1.4 Анализ кинематической схемы, определение параметров и составление расчетной схемы механической части электропривода
Механическая часть электропривода состоит из: движущейся части электродвигателя, передаточного устройства и исполнительного органа. Приведенная схема наглядно отражает то, что механическая часть электропривода представляет собой систему связанных масс, движущихся с различными скоростями поступательно и с вращением. В нагруженном состоянии элементы системы (валы, опоры, зубчатые зацепления, транспортерная лента и т.п.) деформируются, так как механические связи не являются абсолютно жесткими. При изменениях нагрузки массы имеют возможность взаимного перемещения, которое при данном приращении нагрузки определяется жесткостью связи.
Рисунок 1.1 – Кинематическая схема конвейера
1–двигатель; 2,4–соединительные муфты; 3–редуктор; 5–конвейер
Для анализа движения механической части электропривода осуществляется переход от реальной кинематической схемы к расчетной, с которой массы и моменты инерции движущихся элементов и их жесткости, а так же силы и моменты, действующие на эти элементы, заменены эквивалентными величинами, приведенными к одной и той же скорости.
Процесс перехода к расчетным схемам обычно называют приведением, а сами величины приведенными. Обычно оказывается удобным и целесообразным осуществлять приведение к скорости электродвигателя. Это бывает в тех случаях, когда параметры системы таковы, что влияние упругих связей незначительно, или при решении задач, в некоторых с этим влиянием можно не считаться, механическая часть представляется простейшей расчетной схемой, не учитывающей влияние упругих связей, – жестким приведенным звеном (рисунок 1.2). В этих случаях много массовая механическая часть электропривода заменяется одной эквивалентной массой с моментом инерции I, на которую воздействуют электромагнитный момент двигателя М и суммарный приведенный к валу двигателя момент нагрузки Мс. Момент нагрузки Мс включает в себя все внешние силы, приложенные к механической системе, кроме момента двигателя М.
Рисунок 1.2 – Расчетная схема механической части электропривода
В случае приведения к валу двигателя суммарный приведенный момент инерции электропривода I может быть выражен общей формулой:
,
(1.1)
где Iдв – момент инерции ротора двигателя;
– коэффициент, учитывающий момент инерции вращающихся частей передаточного механизма (=1,1 1,3 если не известен Iмуф);
Iмуф – момент инерции соединительной муфты и других частей (тормозные диски и пр.);
Iм – момент инерции вращающихся частей механизма;
т – масса поступательно движущихся частей механизма;
j – передаточное число редуктора;
– радиус приведения.
Суммарный приведенный к валу двигателя момент статической нагрузки Мс можно в общем виде записать:
,
(1.2)
где q, р – число внешних моментов М и сил Fj, приложенных к системе, кроме электромагнитного момента двигателя.
2. Выбор систем электропровода и автоматизации промышленной установки
2.1 Литературный обзор по теме дипломного проекта
Был произведен патентный поиск по теме дипломного проекта, в результате которого были найдены следующие авторские свидетельства.
Авторское свидетельство по способу автоматического регулирования процесса сушки в барабанной сушилке 5F26B 2//06 А.С. №723354. По данному способу температуру материала измеряют на выходе, а влажность материала – на входе в сушилку; дополнительно измеряют температуру отходящих газов. По этим параметрам воздействуют на скорость вращения сушильного барабана, а на расход теплоносителя и расход каменных материалов воздействуют по влажности материала и температуре сушильного барабана.
Известен также способ для регулирования процесса сушки сыпучих материалов, включающий регулирование подачи теплоносителя в барабан и регулирование расхода исходного материала, предназначенный для стабилизации качества готового продукта. При этом регулирование осуществляют путем измерения силы тока электропривода сушильного барабана. Сравнение его измеренного и заданного значений, выработки сигнала рассогласования и изменение расхода исходного материала для устранения этого рассогласования, а корректировку расхода теплоносителя осуществляют по изменению расхода исходного материала (А.С. №334462).
Известно устройство (А.С. №926473), в котором количество материала, поступающее в барабан, корректируется в зависимости от его влажности на входе в барабан и требуемой влажности сухого материала.
Известно также устройство для регулирования процесса сушки в сушильном барабане (А.С. №263644). Температура внутри барабана регулируется по температуре выходного материала путем изменения количества подводимого теплоносителя.
Известно устройство регулирования процесса сушки (А.С. №318492) в сушильном барабане. Температура материалов на выходе поддерживается на заданном уровне путем измерения ее величины, сравнения с заданной и соответствующего уменьшения подачи материала в барабан, а также изменением угла его наклона.