Электропривод на производстве

       .

      По  каталогу, в соответствии с принятым ПВ_ст выбираем двигатель так, чтобы и скорость соответствовала . Данные выбранного двигателя представим в виде таблицы 1.

            Таблица 1.

 

      Так как угловая частота вращения выбранного двигателя отличается от предварительно заданной, то пересчитаем в соответствии с принятой новой частотой статические моменты ,Нм, всех режимов работы. Номинальная частота вращения двигателя :

      

      где - синхронная частота вращения двигателя, об/мин;

            - скольжение, о.е.

       Угловая скорость двигателя:

       В режиме холостого хода: 

       

       В режиме резания:

       

 

       4.  Построение уточненной нагрузочной диаграммы, проверка выбранного электродвигателя 
 

       При предварительном выборе мощности не были учтены периоды пуска, торможения, работа на пониженной скорости. Чтобы проверить достаточно ли мощности выбранного двигателя необходимо построить уточнённую диаграмму . Поскольку в задании на курсовой проект предусмотрена и пониженная скорость, которая обеспечивает необходимую точность остановки, то этот период тоже необходимо ввести в диаграмму. Время работы на пониженной скорости можно принять равным 1-5 с. Нагрузочную диаграмму представим на (рис.3б.) Для того чтобы быть уверенным в правильном построении диаграммы, в том же масштабе времени построим и тахограмму работы механизма (рис. 3а.), а также относительное расположение во времени детали и стола (рис. 3в.).

      Величины  ускорения и замедления не заданны. Если предельные ускорения не заданны, то со стороны механизма не предъявляется  особых требований, и в этом случае исходят из возможностей двигателя, т.е. из величины моментов, которые может развить двигатель при пуске и торможении.

      Значение  пускового момента , Нм, может быть принято как:

             , (10)

      где - номинальная мощность двигателя, Нм.

        Чтобы время пуска и торможения были одинаковы, то должно выполняться равенство:

             . (11)

      Поскольку в процесс работы могут иметь  место разные , то получаются разные значения . Так как в приводе трудно создать пусковые и тормозные моменты, подстраивающиеся под нагрузку, то необходимо взять меньшее значение из рассчитанных .

      По  выше приведенным формулам:

      

      

      После принятия значений и можно рассчитать параметры тахограммы и уточнённой нагрузочной диаграммы.

      Время переходного процесса (пуск, торможение) определяется как:

         . (12)

  Время пуска из этого уравнения, когда 

= 0, а определяется как:

         , (13)

где   - скорость двигателя при , предварительно можно принять равной ,рад/с;

       - приведённый к валу двигателя  момент инерции, кг·м².

      По  кинематической схеме механизма (рис. 1.), то приведённый к валу двигателя момент инерции можно определить по формуле:

       ,    (14)

где   - момент инерции двигателя, кг×м²;

- приблизительно можно взять если не заданны элементы - моменты инерции отдельных вращающихся частей кинематической схемы, связанные с двигателем передаточными числами ;

         - масса поступательно движущейся части механизма,т.

      

  Время перехода с номинальной скорости на пониженную: 

         , (15)

      где - пониженная скорость, рад/с,  .

      Время торможения до полной остановки:

                                                           

                                                     (16)

      В соответствии с выше приведенными формулами  рассчитаем длительность переходных процессов. Для прямого хода:

      

        

 

Рис.3. Тахограмма, нагрузочная диаграмма относительное  расположение детали и стола. 

       

         
 

       

       

       Для обратного хода:

       

       

      Для того, чтобы было легко переходить от линейных скоростей и ускорений к угловым скоростям и ускорениям пользуются так называемым радиусом приведения ,м:

         . (17)

  

         Ускорения , м/с², и замедления , м/с²,определяют их по формулам:

         ; ; . (18)

      Угловое ускорение или замедление ,рад/с², (вала двигателя) находим как:

         . (19)

  По  выше приведенным формулам:

      

              

 

          

          

           

                          

          

       Для заданного механизма главным  является не время работы с той  или иной нагрузкой, а путь, который должен пройти механизм за это время работы. Рассчитаем путь, который пройдёт механизм за время , , , а оставшееся время он должен будет пройти со скоростью ,м/с. Обозначим это время ,с, т.е. работу двигателя с установившейся скоростью.

      Путь  при пуске  ,м, торможение до пониженной скорости ,м, при работе на пониженной скорости ,м, и окончательном торможении можно найти:

         ; ; ; . (20)

      Механизм  со скоростью    должен пройти путь :

       ,    (21)

где - путь, м, который должен пройти механизм (по заданию).

      Время работы двигателя ,с, со скоростью ,м/с:

         . (22)

      Определим пути пройденные за время переходных процессов и при установившейся скорости, а также времена работы при установившейся скорости. 

    

  

  

          

  

      По  уточненной нагрузочной диаграмме вновь определим эквивалентный момент:

        (23) 
 

      Так как ПВ_ф=100%, то .

      Определим расчетную мощность , Вт:

      

      Сравним полученное значение мощности с мощностью выбранного электродвигателя: должно быть меньше мощности двигателя , - условие выполняется. 

 

5. Построение механических, электромеханических характеристик двигателя в четырех квадрантах 

      Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором  питается от тиристорного преобразователя  частоты и во всех режимах работает в зоне от 0 до . Для расчёта механической характеристики можно применить упрощённую формулу Клосса:

       ,      (25) 

где   - максимальный (критический) момент двигателя, Нм;

         - критическое  скольжение двигателя, о.е. 

        определяют по табличным данным, где задано

      

  Значение    берется из каталога. Задаваясь значениями в пределах от до , находим значения и ,где -скорость холостого хода, рад/с. По найденным точкам строим механическую характеристику (рис.4.). Расчеты произведем с использованием программы EXEL, результаты сведем в таблицу 2.

    Искусственная механическая характеристика при частотном управлении выражается формулой: