Контрольная работа: Расчеты показателей привода лебедки

🛑 👉🏻👉🏻👉🏻 ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻

Дана лебедка, для которой известно:
G гр
- масса поднимаемого груза (кг);
D б
- диаметр барабана лебедки (м);
g гр
- масса груза захватного устройства (кг);
i 1
- передаточное отношение первой шестереночной пары;
i 2
- передаточное отношение второй шестереночной пары;
J 1
- момент инерции малой шестерни (кг м 2
);
J 2
- момент инерции большой шестерни (кг м2);
ή гр
- КПД грузозахватного устройства между тросом и барабаном;
n дв
- частота вращения вала двигателя (об/мин);
J б
- момент инерции барабана лебедки (кг м2).
Рисунок 1- Кинематическая схема лебедки
Для заданной кинематической схемы лебедки требуется:
1.1 Определить приведенный к валу двигателя суммарный момент инерции редуктора, лебедки, груза;
1.2 Рассчитать приведенный к валу момент сопротивления при подъеме и спуске;
1.3 Определить значение мощности на валу редуктора (на валу двигателя) при подъеме и спуске груза, объяснить причину отличия мощности при подъеме и спуске груза.
Воспользуемся основным уравнением электропривода:
где М с
- приведенный к валу двигателя момент сопротивления, Н∙м
J- приведенный момент инерции системы, кг∙м 2

Кинетическая энергия при вращательном движении определяется по формуле
Кинетическая энергия при поступательном движении определяется по формуле
1.1 Найдем приведенный момент инерции приведенной системы по формуле
где - суммарный момент инерции редуктора, лебёдки и груза, который равен:
1.2 Найдем момент сопротивления на валу двигателя при подъеме и спуске груза:
Момент сопротивления на валу двигателя при подъеме определяется по формуле
Момент сопротивления на валу двигателя при спуске определяется по формуле
Определим силу тяжести груза по формуле
1.3 Определим значение мощности на валу двигателя при подъеме и спуске:
Разница мощностей при подъеме и спуске обуславливается тем, что при подъеме двигателю необходимо преодолеть силу тяжести груза и силу трения в подшипниках и редукторе. А при спуске двигатель выполняет роль тормоза и необходимая для равномерного спуска мощность делится между мощностью двигателя и потерями мощности в редукторе и других трущихся частях схемы.
По значению мощности приведенной к валу двигателя лебедки и необходимой скорости вращения вала редуктора необходимо выбрать двигатель постоянного тока (независимого) параллельного возбуждения типа 4П, 2П, П, ПБС, ПС и другие.
Для выбранного двигателя требуется:
2.1 Написать аналитическое уравнение, рассчитать и построить механическую и электромеханическую характеристики;
2.2 Написать аналитическое уравнение, рассчитать и построить механическую и электромеханическую характеристики при понижении напряжения на 30%;
2.3 Написать аналитическое уравнение, рассчитать и построить механическую и электромеханическую характеристики при ослаблении потока возбуждения на 20%;
2.4 Написать аналитическое уравнение, рассчитать и построить механическую и электромеханическую характеристики при веденном добавочном сопротивлении 4r я
;
б) значение добавочного сопротивления ограничивающего пусковой ток до 2,5I н
, графическим методом рассчитать пусковое сопротивления при пуске в три ступени;
2.6 Определить значения добавочного сопротивления в цепи якоря при спуске груза в режиме противовкючения на скорости 0,2ω н
. Построить механическую характеристику, написать ее уравнение и составить баланс мощности при номинальном токе;
2.7 Написать уравнение, построить график и определить скорость двигателя при спуске груза в режиме рекуперативного торможения. Составить баланс мощности.
2.8 Написать уравнение, построить график и определить добавочного сопротивления при спуске груза в режиме динамического торможения (ω=0,5 ω н).
Составить баланс мощности.
2.9 Определить скорость реального холостого хода, момент на валу двигателя соответствующего номинальной скорости.
По полученным данным из задачи №1 произведем выбор двигателя используя справочник электрических машин:
2.1Из курса электрических машин известны следующие соотношения между напряжением сети U, ЭДС Е, скоростью w, током I в установившемся режиме работы электрической машины:
где с - постоянный конструктивный коэффициент электрической машины; w - угловая скорость вращения якоря двигателя, рад/с; r я
- сопротивление якорной цепи двигателя, Ом; R доб
- добавочное сопротивление.
Решив совместно уравнения (1...3), получим:
Выражение (4) носит название электромеханической (или скоростной) характеристики двигателя. Характеристики строятся по двум характерным точкам.
Так как r я
не известно, то найдем r я
из формулы:
При I=0 найдем скорость из выражения (4):
Решив совместно уравнения (1...3), получим выражение механической характеристики:
При найдем из выражения (10) момент сопротивления на валу:
При М=0 найдем скорость двигателя из выражения (10):
Электромеханическая характеристика при понижении напряжения на 30%:
1 точка:
При найдем ток из выражения (6)
2 точка:
При I=0 находим скорость из выражения (8)
Механическая характеристика при понижении напряжения на 30%:
1 точка:
При найдем из выражения (10) момент сопротивления на валу:
2 точка:
При М=0 найдем скорость двигателя из выражения (10):
Электромеханическую характеристику при понижении магнитного потока на 20%:
1 точка:
При найдем ток из выражения (6)
2 точка:
При I=0 находим скорость из выражения (8)
Механическая характеристика при понижении магнитного потока на 20%:
1 точка:
При найдем из выражения (10) момент сопротивления на валу:
2 точка:
При М=0 найдем скорость двигателя из выражения (10):
Электромеханическую характеристику при добавлении в цепь добавочного сопротивления равным 4r я
:
1 точка:
При найдем ток из выражения (6)
2 точка:
При I=0 находим скорость из выражения (8)
Механическая характеристика при добавлении в цепь добавочного сопротивления равным 4r я
:
1 точка:
При найдем из выражения (10) момент сопротивления на валу:
2 точка:
При М=0 найдем скорость двигателя из выражения (10):
По значениям из пунктов 2.1, 2.2, 2.3, 2.4 строим механическую (рисунок 1) и электромеханическую (рисунок 2) характеристики.
2.5 а)Рассчитать напряжения при токе I=2,5I н
:
б) рассчитать значение добавочного сопротивления при I=2,5I н
:
Из выражения (5) при Е=0 выразим R д


Графическим методом рассчитываем пусковое сопротивление при пуске в три ступени:
Строим естественную электромеханическую характеристику при номинальном токе (рисунок 3) :
По полученному графику и при помощи масштаба найдем пусковые добавочные сопротивления для каждой ступени пуска:
, проверка сошлась, значит, сопротивление выбрано правильно.
2.6 Определим добавочное сопротивление при скорости 0,2ω н
в режиме противовключения (рис 4):
Выражение (1) в режиме противовключения примет вид:
7288,9Вт ≈ 7317Вт, баланс сошелся, следовательно, добавочное сопротивление подобранно правильно.
2.7 Определить скорость двигателя при спуске двигателя в режиме рекуперативного торможения
Скорость определяем графически (рисунок 4):
2.8 Определить добавочное сопротивление при спуске груза в режиме динамического торможения (рисунок 5) при скорости 0,5ω н
:
2.9 Определить скорость реального холостого хода, момент на валу двигателя соответствующей номинальной скорости:
Выбрать асинхронный двигатель типа: 4А, АИР. По значениям необходимой мощности и скорости лебедки, по паспортным данным электродвигателя рассчитать и построить:
3.1 Естественную механическую характеристику по пяти точкам. Определить скорость при подъеме груза;
3.2 Естественную электромеханическую характеристику по четырем точкам. Определить величину тока при подъеме груза;
3.3 Написать уравнение механической характеристики выбранного двигателя (формула Клосса) и построить график этой характеристики;
3.4 Искусственные механическую и электромеханическую характеристики двигателя при понижении напряжения на 30%. Определить возможность подъема груза, скорость и величину тока;
3.5 Полагают, что выбранный двигатель имеет фазный ротор. Построить искусственную характеристику при введении в цепь ротора добавочного сопротивления в 4 R рот
. Определить скорость подъема.
3.6 Искусственную механическую характеристику при повышении и понижении на 30% частоты сети. Определить рабочую скорость подъема груза и возможность установившейся работы двигателя;
3.7 Определить скорость опускания груза в режиме сверхсинхронного торможения;
3.8 Рассчитать значения добавочных активных сопротивлений в цепи статора ограничивающий пуск до 2I н
;
3.9 Графическим или графоаналитическим методами рассчитать добавочное сопротивление в цепи ротора двигателя в 3 и более ступени.
m min
=1,6 U л
=380 Вm max
=2,2 i п
=7
3.1 Естественную механическую характеристику по пяти точкам. Определить скорость при подъеме груза:
1 точка
- точка синхронной скорости
2 точка
– точка номинальной скорости и номинального момента
где S H
- номинальное скольжение двигателя.
3точка
– точка критического момента
Значение критического скольжения определяется:
где S к
- номинальное скольжение двигателя.
4 точка
– точка минимального момента
3.2 Естественную электромеханическую характеристику по четырем точкам. Определить величину тока при подъеме груза:
1 точка
– точка синхронной скорости
Ток статора, соответствующий w 0
(ток намагничивания):
3 точка
– точка критического скольжения
По полученным данным строим характеристики (рисунок 6 и рисунок 7).
3.3 Написать уравнение механической характеристики выбранного двигателя (формула Клосса) и построить график этой характеристики:
По формуле Клосса рассчитаем моменты двигателя:
По полученным данным строим характеристики (рисунок 6)
3.4 Искусственные механическую и электромеханическую характеристики двигателя при понижении напряжения на 30%. Определить возможность подъема груза, скорость и величину тока
Найдем момент сопротивления и ток при U=0,7U H
:
Полученные результаты заносим в таблицу №1. По данным из таблицы №1 строим электромеханические и механические характеристики(рис.6 и 7).
3.5 Полагают, что выбранный двигатель имеет фазный ротор. Построить искусственную механическую (рис. 6) характеристику при введении в цепь ротора добавочного сопротивления в 4 R рот
. Определить скорость подъема.
Зная критическое скольжение, найдем скорость двигателя:
3.6 Искусственную механическую характеристику при повышении и понижении на 30% частоты сети. Определить рабочую скорость подъема груза и возможность установившейся работы двигателя:
а) Найдем скорость двигателя и момент сопротивления при повышении частоты на 30%:
Зная скорость и скольжение найдем критический момент сопротивления двигателя:
По значению критического момента найдем момент сопротивления двигателя по формуле Клосса:
б) Найдем скорость двигателя и момент сопротивления при понижении частоты на 30%:
Зная скорость и скольжения найдем критический момент сопротивления двигателя:
По значению критического момента найдем момент сопротивления двигателя по формуле Клосса:
Остальные моменты рассчитываются аналогично. Результаты заносим в таблицу 3. По данным из таблицы 3 строим график механической характеристики(рис.8).
3.7 Определить скорость опускания груза в режиме сверх синхронного торможения:
Тогда механическая характеристика в режиме сверх синхронного торможения примет вид(рис.6) .
Скорость в режиме сверхсинхронного торможения будет находиться графически. Из задачи 1 берем момент сопротивление при спуске и откладываем его на графике. Из точки пересечения момента и механической характеристики сверх синхронного торможения проводим прямую до оси скоростей и получаем скорость двигателя при спуске.
3.8 Рассчитать значения добавочных активных сопротивлений в цепи статора ограничивающий пуск до 2I н
;
Для расчета R
ДОБ

и x
ДОБ

надо знать cosφ ПУСК
:
Активное сопротивление рассчитываем по формуле:
Индуктивное сопротивление рассчитываем по формуле:
3.9 Графическим методом рассчитать добавочное сопротивление в цепи ротора двигателя при пуске в 3 и более ступени.
Строим естественную механическую характеристику по 3 точкам. 1 точка
- точка синхронной скорости
2 точка
– точка номинальной скорости и номинального момента
где S H
- номинальное скольжение двигателя.
3точка
– точка критического момента
где S к
- номинальное скольжение двигателя.
Строим механическую характеристику при номинальном моменте(рис.9):
Определяем сопротивления по ступеням:
Как проверку определим сопротивление ротора и сравним его с полученным графическим методом:
0,36≈0,4, отсюда следует решение верно.
1.Грачев Г.М. «Электромеханические свойства двигателей» Челябинск,2006
2. «Справочник по электрическим машинам» под ред.Копылова И.П.-Москва,Энергоатомиздат,1988
3.Н.И. Кондратенков, Л.А. Баранов, Л.А. Саплин, В.И. Антони «Электропривод и электрооборудование в сельском хозяйстве» Челябинск,2003
4. Г.М. Грачев, А.С. Знаев, В.И. Антони «Методические указания к контрольным заданиям по основам электропривода»-Челябинск,1993
5. А.Г. Возмилов, М.Я. Ермолин, И.М. Кирпичникова, В.Н. Сажин «Электрооборудование и средства автоматизации в агропромышленном комплексе»-Челябинск,2008
6.Кондратенков Н.И., Грачев Г.М., Антони В.И. «Электропривод в сельском хозяйстве». Челябинск,20002.

Название: Расчеты показателей привода лебедки
Раздел: Промышленность, производство
Тип: контрольная работа
Добавлен 04:17:18 04 января 2011 Похожие работы
Просмотров: 1081
Комментариев: 15
Оценило: 2 человек
Средний балл: 5
Оценка: неизвестно   Скачать

Срочная помощь учащимся в написании различных работ. Бесплатные корректировки! Круглосуточная поддержка! Узнай стоимость твоей работы на сайте 64362.ru
Привет студентам) если возникают трудности с любой работой (от реферата и контрольных до диплома), можете обратиться на FAST-REFERAT.RU , я там обычно заказываю, все качественно и в срок) в любом случае попробуйте, за спрос денег не берут)
Да, но только в случае крайней необходимости.

Контрольная работа: Расчеты показателей привода лебедки
Сочинение Про Урок
Контрольная Работа На Тему Дисперсійний Аналіз Та Побудова Статистичних Графіків
Условные и безусловные рефлексы
Вирусы Реферат Информатика
Реферат: Жизнь и творческий путь Паоло Веронезе
Курсовая работа по теме Кран мостовой
Реферат по теме "Стандарты безопасности" мониторов - гарантируют ли они безопасность?
Архитектура Московского Кремля Реферат
Отчет по практике по теме Процесс переработки нефти на ЗАО "Павлодарский НПЗ"
Курсовая работа по теме Теоретические основы определения нормы права и его видов
Сочинение Про Лучшую Подругу 9 Класс
Реферат: Учебно-методические материалы по курсу «Правовое регулирование природопользования в Российской Федерации» для студентов 5 курса по специальности «юриспруденция» краснодар, 2007
Курсовая работа по теме SWOT-анализ социально-экономического развития Краснозерского района Новосибирской области
Российский Банк Диссертаций
Реферат: Рыночная экономика в России и за рубежом. Скачать бесплатно и без регистрации
Дипломная работа: Проблемы уголовного законодательства Российской Федерации в вопросах наказания
Реферат: Человеческий фактор на формирование и деятельность организации
Ботанические Сады России Реферат
ТЕМА ФУНКЦИИ НЕСКОЛЬКИХ ПЕРЕМЕННЫХ
Опасность Ситуации Возникающие Повседневной Жизни Реферат
Контрольная работа: Типологические характеристики первобытного человека
Доклад: Как спасти продукт при помощи скрытого позиционирования
Реферат: Исследование времени простой реакции на свет и звук