4 Предварительный выбор двигателя по мощности.

Для предварительного выбора двигателя используем методику выбор электродвигателя по эквивалентной мощности, представленную в методическом указании по курсовому проектированию, авторами которой являются В.В. Фокин, В.А.Жигалов, страница 84.

Расчет мощности двигателя по методу эквивалентных величин основан на понятии среднеквадратичного или эквивалентного тока (мощности, момента). Переменные потери в двигателе пропорциональны квадрату тока нагрузки.

Так как мощность двигателя пропорциональна величине тока, то для расчета можно воспользоваться выражением:

(6)

Из нагрузочной диаграммы определим эквивалентную мощность

По эквивалентной мощности определим мощность двигателя, причем мощность двигателя должна быть больше эквивалентной.

По справочнику выбираем электродвигатель для привода обкаточно-испытательного стенда: двигатель 4А200L4 У3 

Паспортные данные: P_н=45 кВт; М_m/М_н=2,2; М_min/М_н=1; U_н=380В; S=2%, n_н.дв=1470 об/мин ; cosφ=0,9;I_п / I_н =7; М_п/М_н=1,4; η_н=92%; J = 45·10^-2 кг*м², IP54

Проведем проверку выбранного двигателя по пусковому моменту, так как ДВС имеют повышенное сопротивление трения в момент трогания.

где М_{пуск. дв.}=1,1…1,3 М_{н. дв.} – пусковой момент двигателя, Н*м; М_тр.м. – момент трогания машины, Н*м; - коэффициент, учитывающий изменения напряжения на клеммах рабочего двигателя ( =0…0,5)

0,35 > 0,088 – условие выполняется, следовательно двигатель выбран верно.

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРИВЕДЕННОГО МОМЕНТА ИНЕРЦИИ СИСТЕМЫ ДВИГАТЕЛЬ – РАБОЧАЯ МАШИНА.

Инерционная характеристика машины представляет собой данные о величине момента инерции машины и законов его изменения от различных факторов. Величина момента инерции машин определяется массами движущихся деталей и грузов и радиусом инерции. Приведенный к валу момент инерции зависит также от кинетической характеристики системы двигатель – машина.

Приведенные к валу электродвигателя момент инерции машины определяется, исходя из равенства запасов кинетической энергии до и после приведения.

(7)

где :k=1,05…1,3 — коэффициент, учитывающий момент инерции механической передачи;

J_м, — момент инерции рабочей машины, кгּм²;

i=ω/ω_м =1— передаточное отношение механической передачи от двигателя к исполнительному органу вращательного движения,

В данном случае момент инерции двигателя внутреннего сгорания принимается равным моменту инерции электродвигателя.

Отсюда следует, что с учетом выше изложенных условий момент инерции системы будет равен:

6. РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ МЕХАНИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ.

1.Механическая характеристика асинхронного двигателя строится по каталожным данным (по пяти точкам).

Первая точка (точка холостого хода)

М=0, ω₀=0,105 n_с.

где n_с – синхронная частота вращения ротора двигателя, об/мин.

Вторая точка (точка номинального момента).

(8)

где М_ном – номинальный момент двигателя, Н*м

Р_ном – Номинальная мощность, кВт.

ω_ном – угловая скорость, рад/с

Третья точка (точка максимального момента).

М_кр=µ_кр М_ном

где µ_кр – кратность критического момента, µ_кр=2,2;

где S_кр – критическое скольжение

Критическое скольжение определим по выражению

Четвертая точка (точка минимального момента)

где µ_мин – кратность минимального момента, µ_мин=1

Пятая точка (точка пускового момента)

где µ_пуск – кратность пускового момента, µ_пуск=1,4

Т1	М=0	ω = ω0=157,5рад/с
Т2	М=Мн=0,292	ω = ωн=154 рад/с
Т3	М=Мкр=0,642	ω = ωкр=138,6 рад/с
Т4	М=Мmin=0,292	ω = ωmin=22 рад/с
Т5	М=Мпуск=0,41	ω =0 рад/с

Рис.4 Естественная механическая характеристика

(15)

где: М_тр — момент трогания механизма;

М_сн — момент сопротивлении при номинальной угловой скорости;

Х — показатель степени.Х=0

М_с.=М_СН =204,03Н м.

3.Находим динамический момент М_дин графическим способом.

М_дин=М_дв-М_с (16)

4.Заменим график М_дин прямоугольниками (ломанной линией). Стороны прямоугольников параллельные оси абсцисс дают значение М_дин.

Стороны, параллельные от ординат показывают значение приращения скорости Δω.

5.Из точки 0 проводим окружность радиусом М_дв , делаем насечку на оси ординат .Остальные построения проводятся аналогично

6. Определим масштаб по оси времени для чего применим уравнение движения электропривода.

(17)

Преобразуем выражение (17) в выражение масштабов тех же величин

(18)

где: µ_J – масштаб к моменту инерции,

µ_ω – масштаб к частоте вращения,

µ_м – масштаб к моменту динамическому,

Время разгона :

Так как t_разг =0,5с, то пуск двигателя будет легким.

Рис. 4. Механическая характеристика электропривода