Проектирование картофелеочистительных машин

Автор: Пользователь скрыл имя, 11 Января 2012 в 11:08, курсовая работа

Описание работы

Рациональное проектирование современного автоматизированного электропривода требует глубокого знакомства с условиями работы производственного механизма, для которого привод предназначен. Высокая производительность механизма и хорошее качество обработки продуктов могут быть обеспечены лишь при надлежащем сочетании статических и динамических характеристик привода и рабочей машины. Кинематика и конструкция всей рабочей машины в целом в значительной мере определяется типом примененного привода. В то же время имеет место и обратное влияние рабочей машины на привод.

Содержание

Введение ……………………………………………………………………...
1 Выбор системы и разработка функциональной схемы электропривода …
1.1 Выбор системы электропривода ………………………………………..
1.2 Выбор электродвигателя…………………………………………………
1.3 Разработка функциональной схемы электропривода………………….
2 Проектирование элементов силовой цепи ……………………………….
2.1 Разработка схемы преобразователя……………………………………..
2.2 Расчет преобразователя………………………………………………….

2.3 Расчет и построение статических характеристик электропривода…...
3 Проектирование принципиальной схемы электропривода…………….
3.1 Разработка эквивалентной структурной схемы электропривода с определением передаточных функций элементов…………………………

3.2 Проектирование принципиальной схемы электропривода……………

Заключение…………………………………………………………………...

Библиографический список………………………………………………….

Работа содержит 1 файл

Копия privod2,0,6 Загидулина.doc

— 1.55 Мб (Скачать)

     Минимальную частоту вращения рабочего органа, исходя из условия отбрасывания клубня от центра к периферии, определяют по формуле [9, Ф 3.3]. Принимается минимальное расстояние от центра вращения рабочего органа до центра тяжести клубня rmin = 0,58 = 0,5·0,07 = 0,035 м и коэффициент трения между продуктом и абразивной поверхностью f = 1,0. Тогда: 

,       (1.7)

     где nmin– минимальная частота вращения рабочего органа, об/мин.

     Минимальное число оборотов конического рабочего органа, необходимое для попадания клубня на стенку рабочей камеры, определяется по формуле [9, Ф 3.6]. Принимается расстояние от оси вращения до центра тяжести клубня r = rк = 0,12 м и коэффициент проскальзывания Кск = 0,6. Следовательно, 

              > =   = 284,3 об/мин,       (1.8)

     где Кск– коэффициент проскальзывания.

             

     Определяется действительная частота вращения конического рабочего органа для интенсификации процесса: 

     n=1,6nmin=1,6·199,9=319/8 об/мин.       (1.9)
 

     Окончательно  принимается п = 320 об/мин.

     Мощность, необходимая для преодоления сил трения между рабочим органом и клубнями, клубней друг о друга и стенку камеры рассчитывается по формуле [9, Ф 3.15]. Принимается радиус приложения суммарной силы трения rтр = 0,4D = 0,4·0,36 = 0,144 м и коэффициент, учитывающий, что не все подброшенные клубни создают силы трения, φт = 0,5. Тогда: 

·13,2·9,81·1,0·0,144·0,5=312  Вт,       (1.10)

где  момент трения между рабочим органом и продуктом, Н· м;

              – суммарная сила трения, Н;

              n– частота вращения очистительного диска, об/мин.

     Мощность, затрачиваемая на подбрасывание клубней, вычисляется по формуле [9, Ф 3.17]при коэффициенте подброса клубней kn = 0,7: 

     
=13,2·9,81·(0,21+0,1) ·
· 0,7·0,6=90 Вт,      
(1.11)

где   – высота подброса клубней, м;

              – коэффициент подброса клубней.

     Принимая  механический КПД ηм = 0,75, определяется мощность электродвигателя по формуле: 

     N=
=
=0,47 кВт,      
(1.12)

где   – мощность, необходимая для преодоления силы трения клубней друг о друга, о диск и стенку камеры, Вт;

            – мощность, затрачиваемая на подбрасывание клубней, Вт. 

     По  справочным данным [10] исходя из условий:

     Рном ³ РЭ    и    nном » n 

     Выбирается электродвигатель серии 2ПН112МГУХЛ4 со следующими характеристиками:

  • мощность Р=0,6 кВт;
  • максимальная частота вращения двигателя nмах=2500 об/мин;
  • номинальная частота вращения двигателя n=800 об/мин;
  • КПД h=60,5%;
  • сопротивление обмотки якоря Rя=5,07  Ом;
  • сопротивление обмотки добавочных полюсов Rдп=4,5 Ом;
  • сопротивление обмотки возбуждения Rов=61,4 Ом;
  • индуктивность цепи якоря L=58 мГн;
  • момент инерции I=0,015 кг×м2.
 

     Рассчитываются параметры двигателя

     
     
(1.13)

где  номинальная частота вращения рабочего органа, об/мин. 
 

     Номинальный момент:

     
     
(1.14)
 

     Номинальный ток возбуждения:

     
     
(1.15)
 

     Из  выражения

     
(1.16)
 

     Получается значение номинального тока якоря

     
(1.17)
 

     Определяется сопротивление якорной цепи:

     
     
(1.18)
 

     Принимая  , получится

     
 Ом
     
(1.19)
 
     
 
(1.20)
 

     1.3 Разработка функциональной  схемы электропривода 

     Системы регулируемого электропривода являются замкнутыми системами. В них используются обратные связи по току, напряжению, ЭДС и скорости вращения двигателя. В настоящее время в регулируемых приводах в основном применяются две структуры: Системы с общим суммирующим усилителем, в которых задающий сигнал и сигнал обратной связи подаются на общий суммирующий усилитель. Системы с подчиненным регулированием координат, в которых число регуляторов равно числу регулируемых величин. В таких системах выходной сигнал одного регулятора является задающим для другого.

     Система с общим суммирующим усилителем является системой с одним регулятором – совокупностью суммирующего усилителя и корректирующего устройства. Это определяет ее положительные и отрицательные стороны. К плюсам относится простота системы, к недостаткам – с помощью одного регулятора нельзя обеспечить регулирование нескольких параметров электропривода.

     В 60-х годах была предложена другая структура, которая нашла широкое применение: система регулируемого электропривода с подчиненным регулированием координат. Так как в таких системах выходной сигнал одного регулятора является задающим для другого, то ограничивая выходную величину первого регулятора легко обеспечивалось ограничение регулируемой величины. Однако наличие нескольких регуляторов усложняет расчет всей системы.

     Таким образом, выбирается система регулируемого электропривода с общим суммирующим усилителем, функциональная схема которой изображена на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2  – Функциональная схема регулируемого электропривода:             Uзс – задатчик скорости; A – суммирующий усилитель; U – силовой преобразователь; LM – обмотка возбуждения; Uт – датчик тока;                          М – двигатель; BR – тахогенератор 
 

     2 Проектирование элементов силовой цепи

 
 

     2.1 Разработка схемы  преобразователя  

     Первые  преобразователи, которые применялись  в регулируемом электроприводе постоянного тока, были электромашинные усилители, которые содержали генератор постоянного тока и асинхронный или синхронный двигатель. Они позволяли преобразовывать энергию переменного тока в энергию постоянного тока и регулировать величину напряжения изменением напряжения на обмотке возбуждения генератора. Для этого использовали машинные усилители. Однако они имели существенные недостатки такие как: низкий КПД, наличие двух машин увеличивало шум, стоимость и габариты системы.

     При не больших мощностях использовались системы с магнитным усилителем, основой которого служит ферромагнитный сердечник с обмотками.

     В настоящее время в электротехнике широко применяются вентильные преобразователи: выпрямители, инверторы, преобразователи частоты. Управляемые вентильные преобразователи чаще используются для якорного управления двигателем независимого возбуждения и являются управляемыми выпрямителями. Источником энергии является сеть переменного тока.

     Принцип управления состоит в том, что  в положительный период вентиль  подобно ключу открывается и  подает напряжение к якорю. Изменяя момент (фазу) открытия вентиля, меняют среднее значение напряжения на якоре и, таким образом, управляют работой двигателя. Напряжение и ток на выходе такого преобразователя содержат постоянные и переменные составляющие.

     В качестве управляемых вентилей применяются  тиристоры.

     Существует  большое число различных схем управляемых выпрямителей: однополупериодные и двухполупериодные (мостовые) с различным числом фаз, полностью управляемые и полу управляемые.

     В качестве преобразователя выбирают мостовую, полностью управляемую, трехфазную схему управления изображенную на рисунке 2.1. 

Рисунок 2.1 – Схема управления электроприводом 

     В отличие от других схем эта схема  имеет меньшие пульсации, частота  в 2 раза выше, нет постоянного подмагничивания. Однако для управления тиристорами  необходима более сложная схема  управления.

     Управляющие сигналы, которые открывают тиристоры, подаются в последовательности VS1-VS6-VS3-VS2-VS5-VS4 со сдвигом 60О, т.е. фазность выпрямления m=6, причем тиристоры VS1, VS3 и VS5 открываются в положительные, а тиристорыVS2, VS4, VS6– в отрицательные полупериоды фазных напряжений. Так как интервал проводимости каждого тиристора равен 120О, в каждый момент времени открыты два тиристора (по одному в плече моста). 
 
 
 
 

     2.2 Расчет преобразователя 

     Расчет  ведется для задаваемых параметров: линейное напряжение U1=380 В, фазное напряжение U=220 В,ЭДС преобразователя при полностью открытых тиристорах Е=UЯН.

     Из  формулы: 

     
     
(2.1)

     Напряжение на вторичной обмотке трансформатора: 

     
(2.2)
 

     Уточняется значение 

     Е2· КС· Кa· КР=162,9·1,1·1,2·1,05=225,8В,

где    КС =1,1 – коэффициент запаса по напряжению, учитывающий возможность понижения напряжения в сети;

     Кa=1,2 – коэффициент запаса, учитывающий не полное открытие вентилей при максимальном сигнале управления;

Информация о работе Проектирование картофелеочистительных машин