Содержание

Введение		4
1	Выбор типа электропривода	5
1.1	Построение диаграммы скорости и нагрузочной диаграммы производственного механизма	5
1.2	Расчет мощности электродвигателя и предварительный его выбор по каталогу	7
1.3	Определение оптимального, по условию минимизации, времени пуска передаточного отношения редуктора	10
2	Расчет характеристик работы двигателя	12
2.1	Расчет механических и электромеханических характеристик для двигательного и тормозного режимов	12
2.2	Расчет и выбор пусковых, тормозных и регулировочных сопротивлений	14
2.3	Расчет переходных характеристик за цикл работы	23
3	Схема управления электродвигателем и его проверка по нагреву и перегрузке	40
3.1	Проверка двигателя по нагреву и перегрузке	40
3.2	Схема управления электроприводом	42
	Заключение	47
	Список литературы	48

Введение

В данной курсовой работе разработаем электропривод производственного механизма, который будет удовлетворять поставленные требования. Для этого выберем тип двигателя по мощности и рассчитаем статические и динамические характеристики электродвигателя постоянного тока независимого возбуждения. Исходными данными для курсовой работы будут являться диаграммы скорости и нагрузочные диаграммы производственных механизмов, сведения о технологических процессах, показатели производительности, кинематика механизмов.

Глава 1. Выбор типа электропривода

Основными факторами, определяющими род тока, тип и конструктивное исполнение двигателя, являются:

• показатели регулирования скорости (диапазон, плавность, стабильность скорости и т.д.);

• режим работы производственного механизма;

• производительность и надежность установки;

• основные затраты и эксплуатационные расходы на электрооборудование.

В данной работе расчет электропривода производится с двигателем

постоянного тока независимого возбуждения без учета технико-экономических показателей, на основании технического задания.

1. Построение диаграммы скорости и нагрузочной диаграммы производственного механизма

Для построения диаграммы скорости и нагрузочной диаграммы рассчитаем время полного цикла работы электропривода и угловые скорости производственного механизма.

Время цикла работы механизма:

(1)

где t_p1-время работы с частотой вращения n₁ = 10 об/мин;

t_p2 - время работы с частотой вращения n₂ = 110 об/мин;

t_пауз – время паузы.

Произведем пересчет частот вращения n_i рабочего органа производственного механизма на угловые скорости ω_i в соответствии с выражением:

(2)

Первая технологическая скорость механизма:

Вторая технологическая скорость механизма:

По данным расчетов произведем построение диаграммы скорости и нагрузочной диаграммы производственного механизма, результаты

построений приведены на рис. 1.1 и рис. 1.2.

Рис. 1.1 – Диаграмма скорости производственного механизма

Рис. 1.2 – Нагрузочная диаграмма производственного механизма для активной нагрузки

2. Расчет мощности электродвигателя и предварительный его выбор по каталогу

Анализ диаграммы скорости и нагрузочной диаграммы производственного механизма показывает, что рассматриваемый электропривод работает в повторно-кратковременном режиме работы.

Для повторно-кратковременного режима работы электродвигателя последовательность выбора двигателя по мощности следующая:

По нагрузочной диаграмме механизма (нагрузки отнесены к валу механизма) определяется среднеквадратичное значение мощности за время работы с помощью формулы (3):

(3)

где m – число рабочих участков в цикле;

P_i – мощность на i -м интервале;

t_рi – продолжительность i-го интервала;

β_i – коэффициент ухудшения теплоотдачи на i-м интервале, соответствующий значению угловой скорости ω_iна этом интервале;

ω_max – максимальная скорость производственного механизма.

При найденных угловых скоростях ω₁, ω₂ и заданном моменте M_i производственного механизма определяем мощность при работе на каждой технологической скорости:

, кВт; (4)

кВт

кВт

Приближенно зависимость коэффициента ухудшения теплоотдачи от угловой скорости можно считать линейной:

(5)

где β₀ – коэффициент ухудшения теплоотдачи при неподвижном якоре равный 0,5.

Для каждой из технологических скоростей:

Среднеквадратичное значение мощности за время работы:

Найдем расчетную продолжительность включения:

(6)

где t_р – продолжительность i-го интервала времени работы в цикле;

m – число рабочих интервалов в цикле;

t_пj – продолжительность j-го интервала времени паузы в цикле;

n – число пауз в цикле.

В данном случае n = 1, тогда:

Пересчитаем среднеквадратичную мощность на ближайшую каталожную продолжительность включения:

(7)

где ПВ – ближайшая к расчетной каталожная продолжительность включения.Каталожная продолжительность включения выбирается из ряда номинальных значений: 15%, 25%, 40%, 60%, 100%.

Проводим расчеты для ПВ_к1= 40% и ПВ_к2 = 60%.

Каталожные мощности:

Определяем расчетную мощность двигателя:

(8)

где k_з– коэффициент запаса (принимаем k_з = 1,1);

ƞ_п – коэффициент полезного действия передачи (0,97).

По каталогу выбираем несколько электродвигателей ближайшей большей мощности с различными номинальными частотами вращения:

Таблица 1

Тип	ПВ, %	Uн	Pн, кВт	nн,об/мин	Iн, А	Rя+Rдп при +15°С, Ом	Jдм, кг·м2
МП-51	25	220	23	600	120	0,0845	2,35
ДП-41	40	220	23	1120	120	0,0125	0,8