Добавил:

Studfiles2 Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Уфимский Государственный Авиационный Технический Университет

Предмет:

Промышленный электропривод

Файл:

Проектирование приводов

.PDF

Скачиваний:

237

Добавлен:

02.05.2014

Размер:

4.98 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1314 / 1614 15 16 > Следующая >>>

Пример расчета сервоприводов портального подъемника

16 Пример расчета сервоприводов портального подъемника

	00818AXX
	Рис. 45. Портальный подъемник с сервоприводами
Условия	Двухкоординатный портальный подъемник оснащен сервоприводами.
Ось X	Привод перемещения, передача усилия через зубчатый ремень

mL = 100 кг (суммарная перемещаемая масса) D = 175 мм (диаметр шкива)

µ = 0,1 (коэффициент трения в направляющих по данным изготовителя) s = 3 м (расстояние перемещения)

aмакс = 10 м/с2 (максимальное ускорение) tz = 4 с (длительность цикла)

t = 2 с (время перемещения)

ηL = 0,9 (КПД нагрузки)

Ось Y

Привод подъема, передача усилия через зубчатую рейку

mL = 40 кг (масса груза)

D = 50 мм (диаметр шестерни)

s = 1 м (расстояние перемещения)

aмакс = 10 м/с2 (максимальное ускорение) tz = 2 с (длительность цикла)

t = 0,75 с (время подъема)

ηL = 0,9 (КПД нагрузки)

Практика приводной техники – Проектирование приводов

131

16	Пример расчета сервоприводов портального подъемника

16.1 Оптимизация диаграмм рабочего цикла

Диаграмма рабочего цикла привода перемещения

максмаксмакс

Скорость

Время разгона

макс

Длина пути разгона

макс

Длина пути

с постоянной

скоростью

Время движения

с постоянной

скоростью

132			Практика приводной техники – Проектирование приводов

Пример расчета сервоприводов портального подъемника										16
Диаграмма										1
рабочего цикла										1
рабочего цикла
привода
подъема										2
										2
	макс		макс			макс
Скорость										3
Скорость	м				м	,	с	м	м
	м		с		м			м
	,		с		с			с
	с				с			с	м
									,	4
									с	4
		,	м
		,	с							5
Время разгона			с	,	с
	макс		м	,	с
			м

			с
					м	,	с	,	м	6
Длина пути разгона	макс				м
Длина пути разгона	макс				с
					с
Время движения с			,	м						7
постоянной			,	м
постоянной
скоростью
Длина пути с	,		м	,	с					8
Длина пути с			м	,	с					8
постоянной	,		м
скоростью	,		с
скоростью

										9
Диаграммы
рабочего цикла	м с								H1 = привод подъема вверх	10
приводов									H1 = привод подъема вверх	10
приводов									H2 = привод подъема вниз
перемещения									H2 = привод подъема вниз
перемещения
и подъема									F = привод перемещения	11
										11
										12
									с	13
										13
										14
										15
										16
Практика приводной техники – Проектирование приводов										133

16							Пример расчета сервоприводов портального подъемника

16.2 Расчет мощности

Привод

перемещения

Сила

, Н

сопротивления

кг

качению

Статический

, Нм

вращающий

момент

Ускорение

Ускоряющая сила макс кг Н

Динамический	Н	,	м		, Нм
момент	Н			,	, Нм
момент				,
Суммарный момент
Суммарный момент	, Нм	,	Нм		, Нм

Замедление

Динамический	,	Нм	,	Нм	,	Нм
момент при
момент при
торможении
Суммарный момент
	,	Нм	,	Нм	,	Нм
	,	Нм	,	Нм	,	Нм

Привод

подъема, движение вверх

Статическая сила

кг

тяжести при

подъеме

Статический

момент при

Нм

подъеме

134			Практика приводной техники – Проектирование приводов

Пример расчета сервоприводов портального подъемника

Ускорение

Ускоряющая сила

кг

макс

Динамический

, Нм

момент

Суммарный момент

, Нм

Нм

Замедление

Динамический

Нм

момент при

торможении

Суммарный момент

Нм

, Нм

Привод

подъема, движение вниз

Статическая сила

кг

тяжести при

макс

опускании

Статический

, Нм

момент при

опускании

Ускорение

Ускоряющая сила

кг

Динамический

момент

, Нм

Суммарный момент

, Нм

Нм , Нм

Замедление

Динамический

Нм

момент при

торможении

Суммарный момент

Нм

, Нм

Практика приводной техники – Проектирование приводов

135

16							Пример расчета сервоприводов портального подъемника

В результате получается следующая кривая изменения вращающего момента на выходе обоих приводов:

Нм

00820BRU

Рис. 46. Кривая изменения вращающего момента: A = привод подъема

иB = привод перемещения

16.3Расчет параметров редукторов

Типоразмер низколюфтовых планетарных редукторов зависит от максимального вращающего момента на выходном валу (в отличие от стандартных редукторов SEW, типоразмер которых определяется коэффициентами fB).

Следовательно, на данном этапе расчета типоразмеры планетарных редукторов уже определены:

Привод перемещения: Mмакс = 106,7 Нм → PSF 41x с допустимым вращающим моментом MP = 150 Нм.

Привод подъема: Mмакс = 22 Нм → PSF21x с допустимым вращающим моментом MP = 40 Нм.

Указанные в каталоге значения максимального вращающего момента для низколюфтовых планетарных редукторов являются допустимыми пиковыми значениями, тогда как для стандартных редукторов SEW приводятся значения допустимого длительного момента. Поэтому редукторы этих типов нельзя сравнивать по результатам данных расчетов.

Если необходимо использовать стандартный редуктор SEW, то расчет его параметров выполняется так же, как и для приводов, регулируемых по частоте (коэффициенты fB).

136			Практика приводной техники – Проектирование приводов

Пример расчета сервоприводов портального подъемника							16

Частота

вращения

двигателя

Чтобы определить передаточное число редуктора, сначала необходимо выбрать частоту вращения двигателя.

Если привод должен быть минимального типоразмера и обеспечивать очень высокую точность регулирования и позиционирования, то частота вращения двигателя должна быть высокой. Преимущество такого решения – в передаточном числе редуктора. Чем выше частота вращения двигателя, тем больше передаточное число редуктора, а значит и вращающий момент на выходном валу. Кроме того, при более высоком передаточном числе повышается и разрешение позиционирования.

Недостатком повышения частоты вращения двигателя является сокращение срока службы его подшипников и иногда увеличение необходимого пускового момента, поскольку такому двигателю приходится за то же самое время разгонять свой вал до более высокой скорости.

Выбор частоты	SEW выпускает серводвигатели в следующих вариантах исполнения: 2000, 3000
вращения	и 4500 об/мин.
	С учетом вышеназванных преимуществ и недостатков выбираем двигатели
	с частотой вращения 3000 об/мин.
Резерв на	Чтобы иметь резерв на регулирование, передаточное число выбирается таким
регулирование	образом, чтобы максимальная частота вращения на выходе редуктора
	достигалась по возможности при 90 % номинальной частоты вращения
	двигателя (в данном случае 2700 об/мин).
Привод
перемещения

	,			м
Частота вращения
				с	об/мин
				с
	,			м
	,			м

Передаточное			об/мин		,
число		об/мин			,
число


Выбранный	PSF 412
редуктор	i = 16
	i = 16

Maмакс = 160 Нм

α < 10 угловых минут (в стандартном исполнении)

η = 0,94

Практика приводной техники – Проектирование приводов

137

16							Пример расчета сервоприводов портального подъемника

Привод подъема

	,		м

Частота вращения			с	, об/мин
			с
	,		м
	,		м

Передаточное		об/мин		,
Передаточное
число	,	об/мин
число	,	об/мин

Выбранный

редуктор

Точность

позициониро(

вания

Привод

перемещения

Привод подъема

138

PSF 311

i = 4

Maмакс = 110 Нм

α < 6 угловых минут (в стандартном исполнении)

η = 0,97

Имея эти значения, на данном этапе расчета уже можно вычислить статическую точность позиционирования. Стандартная дискретность датчика: 1024x4.

мм	мм		мм

		,

Кроме того, необходимо учитывать люфт в других узлах установки.

В случае привода подъема можно исходить из того, что зубья шестерни и рейки прилегают друг к другу всегда одной и той же стороной. Поэтому редукторную составляющую люфта учитывать не следует.

мм

, мм

Кроме того, необходимо учитывать люфт в других узлах установки.

Практика приводной техники – Проектирование приводов

Пример расчета сервоприводов портального подъемника

16.4 Выбор двигателей

Выбираемый двигатель должен соответствовать 3 условиям:

1.Пиковый момент не должен превышать утроенного значения пускового момента M0.

2.Вычисленный эффективный вращающий момент при работе без принудительного охлаждения не должен превышать значения M0.

3.Отношение внешнего момента инерции к моменту инерции ротора двигателя (активная составляющая без учета массы тормоза) должно быть меньше 10.

Соответствующие точные значения можно получить только для известного двигателя, но для приблизительного расчета параметров имеющихся данных вполне достаточно.

Привод	1. Расчетный пиковый момент нагрузки (без учета момент инерции ротора
перемещения	двигателя).
	MA = 106,7 Нм
	После приведения к валу двигателя получаем предварительное значение
	максимального динамического момента:

Динамический		, Нм		Нм
момент			,
			,

Согласно 1Oму условию пусковой момент M0 должен быть не меньше значения 6,67 Нм/3 = 2,22 Нм.

2. Эффективный вращающий момент рассчитывается по следующей формуле:

Эффективный

вращающий

момент

По диаграмме изменения вращающего момента (см. рис. 46) и с учетом передаточного числа редуктора 16 и паузы в 2 секунды получаем:

,	,	,	,	,	, Нм с , Нм
с

Согласно 2Oму условию пусковой момент M0 должен быть не меньше значения 1,6 Нм.

3. Внешний момент инерции:

Внешний момент

кг

кгм

инерции

об/мин

Практика приводной техники – Проектирование приводов

139

16							Пример расчета сервоприводов портального подъемника

Выбор двигателя Согласно 3Oму условию отношение JX/JM должно быть не больше 10, поэтому необходимо выбрать двигатель с моментом инерции ротора двигателя

JM > 0,0003 кгм2. Таким образом, типоразмер двигателя должен быть не меньше DY 71S (JM = 0,000342 кгм2).

Выбранный	DY71SB
двигатель	nN = 3000 об/мин
	nN = 3000 об/мин

M0 = 2,5 Нм

JM = 0,000546 кгм2

I0 = 1,85 А

Привод подъема 1. Расчетный пиковый момент нагрузки (без учета момент инерции ротора двигателя).

MA = 22 Нм

После приведения к валу двигателя получаем предварительное значение максимального динамического момента:

Динамический	Нм		Нм
момент		,

Согласно 1Oму условию пусковой момент M0 должен быть не меньше значения 5,5 Нм/3 = 1,83 Нм.

2. Эффективный вращающий момент при движении вверх и вниз:

Эффективный

Нм с

вращающий

момент

Нм

Согласно 2Oму условию пусковой момент M0 должен быть не меньше значения

1,85 Нм.

3. Внешний момент инерции:

Внешний момент

кг

кгм

инерции

об/мин

140			Практика приводной техники – Проектирование приводов

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1314 / 1614 15 16 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете Промышленный электропривод

#
02.05.2014595.97 Кб143Курсовая работа - Расчет электродвигателя для грузоподъемных механизмов.doc
#
02.05.2014311.3 Кб67Курсовая работа - Электропривод.xls
#
02.05.20142.85 Mб175Курсовой проект - Исследование частотного регулирования скорости асинхронного двигателя.doc
#
02.05.20145.85 Mб84Курсовой проект - Электропривод ротора фильтрующей подвесной центрифуги ФПН-100 с нижней выгрузкой осадка.doc
#
02.05.20147.8 Кб56Лабораторная работа №1.pdf
#
02.05.20144.98 Mб237Проектирование приводов.PDF
#
02.05.20141.69 Mб171Расчет и проектировние электрических машин постоянного тока.doc
#
02.05.2014351.31 Кб57Расчет тиристороного преобразователя в MathCad.xmcd
#
02.05.20141.98 Mб254Усольцев А.А. Частотное управление асинхронными двигателями.pdf
#
02.05.20141.41 Mб144Электромагнитная совместимость в приводной технике.pdf