Учебная работа. Расчет асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором типа 4MTKF(H)112L6

Учебная работа. Расчет асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором типа 4MTKF(H)112L6

ОГЛАВЛЕНИЕ

• Введение
• 1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
• 2. РАСЧЕТ МОЩНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ
• 2.1 Нагрузочные диаграммы скорости РО
• 2.2 Нагрузочные диаграммы моментов РО
• 3. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ МОЩНОСТИ И ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
• 4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРЕДАТОЧНОГО ЧИСЛА И ВЫБОР РЕДУКТОРА
• 5. РАСЧЕТ ПРИВЕДЕННЫХ СТАТИЧЕСКИХ МОМЕНТОВ системы ЭЛЕКТРОПРИВОД — РАБОЧАЯ МАШИНА
• 7. РАСЧЕТ СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОПРИВОДА
• 8. СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ
• Заключение
• Библиографический перечень

Введение

В современной индустрии для увеличения производительности труда везде употребляются электроприводы разных устройств.
Конкретно он является главным пользователем электронной энергии и основным источником механической энергии в индустрии.
Отличительной чертой электропривода является возможность производства приводов под самые разные требования индустрии, под различную требуемую мощность и скорость, возможность воплотить различные виды движения исполнительных органов с относительно малыми потерями и относительно большенный надежностью.
1. ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Цепной транспортер служит для передачи заготовки по направляющим с рольганга 2 на рольганг 6. движение заготовки обеспечивается при помощи упоров, закрепленных на цепях, натянутых меж звездочками ведущего и ведомого валов.
В начальном положении транспортера упоры размещаются за рольгангом 2. Опосля подачи заготовки и остановки рольганга транспортер разгоняется, через 0,2 м зацепляет заготовку и перемещает её на рабочей скорости Vp к рольгангу 6. Опосля заслуги заготовкой требуемого положения транспортер реверсируется и на скорости Vв>Vp ворачивается в начальное положение.
Последующий цикл начинается с момента подачи на рольганг 2 новейшей заготовки и ее полной остановки на рольганге.
Рис 1. Кинематическая схема цепного транспортера:
1 — ведомый вал со звездочками; 2 и 6 — рольганги; 3 — упор; 4 — заготовка; 5 — цепь; 7 — ведущий вал со звездочками; 8 — тормозной шкив; 9 — редуктор; 10 — электродвигатель
Таблица 1. Начальные данные

Масса вала со звездочками

Поперечник звездочки

момент инерции вала со звездочками

Масса заготовки

Длина перемещения заготовки

Скорость рабочего хода

время работы

Число циклов

т

м

кг*м2

т

м

м/с

с

1/ч

mВ

D

Jр

mЗ

L

Vp

tp

z

2,4

0,3

60

7

5

0,4

25

70

Принять:
aДОП = 1 м/с2 — допустимое убыстрение;
dCT = 0,25•D-диаметр шеи ролика;
JШ =0,4 кг•м2- момент инерции тормозного шкива;
Vв =1,5•Vp — скорость возвратимого движения, м/с;
2. РАСЧЕТ МОЩНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ

2.1 Нагрузочные диаграммы скорости РО

На базе начальных данных рабочей машинки рассчитывают и строят зависимости скорости рабочей машинки от времени v(t).

Время запуска tп до установившейся скорости с допустимым убыстрением, торможения tт от установившейся скорости до остановки:

— при прямом движении:

— при возвратимом движении:

Путь, проходимый за время запуска (торможения) рабочей машинкой:

— при прямом движении:

— при возвратимом движении:

время установившегося режима движения со скоростью Vр и Vв:

— при прямом движении:

— при возвратимом движении:

2.2 Нагрузочные диаграммы моментов РО

Расчет статического момента.
Статическое сопротивление в рабочей машине создается силами трения в подшипниках и силами трения качения.
— при прямом движении
,
где — момент сил трения в подшипниках:
где масса вала со звездочками,кг;
— масса передвигающегося тела, кг;
— поперечник шеи ролика, м;
— коэффициент трения скольжения в подшипниках;
g= 9.81 м/с2 — убыстрение силы тяжести;

где — момент сил трения скольжения тела по горизонтальной плоскости:
где — масса передвигающегося тела, кг;
— коэффициент трения скольжения тела по плоскости;
g= 9.81 м/с2 — убыстрение силы тяжести;
— поперечник звездочки;
— при возвратимом движении
Расчет динамического момента.
Для определения динамических моментов рабочей машинки рассчитываются моменты инерции рабочей машинки.
— при прямом движении
где — момент инерции рабочего органа;
момент инерции вала со звездочками;
масса заготовки;
— поперечник звездочки;
— при возвратимом движении
где момент инерции тормозного шкива;
Сейчас для всякого режима рабочей машинки определим динамические моменты.
— при прямом движении
— при возвратимом движении
Полный момент рабочей машинки:
— при прямом движении
,
где статический момент при прямом движении;
динамический момент при прямом движении;
.
— при возвратимом движении
,
где статический момент при возвратимом движении;
динамический момент при возвратимом движении;
Таблица 2. Подготовительный расчет нагрузочных диаграмм

Участок движения

движение с грузом

Движение без груза

Запуск

Уст.режим

торможение

Запуск

Уст.режим

Торможение

t, с

0.5

13.5

0.5

0.75

8.583

0.75

Мрост

Мродин

0

0

Мро

По результатам обозначенных расчетов с учетом времени запуска, торможения, установившегося режима построена нагрузочная диаграмма моментов рабочей машинки для всякого режима работы.

3. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ МОЩНОСТИ И ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

На основании построенной нагрузочной диаграммы момента рабочей машинки можно высчитать среднеквадратичное

где Мк — момент на к-м участке;

к=1, … , m, где под участком понимается просвет времени, в течение которого происходит разгон, либо торможение, либо работа с неизменной скоростью;

tk — продолжительность k-го участка.

длительность включения ПВФпо времени работы tk на всех m участках движения времени:

где

Расчетная мощность мотора быть может определена по соотношению

где vо — основная скорость движения РО (при работе мотора на естественной механической характеристике), м/ с;

D — поперечник звездочки, м;

ПВКАТ — наиблежайшее к ПВФ каталожное

k1 — коэффициент, учитывающий динамические перегрузки, обусловленные вращающимися элементами электропривода (движок, редуктор), также утраты мощности в редукторе, примем k1=1.5

По справочнику избираем асинхронный движок с короткозамкнутым ротором типа 4MTKF(H)112L6для режима ПВ=40%. Каталожные данные мотора представлены в таблице 3.

Таблица 3. Каталожные данные мотора типа 4MTKF(H)112L6для режима ПВ=40%

Наименование

Рн, кВт

2.2

nн, о/мин

880

Iн, А

6.8

cosц

0.73

Iп, А

22.7

Мп, кг*м2

62

Ммакс, кг*м2

64

r1, Ом

2.97

I0, А

4.81

RКЗ, Ом

9.66

ХКЗ, Ом

5.87

Kr

5.9

JДВ, кг*м2

0.035

Рн — номинальная мощность на валу;

nн — номинальная частота вращения;

Iн — номинальный ток (статора);

cosц — коэффициент мощности в номинальном режиме;

Iп — пусковой ток;

Мп — пусковой момент;

Ммакс — наибольший (критичный) момент; r1 — активное сопротивление фазной обмотки статора;

I0 — ток холостого хода для номинального режима;

RКЗ- активное сопротивление недлинного замыкания;

ХКЗ — индуктивное сопротивление недлинного замыкания;

Kr — коэффициент приведения сопротивлений;

JДВ — момент инерции мотора.

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРЕДАТОЧНОГО ЧИСЛА И ВЫБОР РЕДУКТОРА

Передаточное число редуктора определяется по номинальной скорости

вращения избранного мотора щн и главный скорости движения

исполнительного органа V0,

где D — поперечник звездочки, м;

щн — скорость вращения мотора, рад/с.

В таблице 3 задана номинальная частота вращения мотора в о/мин, скорость вращения мотора в рад/с определяется по формуле:

Найдем передаточное число редуктора:

Исходя из требуемого значения jр по справочнику избираем цилиндрический двухступенчатый редуктор типа РМ 500. Каталожные данные избранного редуктора предоставлены в таблице 4.

Таблица 4.Каталожные данные редуктора типа РМ 500

Наименование технических черт

Передаточные числа

35.5

Допускаемая круговая консольная перегрузка, Н

на быстроходном валу

3500

на тихоходном валу

22000

Номинальный вращающий момент на тихоходном валу, Н.м

2332

КПД

0.95

Масса, кг

390

движок короткозамкнутый ротор

5. РАСЧЕТ ПРИВЕДЕННЫХ СТАТИЧЕСКИХ МОМЕНТОВ системы ЭЛЕКТРОПРИВОД — РАБОЧАЯ МАШИНА

Опосля выбора мотора и редуктора, когда понятно передаточное число, коэффициент полезного деяния и КПД редуктора, статические моменты рабочей машинки, приведенные к валу мотора, рассчитываются по формуле:

1. ;

2. ;

3. ;

4. ;

5. ;

6. .

Рассчитаем номинальный момент мотора:

Из проверки следует, что при избранном оборудовании обеспечивается резерв крутящего момента, рабочая машинка способна выполнить предполагаемые технологические требования.

6. ВЫБОР ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ

Выбор преобразователей осуществляется по каталогам электротехнической индустрии на базе номинальных данных за ранее избранного мотора:

?

?,

где , — соответственно номинальные линейное напряжение и фазный ток статора мотора;

, — соответственно номинальные линейное напряжение и ток перегрузки преобразователя частоты.

Беря во внимание эти равенства, выберем преобразователь ATV58HU18M2 с однофазным напряжением питания. Каталожные данные преобразователя представлены в таблице 5.

Таблица 5.Каталожные данные преобразователяATV58HU18M2

Pпр, кВт

3

Iпр, А

24.7

Uпр, В

220

cosц

0.78

7. РАСЧЕТ СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОПРИВОДА

Потому что система мотора ПЧ-АД, воспользуемся программкой MatLAB для построения механической свойства асинхронного мотора.

Механическая черта асинхронного мотора типа 4MTKF(H)112L6, построенная при помощи программки MatLAB,

Набросок 3. Механическая черта асинхронного мотора типа 4MTKF(H)112L6

На рисунке 3 черным цветом обозначена естественная механическая черта, голубым — искусственная черта.

Обеспечим попадание в точку 1 с координатами:

😉

Набросок 4. Механическая черта АД при попадании в точку 1 и в точку 2 с координатами:; )

Набросок 5.Механическая черта АД при попадании в точку 2

8 СХЕМА ПОДКЛЮЧЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Набросок 6. Схема преобразователя частоты типа ЭКТР3

Обозначения на схеме:

QF — автоматический выключатель

В — выпрямитель

ФС — Многофункциональная система

ТК — тиристоры коммутирующие

АИН -автономный инверторами напряжения

VT6 — трансформатор

U — напряжение

M — трехфазный АД

L — дроссельподзаряда

Заключение

В процессе курсовой работы были проведены расчёты статических и динамических моментов, мощности мотора. По рассчитанным данным был избран асинхронный движок с короткозамкнутым ротором типа 4MTKF(H)112L6 для режима ПВ=40%.
Для данного мотора было определено передаточное число, по которому в предстоящем был избран цилиндрический двухступенчатый редуктор типа РМ 500.Рассчитаны приведенные статические моменты системы электропривод — рабочая машинка, проведена их проверка. Рассчитаны статические свойства электропривода, построены механические свойства мотора.
В итоге было получено, что разработанный электропривод удовлетворяет всем нужным требованиям проверок, обеспечивает данный режим работы.
Библиографический перечень

1. Анфимов, М.И. Редукторы: система и расчет: альбом / М.И. Анфимов.- М.: Машиностроение, 1993. — 432 с.
2. Асинхронные электродвигатели серии 4А: Справочник / А.Э.Кравчик, М.Н.Шлаф, В.И.Афонин и др. — М.: Энергоатомиздат, 1982
3. Гельман, М.В. Преобразовательная техника: учебное пособие / М.В. Гельман, М.М. Дудкин, К.А. Преображенский. — Челябинск: Издательский центр ЮУрГУ, 2009. — 425 с.
5. Драчев, Г.И. Теория электропривода: учебное пособие в 2 ч. / Г.И. Драчев. — Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2005. — Ч.1. — 207 с; Ч.2. — 203 с.
6. Драчев, Г.И. Теория электропривода: учебное пособие к курсовому и дипломному проектированию. — Челябинск: Изд. ЮУрГУ, 2012. — 168 с.
]]>