2.4 Выбор электродвигателя

Электродвигатель является ключевым звеном исполнительной части системы автоматического регулирования. Его выбор производится исходя из надежности, определяемой тем или иным режимом работы. В конкретной курсовой работе ключевым моментом является требование работы двигателя в периодическом повторно-кратковременном режиме с влиянием пусковых процессов (режим S4). По этому поводу можно выделить определенный типоразмер двигателя - АИР180S4, который обеспечивает безотказное функционирование при заданных условиях.

Он обладает большим сроком службы, низкой стоимостью.

Технические характеристики асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором АИР180S4 представлены ниже.

Номинальная мощность, кВт 22.

Номинальная частота вращения, об/мин 1500.

КПД, % 90,5.

Коэффициент мощности 0,86.

Номинальный ток при 380 В, А 60,7.

Номинальный момент, Нм 144.

Отношение пускового момента к номинальному 1,7.

Отношение пускового тока к номинальному 6,9.

Отношение максимального момента к номинальному 2,6.

Динамический момент инерции ротора, 0,16.

Масса, кг 170.

Сопротивление якоря, Ом 0,007.

Индуктивность якоря, мГн 74.

Момент инерции нагрузки, кгм² 0,3.

Передаточная функция электродвигателя имеет вид:

, (5)

где - обобщенный коэффициент усиления электродвигателя

- постоянная времени электродвигателя, с;

- показатель колебательности электродвигателя.

Обобщенный коэффициент усиления:

(рад/В·с), (6)

где - моментная постоянная электродвигателя, Н·А^-1;

- постоянная противоЭДС, В·с/рад,

- омическое сопротивление якоря, Ом;

= 2,4·10 ^{– 4} - коэффициент вязкого трения, Н·с/рад;

- угловая частота вращения вала электродвигателя, рад/с.

Постоянная времени электродвигателя:

(с), (7)

где - приведенный к валу электродвигателя момент инерции вращающихся частей и исполнительного механизма, Н·м·с²;

Показатель колебательности электродвигателя:

, (8)

где - электромагнитная постоянная якоря, Гн/Ом;

- индуктивность якоря электродвигателя, Гн.

Подставляя значения параметров, получим передаточную функцию электродвигателя:

.

2.5 Выбор редуктора

Редукторы цилиндрические одноступенчатые – РЦО являются приводами общего назначения и предназначены для изменения крутящих моментов и частоты вращения в различных машинах и механизмах.

В редукторах предусмотрены: картерная непроточная и централизованная проточная системы смазки; цилиндрическая форма входного и выходного валов; возможность подсоединения приборов и автоматики.

Редукторы используются для работы в следующих условиях: нагрузка постоянная и переменная, одного направления и реверсивная; вращение валов в любую сторону, частота вращения входного вала до 1800 об/мин; температура внешней среды от минус 40°С до плюс 50°С; неагрессивная среда, повышенная запыленность и влажность.

В ходе обзора редукторов РЦО выбрана модель РЦО-100. Его отличают компактные размеры, малый вес.

Технические характеристики редуктора РЦО-100 представлены ниже.

Номинальный крутящий момент на выходном валу, кН·м 0,3.

Габаритные размеры, мм 345х174х235.

Масса, кг 45.

Передаточной функцией редуктора является обратная величина его передаточному отношению:

, (9)

где i – передаточное отношение редуктора.

,

где - частота вращения пропеллера, об/мин;

- частота вращения вала двигателя, об/мин.

Следовательно, передаточное число редуктора:

.

Таким образом, передаточная функция редуктора:

.