- •Реферат
- •СОдержание
- •1 ТЕхнологическая часть
- •1.1 Назначение, состав и техническая характеристика механизма
- •1.2 Технология
- •1.3 Требования, предъявляемые к приводу
- •2 Расчёт мощности и выбор двигателя
- •2.1 Расчёт статических моментов
- •2.2 Предварительный выбор двигателя
- •2.3 Расчёт нагрузочной диаграммы
- •2.4 Проверки двигателя по нагреву и перегрузочной способности
- •3 Выбор и характеристика основного электрооборудования
- •3.1 Выбор и характеристика преобразователя частоты
- •3.2 Выбор и характеристика силового трансформатора
- •4 Расчёт и построение статических характеристик
- •5 Защита электропривода
- •5.1 Защита от перегрузки и коротких замыканий
- •5.2 Защита от перенапряжений
- •5.3 Контроль изоляции
- •6 Разработка системы управления мехатронной системой
- •7 Моделирование работы мехатронной системы
- •Заключение
- •Список использованных источников
1.3 Требования, предъявляемые к приводу
Для качественного выполнения подъема, спуска и перемещения грузов электропривод крановых механизмов должен удовлетворять следующим основным требованиям:
Высокая плавность регулирования скорости;
Диапазон регулирования скорости должен составлять не менее 30:1;
Ошибка регулирования скорости не должна превышать 5%;
Обеспечение заданного ускорения и замедления с жидким металлом не более 0,1..0,2 м/с2, ускорение механизма подъёма не более 0,5 м/с2;
Реверсирование электропривода и обеспечение его работы, как в двигательном режиме, так и в тормозном режиме, с обеспечением рекуперации энергии в сеть;
Повышенная надёжность электрооборудования.
2 Расчёт мощности и выбор двигателя
2.1 Расчёт статических моментов
Статический момент в двигательном режиме при подъеме груза на валу двигателя определяется по формуле:
где и - масса груза и траверсы, кг;
g – ускорение свободного падения, м/с2;
R – радиус канатного барабана, м;
- К.П.Д. механизма подъема;
- передаточное число механизма подъема.
Статический момент в генераторном режиме при опускании груза определяется по формуле [1]:
где и - масса ковша и траверсы, кг;
g – ускорение свободного падения, м/с2;
R – радиус канатного барабана, м;
- КПД механизма подъема;
- передаточное число механизма подъема.
Статический момент в двигательном режиме при подъёме траверсы на валу двигателя определяется по формуле [1]:
где - масса траверсы, кг;
g – ускорение свободного падения, м/с2;
R – радиус канатного барабана, м;
- К.П.Д. механизма подъема;
- передаточное число механизма подъема.
Статический момент в генераторном режиме при опускании траверсы на валу двигателя определяется по формуле [1]:
где - масса траверсы, кг;
g – ускорение свободного падения, м/с2;
R – радиус канатного барабана, м;
- К.П.Д. механизма подъема;
- передаточное число механизма подъема.
2.2 Предварительный выбор двигателя
Для начала рассчитаем момент инерции привода, приведенный к валу двигателя при подъеме груза [2]:
где - момент инерции двигателя, кг∙м2;
-момент инерции элементов кинетической схемы, кг∙м2;
mт и mг – масса траверсы и груза, кг;
R - радиус канатного барабана, м;
–передаточное число механизма подъема.
Далее переходим к расчету момента инерции привода, приведённый к валу двигателя при опускании груза [2]:
где - момент инерции двигателя, кг∙м2;
-момент инерции элементов кинетической схемы, кг∙м2;
mти mк – масса траверсы и ковша, кг;
R - радиус канатного барабана, м;
–передаточное число механизма подъема.
После переходим к моменту инерции привода, приведённого к валу двигателя при подъёме/опускании траверсы [2]:
где - момент инерции двигателя, кг∙м2;
-момент инерции элементов кинетической схемы, кг∙м2;
mт– масса траверсы, кг;
R - радиус канатного барабана, м;
–передаточное число механизма подъема.
Определим мощность двигателя следующим выражением [2]:
где - максимальный момент, приведенный к валу двигателя, Н∙м;
- перегрузочная способность намечаемого к установке двигателя;
- номинальная скорость двигателя, которая должна быть равна или несколько больше требуемой, 1/с.
Выбираем двигатель фирмы SIEMENS модель 1MA8-317–6BD с номинальными параметрами, приведёнными в таблице 5.
Таблица 5–Номинальные параметры предварительно выбранного двигателя
Название |
SIEMENS 1MA8-317–6BD |
Мощность, кВт |
215 |
Скорость, об/мин |
990 |
КПД, % |
96 |
Ток, А |
380 |
Момент, Н∙м |
2070 |
Напряжение, В |
380 |
cosφ |
0.88 |
Момент инерции, кг∙м2 |
7.3 |