз
Результаты расчёта сводим в таблицу 8.1
Второй участок рассчитываем по уравнениям (8.6)(8.7).
Результаты расчётов сводим в таблицу 8.2:
Третий участок рассчитывается по уравнениям (8.9) и (8.10).
Результаты расчётов сводим в таблицу 8.3
Определяем по расчёту МКОН II = МП1=3405477 Н×м тогда по графику переходных процессов при пуске для первого режима w=f(М) определяем wс=109521 радc и w1=10732 радc
Графики переходных процессов при пуске для первого режима представлены на рисунке 8.1.
Выполним расчёт второго режима :
Рассчитываем время tз по формуле (8.3):
Результаты расчёта сводим в таблицу 8.4
Результаты расчётов сводим в таблицу 8.5:
Результаты расчётов сводим в таблицу 8.6
Определяем по расчёту МКОН II = МП2=342755 Н×м тогда по графику переходных процессов при пуске для второго режима w=f(М) определяем wс=11415 радc и w1=106397 радc.
Графики переходных процессов для второго режима представлены на рисунке 8.2.
2 Расчёт переходных процессов при торможении.
Процесс торможения проходит в три этапа. На первом этапе двигатель тормозится до характеристики обеспечивающей пониженную скорость затем на втором этапе передвижение по характеристике пониженной скорости до С ПОН третий этап с С ПОН до 0. При этом система привода построена таким образом что электропривод может работать во всех четырёх квадрантах.
Первый этап рассчитывается по формулам
где 0 – угловое ускорение рассчитанное по (813) 0=1005805 радс2
с – угловая скорость соответствующая моменту Мс.
В процессе расчёта следует следить за значениями w и М . И прекратить расчёт как только двигатель выйдет на искусственную характеристику пониженной скорости.
Второй этап рассчитывается по формулам :
где М1 – момент соответствующий скорости 1. Эти значения являются конечными значениями предыдущего этапа.
Третий этап начинается после отработки приводом заданное время на пониженной скорости. Рассчитывается по формулам (8.11) и (8.12) где в качестве угловой скорости с берётся с пон.
Изменение характеристики холостого хода происходит по линейному выражению :
Выполним расчёт первого режима:
По механической характеристике находим угловые скорости :
Первый этап рассчитываем по формулам (8.11)(8.12) и (8.16).
Результаты расчётов сводим в таблицу 8.7
Второй этап рассчитываем по формулам (8.14) и (8.15).
Результаты расчётов сводим в таблицу 8.8
Третий этап рассчитываем по формулам (8.11) (8.12) и (8.16).
Результаты расчётов сводим в таблицу 8.9
Графики переходных процессов при торможении для первого режима представлены на рисунке 8.3
Выполняем расчёт второго режима :
Результаты расчётов сводим в таблицу 8.10
Результаты расчётов сводим в таблицу 8.11
Третий этап рассчитываем по формулам (8.11) и (8.12) и (8.16)
Результаты расчётов сводим в таблицу 8.12
Графики переходных процессов при торможении для второго режима представлены на рисунке 8.4.
Построение точной нагрузочной диаграммы и окончательная проверка двигателя по нагреву перегрузочной способности и пусковым условиям
1 Построение точной нагрузочной диаграммы
После расчёта переходных процессов необходимо построить точную нагрузочную диаграмму М = f(t) и тахограмму w = f(t) за цикл работы. Поскольку уже есть зависимости М w = f(t) за определённые периоды - пуск торможение до понижения скорости торможение до нуля для различных участков работы электропривода то они позволяют построить эти зависимости за цикл работы. Единственной задачей которая требует решения это опять таки как и при построении уточнённой диаграммы найти время установившегося значения ty. Время ty находится как и в предыдущем случае исходя из требования прохождения определённого пути L за каждый режим работы.
Для нахождения пути L при определенном режиме работы привода воспользуемся следующим выражением:
Раскроем приведенный интеграл для различных уравнений (t):
) при что имеет место на втором этапе пуска интеграл (9. 1) будет иметь следующий вид:
) если (3- ий этап переходного процесса при пуске) то:
) при (1 – ый этап переходного процесса при торможении):
) если что имеет место на втором этапе торможения то:
) если (изменение скорости при полной остановки – третий этап переходного процесса при торможении) то:
Найдем время установившейся работы привода tу1 для второго участка:
На основании рассчитанных путей пройденных при пуске и при торможении путь пройденный тележкой на первом участке со статическим моментом на валу двигателей Мс=250 Нм будет равен:
Тогда время работы привода со статическим моментом Мс=250 будет равно:
Для остальных участков время установившейся работы определяется также.
Расчеты времени установившейся работы сведем в таблицу 9.1.
На рис. 9. 1 приведем точную нагрузочную диаграмму М=f(t) и точную тахограмму =f(t) за цикл работы.
Теперь строим тахограмму и точную нагрузочную диаграмму которая представлена на рисунке 9.1.
2 Окончательная проверка двигателя.
После построения точной нагрузочной диаграммы приступают к окончательной проверке правильности выбранного двигателя по нагреву и перегрузочной способности.
Проверка по нагреву проводится методом средних потерь или эквивалентных величин (тока момента). В системе привода (ТП-ДПТ) для которого приведена выше методика расчётов переходных процесса можно применить проверку выбранного двигателя методом эквивалентного момента т.к. Ф = const и I ~ М.
При вычислении эквивалентного момента сложной кривой используя методы приближённого интегрирования заменяя (разбивая) площадь охватываемую М = f(t) на элементарные фигуры: трапеции треугольники прямоугольники.
Эквивалентное значение для трапеции
где М1 М2 - стороны трапеции.
где М1 - катет треугольника.
М э.прям = М1 (9.2.3)
где М1 - сторона прямоугольника.
После таких расчётов эквивалентный момент сложной кривой определяется как
ti - соответствующее этому моменту время. Затем определяют фактическое значение ПВф
Пересчитывается значение Мэ на стандартное ПВф выбранного двигателя
Определяется расчётная мощность
Условием правильности выбора двигателя по нагреву будет
По перегрузочной способности двигатель будет выбран правильно если
где lm – перегрузочная способность двигателя т. е.
Иными словами максимальный момент нагрузки за время цикла не должен превышать максимальный момент выбранного двигателя.
Для оценки ускорений при переходных процессах дифференцируем кривую скорости и находим
Дифференцировать можно графически выбрав наибольшую крутизну переходного процесса. Необходимо чтобы выполнялось условие
или для линейного движения
На рисунке 91 произведено разбиение на элементарные фигуры используя эти данные произведём окончательную проверку двигателя. Данные расчёта приведены в таблице 9.2.1 и таблице 9.2.2
Значение Мэ найдём по формуле 9.2.3.
Продолжительность включения найдём по 9.2.4
Пересчитаем статический момент по 9.2.5
Тогда расчётная мощность будет равна по 9.2.6.
Данная мощность соответствует условию 9.2.7.
По перегрузочной способности двигатель выбран правильно так как:
Оценивая ускорения для линейного движения воспользуемся условием 9.2.13.
Следовательно выбор двигателя сделан правильно.
Проектирование системы управления электроприводом.
Электрическая схема грузового подъёмника разрешает пуск установки с двух мест : (SB1SB3) так и с (SB2SB4). Кроме того тележку можно остановить в любой момент времени с помощью кнопок SB5 или SB6.
Для обеспечения в соответствии с технологическим процессом посадочной скорости установка оснащена путевыми переключателями S1 и S2. Благодаря этим переключателям двигатель тормозится до заданной пониженной скорости.
Для запуска тележки вверх нужно нажать кнопку SB1 (в низу ) или SB2 (вверху) тогда катушка К1 получает питание и двигатель работает на номинальной скорости. Контактом К1.1 катушка становиться на самопитание . Кроме того разрывается контакт К1.2 в цепи перехода на пониженную скорость а также контакт К1.3 в цепи работы двигателя на номинальной скорости в обратном направлении.
Для автоматического перехода на пониженную скорость служит путевой переключатель S1. При срабатывании которого теряет питание катушка К1 тогда размыкается К1.1 и замыкается К1.2 . При срабатывании переключателя S1 одновременно с размыканием цепи питания К1 собирается цепь питания К2 двигатель переходит на пониженную скорость одновременно запускается реле времени КТ1 которое имеет замыкающийся контакт в цепи питания катушки К3 с выдержкой времени на замыкание. Выдержкой времени контакта К1.1 определяется время работы двигателя на пониженной скорости.
Как только замыкается контакт КТ1.1 катушка К3 получает питание и своим контактом К3.1 размыкает цепь питания катушки К2 двигатель останавливается . С помощью контакта К3.3 катушка становится на самопитание и находится под напряжением до тех пор пока не разомкнётся контакт К1.3 . А это произойдёт при нажатии кнопки SB1 (катушка К1 получит питание ).
Для запуска тележки вниз схема работает аналогичным образом .
Для аварийной остановки тележки предусмотрены кнопки SB5 и SB6 . При нажатии кнопки SB5 контактор К1 теряет питание замыкается контакт К1.2 реле К2 получает питание и своим контактом К2.1 становится на самоудержание. Двигатель переходит на пониженную скорость. Т.к. одновременно с реле К2 получает питание реле времени КТ1 то через некоторое время двигатель остановится (процесс остановки описан выше).
В схеме предусмотрена блокировка от одновременного запуска двигателя в обоих направлениях с помощью контактов К4.4 и К1.4 . Тоже предусмотрена блокировка отодновременной работы двигателя на номинальной и пониженной скоростях (К1.2 и К4.2) и блокировка от подачи сигнала на останов при работе двигателя на номинальной и пониженной скоростях (К3.1К3.2К4.3 и К1.3).
Технологическое описание механизма его особенности кинематическая схема .4
Расчёт усилий в механизме при различных режимах работах. . 5
Построение нагрузочной диаграммы механизма. 9
Предварительный выбор мощности двигателя .11
Построение уточнённой нагрузочной диаграммы 14
Проверка выбранного двигателя . 21
Расчёт недостающих параметров выбранного двигателя и построение его статических характеристик в 4-х квадрантах с нанесением всех статических моментов 22
Расчёт переходных процессов М(t) за цикл работы 26
Построение точной нагрузочной диаграммы и окончательная проверка двигателя по нагреву перегрузочной способности и пусковым условиям . .40
Проектирование системы управления электроприводом 46
Дранников В.Г. Звягин И.Е. Автоматизированный электропривод подъёмно-транспортных машин. М “Высшая школа” 1973г.
Фираго Б.И. Учебно – методическое пособие к курсовому проектированию по теории электропривода для студентов специальности 21.05 – “Электропривод и автоматизация промышленных установок и технологических комплексов ” – Мн.: БГПА 1993г.
Иванченко Ф.К. и др. Расчёты грузоподъёмных и транспортирующих машин. Киев . “Вища школа ”.1975г.
Соколов М.М. Автоматизированный электропривод общепромышленных механизмов. М. “Энергия” 1976 г.