1 Расчет и выбор мощности двигателя

Двигатель, в соответствии с заданием, работает при повторно -кратковременном режиме. Для предварительного выбора мощности двигателя, воспользуемся методом эквивалентного момента, так как считаем, что магнитный поток не изменяется:

(1.1)

При выборе двигателя из серии, предназначенной для повторно -кратковременных (ПК) режимов, условия ухудшения охлаждения двигателей учитываются при определении фактической продолжительности включени

(1.2)

где t_p - весь рабочий период механизма

Эквивалентный момент при продолжительности включения находится: стандартном значении:

(1.3.)

где ПВ_С=40%

Требуемая мощность двигателя будет равна:

(1.4)

Р н.дв = 1,1·603,6·62,8 = 41696,7 Вт

где (1,1÷1,6)-коэффициент, учитывающий динамическую нагрузку двигателя;

ω_дв - скорость вращения двигателя

ω _дв =ω _мех· i = 62,8 • 1 = 62,8 рад/с (1.5)

где i - передаточное число редуктора, принять i = 1

(1.6)

По каталогу выбираем двигатель постоянного тока независимого возбуждения, серии 2ПА, имеющий степень защиты IP 54, с независимой

вентиляцией от постороннего вентилятора. Двигатели допускают, при номинальной нагрузке, регулирование частоты вращения от номинальной до единиц оборотов в минуту. Климатическое исполнение двигателя - УХ, умеренный климат, категория размещения - 4 для закрытых отапливаемых и

вентилируемых помещений, М - длина сердечника якоря.

Основные параметры двигателя:

h=315 мм; U=220В; n_max=1500 об/мин; R_я = 0,03 Ом; Rов = 34,08Ом; Р_н = 45 кВт; n_н =600 об/мин; η_н = 85,5%;

R_дн = 0,014 Ом; J_ДВ = 0,3 _кг·м² ; L_я = ---мГн.

^{2. ПРОВЕРКА ДВИГАТЕЛЯ ПО НАГРЕВУ}

При проектировании предварительно выбранный двигатель должен быть проверен на нагрев и по перегрузке. Для этого построим тахограмму w=f (t), рассчитаем время разгона и торможения, установившего движения и паузы.Рассчитаем коэффициент двигателя:

(2.1)

где U - номинальное напряжение на двигателе, В.

Определим номинальный момент ток якоря двигателя:

(2.2)

(2.3)

Суммарный момент инерции привода, приведённый к валу двигателя, рассчитаем с учётом момента инерции механизма:

(2.4)

где (1,1÷1,2)-коэффициент, учитывающий момент инерции редуктора;

Jмex- момент инерции вращающихся частей механизма, кг·м²

Для определения времени пуска и замедления и построения нагрузочной диаграммы М=f(t) обычно задаются средними пусковыми М_п и тормозными

Мт моментами:

(2.5)

Величина этих моментов принимается равной:

M_n=M_m=(0,7÷0,8)М_махдв=0,7· 1791,4=1254 Н·м (2.6)

М_{мах дв}=λ·М_n- максимально допустимый момент двигателя;

λ=2,5 - перегрузочная способность двигателя постоянного тока.

Ммах _дв=2,5·716,56 =1791,4 Н·м (2.7)

(2.8)

где: (2.9)

С учетом времени пуска, торможения, установившегося движения и паузы построим диаграмму токов I =f (t), учитывая что:

I_n=I_m=λI_{я ном}=2,5·204,7=511,75 А (2.10)

при действии статического момента

(2.11)

(2.12)

Для самовентилируемых двигателей необходимо учитывать ухудшение условий охлаждения двигателей при пуске и торможении, а так же во время паузы:

(2.13)

где α=0_,75-коэффициент, учитывающий ухудшение условий охлаждения при

работе двигателя с пониженными скоростями;

β=0,5-коэффициент, учитывающий ухудшение условий охлаждения при работе двигателя во время паузы.

(2.14)

Выбранный двигатель будет проходить по нагреву, если:

62,7А<204,7А

603,6Нм<716,56Нм

Проверка двигателя постоянного тока на кратковременную нагрузку

заключается в сравнении небольших величин тока или момента двигателя, которые находятся по нагрузочным диаграммам с максимально допустимыми значениями тока и момента для выбранного двигателя.

М_{мах ≤} λМ_ном

1000Нм≤2,5*716,56Нм

1000Нм≤ 1791,4Нм

I _max ≤λI _ном

114,6А≤2,5*204,7А

114,6А≤1279,375А

где М_мах , I_мах- максимальные значения момента и тока в нагрузочных диаграммах

Выбранный двигатель проходит по нагреву и по перегрузке.

а)Тахограмма ω=f(t)

б) Нагрузочная диаграмма М = f(t)

в)Диаграмма токов I =f(t)

Рисунок 1- Диаграммы двигателя