
- •Реферат
- •Введение
- •1 Технологический процесс установки
- •1.1 Стальковш
- •1.2 Промежуточный ковш
- •1.3 Кристаллизатор
- •1.4 Зона вторичного охлаждения
- •1.5 Затравка
- •1.6 Машина газовой резки
- •1.7 Оборудование для быстрой смены ковшей
- •2 Характеристика основного технологического оборудования
- •3 Расчёт мощностей и выбор двигателей
- •3.1 Передвижение портала машины газовой резки
- •3.1.1 Расчёт статических и динамических моментов
- •3.1.2 Предварительный выбор двигателя
- •3.1.3 Расчёт и построение тахограмм и упрощённой нагрузочной диаграммы
- •3.1.4 Проверка двигателя по нагреву и перегрузочной способности
- •3.2 Передвижение суппортов
- •3.2.1 Расчёт статических и динамических моментов
- •3.2.2 Предварительный выбор двигателя
- •3.2.3 Расчёт и построение тахограмм и упрощённой нагрузочной диаграммы
- •3.2.4 Проверка двигателя по нагреву и перегрузочной способности
- •4 Выбор и характеристика основного силового электрооборудования
- •4.1 Выбор и характеристика преобразователя частоты
- •4.1.1 Передвижение портала
- •4.1.2 Передвижение суппортов
- •4.2 Выбор и характеристика силового трансформатора
- •5 Расчёт и построение статических характеристик
- •6 Обеспечение Защиты электроприводов
- •6.1 Защита от перегрузки и коротких замыканий
- •6.2 Защита от перенапряжений
- •7 Разработка системы управления мехатронной системой
- •8 Моделирование работы мехатронной системы
- •8.1 Реализация модели передвижения портала
- •8.2 Реализация модели передвижения суппортов
- •8.3 Реализация общей модели
- •9 Моделирование системы
- •9.1 Переходные процессы двигателя передвижения портала
- •9.2 Переходные процессы двигателя передвижения суппортов
- •Заключение
- •Список использованных источников
3.1.4 Проверка двигателя по нагреву и перегрузочной способности
Проверим двигатель по эквивалентному моменту:
После подстановки значений получаем эквивалентный момент, равный:
Номинальный момент электродвигателя равен:
Максимальный момент при работе равен 7,73, что на 45% больше критического момента двигателя, а эквивалентный момент нагрузки в 4 раза превышает номинальный момент двигателя. Следовательно, двигатель подходит по нагреву и перегрузке. Значит, окончательно принимаем его.
3.2 Передвижение суппортов
3.2.1 Расчёт статических и динамических моментов
Статический момент при перемещении суппорта машины газовой резки определяется по формуле:
где m – масса каретки с суппортом газовой резки, кг;
– коэффициент трения в подшипниках;
– коэффициент трения качения;
r – радиус подшипника, м.
– углы подъема резьбы и трения в резьбе;
– средний диаметр винта;
D – диаметр колеса, м.
Подставив необходимые данные, получим:
Момент инерции каретки, приведённый к валу двигателя равен:
Суммарный момент инерции, приходящийся на двигатель:
Динамический момент двигателя передвижения суппорта равняется:
3.2.2 Предварительный выбор двигателя
Скорость вращения двигателя передвижения суппортов врезания:
Скорость вращения двигателя передвижения суппортов во время реза:
Скорость вращения двигателя передвижения суппортов во время возврата:
Максимальная требуемая длительная мощность:
Предварительный выбор двигателя осуществляем, руководствуясь:
Выбираем пару асинхронных двигателей 4AA56B4Y3, паспортные данные которого представлены в таблице 4.
Таблица 4 – Паспортные данные двигателя 4AA56B4Y3
Номинальная механическая мощность, кВт |
0,18 |
Напряжение статора, В |
400 |
Номинальная частота, Гц |
50 |
Номинальный ток статора, А |
0,67 |
КПД., % |
64 |
Коэффициент мощности (cos(φ)) |
0,64 |
Кратность пускового момента |
2,1 |
Кратность критического момента |
2,2 |
Номинальное скольжение, % |
8,9 |
Критическое скольжение, % |
50,5 |
Кратность пускового тока |
3,5 |
Скорость вращения номинальная, об/мин |
1367 |
Скорость вращения синхронная, об/мин |
1500 |
Момент инерции ротора, кг·м2 |
0,00079 |
Активное сопротивление статорной обмотки, Ом |
55,6 |
Реактивное сопротивление статорной обмотки, Ом |
27,8 |
Активное приведенное сопротивление роторной обмотки, Ом |
46,2 |
Реактивное приведенное сопротивление роторной обмотки, Ом |
49,1 |
Сопротивление магнитопровода, Ом |
430 |
3.2.3 Расчёт и построение тахограмм и упрощённой нагрузочной диаграммы
Время разгона и остановки с/до скости вреза:
Время вреза:
При этом, во время реза середины сляба один из суппортов должен закончить работу на 12 секунд раньше, а другой при этом продолжить рез на тот же промежуток времени дольше. Иными словами, один из суппортов не реализует врез в середине:
Время разгона со скорости вреза до номинальной скорости реза и наоборот:
Время разгона до скорости «быстро» суппортов:
Путь, пройденный за время разгона и торможения с/до скости вреза:
Путь, пройденный за время разгона и торможения со скорости вреза до номинальной скорости реза и наоборот:
Путь, пройденный за время вреза:
Пройденный путь на разгон и торможение с нулевой скорости до «быстро»:
Путь постоянно скорости возврата суппортов:
Путь, проходимый с номинальной скоростью резанья:
Тогда среднее время на движение с постоянной скоростью будет равно:
Тогда среднее время на движение с постоянной скоростью возврата:
Время возврата правого суппорта составит:
Время возврата левого суппорта составит:
Моменты, развиваемые двигателем на разных этапах работы, определяются как сумма или разность динамических и статических моментов.
1 Первый этап пуска:
2 Врез:
3 Разгон до скорости реза:
4 Рез с постоянной скоростью:
5 Торможение до скорости вреза:
6 Врез:
7 Остановка:
8 Разгон при возврате суппортов:
9 Возврат с постоянной скоростью:
9 Торможение после возврата:
По полученным значениям моментов двигателя на рисунке 5 построена нагрузочная диаграмма Mc=f(t).
Рисунок 5 – Нагрузочная
диаграмма электропривода передвижения
суппорта МГР