Курсовая работа: Разработка регулируемого электропривода механизма с заданным рабочим циклом
💣 👉🏻👉🏻👉🏻 ВСЯ ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻
Разработка регулируемого электропривода механизма с заданным рабочим циклом
- тип исполнительного органа – привод подачи станка;
- параметры рабочего цикла, отнесенные к рабочему органу:
Среди большого разнообразия производственных электрифицированных агрегатов механизмы циклического действия относятся к числу основных в современных системах автоматического управления технологическими процессами. Отличительной особенность названных механизмов является режим работы, состоящий из ряда повторяющихся циклов. Каждый рабочий цикл включает, кроме участков установившейся работы или паузы, участки пуска, торможения и реверса. К этой группе относятся также и позиционные механизмы, рабочий орган которых должен в определённые моменты времени занимать строго определённые положения.
Требования к электроприводу названных механизмов продиктованы напряжённым пуско-тормозным режимом работы с большим числом включений в час, необходимостью регулирования скорости в широком диапазоне, надёжностью и экономичностью. В большой степени это относится к металлургическому производству, так как обработка металла связана с выполнением многочисленных циклических операций. Эти механизмы часто играют первостепенную роль в повышении производительности труда и эффективности производства, что подтверждает большую значимость рассматриваемых систем электропривода. Кроме того, общая мощность двигателей механизмов циклического действия составляет значительную часть мощности всех установленных двигателей.
1. Выбор рациональной схемы электропривода с учетом дополнительных требований
Автоматизированные электроприводы, и в особенности электроприводы с полупроводниковыми преобразователями, получают в последние годы всё большее практическое применение. Технические средства, используемые при создании автоматизированных электроприводов с полупроводниковыми преобразователями, непрерывно совершенствуются, а технико-экономические требования к таким электроприводам, всё более повышаются. Одним из наиболее перспективных направлений в создании высококачественных и надёжных автоматизированных электроприводов явилось в последние годы широкое применение в них микропроцессоров, микро-ЭВМ, элементов и устройств цифровой техники.
Указанному перспективному направлению в развитии автоматизированного электропривода в значительной мере отвечают цифровые электроприводы с силовыми транзисторными ключами (например, на IGBT-транзисторах). Как известно, подобные электроприводы отличаются весьма существенными достоинствами, в частности высокими энергетическими показателями – КПД и коэффициентом мощности, малыми габаритами и массой, стабильностью характеристик и их слабой зависимость от параметров силовых транзисторов, работающих в ключевом режиме, высоким быстродействием, возможность оптимизации параметров электроприводов с помощью микропроцессоров и микро-ЭВМ.
Выбор системы электропривода возможен на основе сравнительного анализа технических данных, приведенных в табл. 1
, и исходных данных на проектирование электропривода с учетом изложенных выше особенностей применения наиболее распространенных систем электропривода постоянного тока.
Таблица 1. Технические показатели систем электропривода
* – в зоне частотного регулирования 5…20 Гц,
Необходимая средняя полезная мощность двигателя:
Исходя из этих условий выбираем систему . Основные технико-экономические свойства этой системы приведены в табл. 2.
Таблица 2. Удельная стоимость электрооборудования, усл. ед./кВт
2. Выбор типа и параметров передаточного устройства и приведение механических величин к валу электропривода
Передаточное устройство привода преобразует вращательное движение электродвигателя в поступательное движение исполнительного органа. В современных электроприводах существует тенденция упрощения передаточного устройства путем исключения промежуточных звеньев в виде редукторов или других механизмов. При этом заметно возрастает точность, быстродействие и надежность привода.
Для электропривода подачи станка выбираем передачу винт-гайка качения. Преимуществами передач винт-гайка качения является: 1) возможность полного устранения зазора в резьбе и создания натяга, обеспечивающего высокую осевую жесткость, 2) низкие потери на трение; к. п. д. этих передач достигает 0.95, 3) почти полная независимость силы трения от скорости и очень малое трение покоя, что обеспечивает равномерность движения.
Кинематическая схема электропривода приведена на рис. 1.
Рис. 1. Кинематическая схема электропривода
Основным параметром при расчёте передачи винт-гайка качения является рабочая часть ходового винта:
По табл. 10
определяем параметры винта, при условии :
Шаг винта определяем из стандартного ряда, учитывая рекомендации:
Исходя из параметров винта по табл. 7
определяем параметры передачи винт-гайка качения с натягом:
Радиус приведения к валу двигателя по:
Скорость вращения вала двигателя по :
Приведение скорости рабочего органа к валу двигателя сведено в табл. 3
.
Таблица 3. Скорость рабочего органа и вала двигателя в момент -ого цикла
Момент приведённый к валу двигателя по :
Статический момент на валу двигателя :
Коэффициент трения в направляющих качения с танкетками примем по:
Момент сопротивления на валу двигателя от силы трения в направляющих :
Момент трения в шариковой паре при наличии предварительного натяга :
Количество подшипников ходового винта:
Внутренний диаметр подшипников табл. 12 [1, стр. 40];
Момент от сил трения в подшипниковой паре при наличии предварительного натяга [4, стр. 457];
Приведение статического момента к валу двигателя сведено в табл. 4
.
Таблица 4. Статический момент и сила резания в момент -ого цикла
Момент инерции рабочего органа, приведенный к валу двигателя:
Момент инерции ходового винта, приведенный к валу двигателя :
3. Предварительный выбор электродвигателя
Выбор электродвигателя производится из условий эксплуатации, требований, предъявленных к системе. В приводах подач металлорежущих станков применяются высоко-моментные двигатели постоянного тока серий ДК, ПБВ, 2ПБВ, ДПУ, ДПМ, 2ДПМ, ДБМ, ДВМ, 2ДВМ.
Т.к. в данном электроприводе статический момент сопротивления на валу двигателя изменяется в достаточно широких пределах, произведем выбор двигателя по эквивалентному моменту:
По табл. 23.10
выбираем высоко-моментный двигатель ПБВ132М со следующими параметрами:
Номинальная частота вращения электродвигателя:
Номинальная мощность электродвигателя:
Суммарный момент инерции механизма:
Из условия ограничения ускорения при пуске значением в , имеем:
Из условия ограничения ускорения при торможении значением в , имеем:
4. Выбор схемы главной электрической цепи привода, тип управляемого преобразователя, расчёт параметров элементов схемы
Схема системы с соединение питающего трансформатора и мостовой схемой выпрямления приведена на рис. 2. Выберем симметричный режим работы преобразователя.
Выберем оптимальную серию трансформаторов :
Коэффициент трехфазной мостовой схемы по табл. 5.1.:
Расчётная мощность трансформатора [6, стр. 194]:
Выбираем трансформатор с основными параметрами:
Полное сопротивление фазы трансформатора, приведённое ко вторичной обмотке :
Активное сопротивление фазы трансформатора :
Индуктивное сопротивление фазы трансформатора :
Индуктивность фазы трансформатора [6, стр. 226]:
Имея коэффициенты , и порассчитаем критическую индуктивность силовой цепи:
Индуктивность сглаживающего дросселя по :
Выпрямительные диоды выберем с учётом перегрузочной способности двигателя – :
В качестве обратных диодов - диоды, марки :
Сглаживающий конденсатор выберем марки по :
В качестве транзисторных ключей используем – транзисторы, марки :
Суммарное сопротивление якоря и реактора:
Жесткость механической характеристики:
Параметры рабочих режимов сведены в табл. 5
Таблица 5. Параметры рабочих режимов
Напряжение на выходе выпрямителя (пренебрегая нелинейностью вентилей):
Напряжение на выходе (пренебрегая нелинейностью – транзисторов) при :
Относительная длительность включения [8, стр. 77]:
Жесткость механической характеристики:
Результаты расчета механических характеристик сведены в табл. 6.,
статические механические характеристики приведены на рис. 3 и рис. 4.
Таблица 6. Статические механические характеристики
Рис. 3. Статические механические характеристики.
6. Выбор способа формирования и произведение расчета переходных процессов в электроприводе
Выберем линейный способ формирования задания на скорость с коэффициентом нарастания напряжения :
Рассчитаем параметры переходных процессов в электроприводе.
Скорость в начале переходного процесса:
Скорость в конце переходного процесса:
Ускорение электропривода при протекании переходного процесса:
Динамический момент на валу электропривода:
Расчёт переходных характеристик сведём в табл. 7., расчётные и экспериментальные кривые приведены на рис. 4–16
Таблица 7. Статические механические характеристики
Рис. 4. Расчётная кривая переходного процесса
Рис. 5. Экспериментальная кривая переходного процесса
Рис. 6. Расчётная кривая переходного процесса
Рис. 7. Экспериментальная кривая переходного процесса
Рис. 8. Расчётная кривая переходного процесса
Рис. 9. Экспериментальная кривая переходного процесса
Рис. 10. Расчётная кривая переходного процесса
Рис. 11. Экспериментальная кривая переходного процесса
Рис. 12. Расчётная кривая переходного процесса
Рис. 13. Экспериментальная кривая переходного процесса
Рис. 14. Расчётная кривая переходного процесса
Рис. 15. Экспериментальная кривая переходного процесса
7. Произвести проверку выбранного двигателя по нагреву
Проверка выбранного двигателя по нагреву.
Для анализа правильности выбора мощности двигателя необходимо по кривым переходных процессов, полученным в п. 4 определить среднеквадратичный ток двигателя и сравнить его с длительным током.
где b – коэффициент, учитывающий охлаждение двигателя на разных скоростях вращения.
Зависимость b(w) имеет линейный характер (рис. 16).
С учетом этой зависимости и реального времени действия статических токов I ЭКВ
=40 А, что на 20% меньше номинального тока двигателя, равного I НОМ
=50 А.
Дальнейшей оценкой правильности выбора двигателя служит оценка перегрева его частей.
Среднеквадратичное отклонение потерь:
По графикам переходных процессов средние потери:
Т.к. длительность цикла значительно меньше постоянной времени двигателя по нагреву (1.5 часа), то достаточно определить второе слагаемое неравенства для перегрева:
Как видно из расчетов температура двигателя за цикл работы остается практически неизменной. Следовательно, оценка правильности выбора двигателя по эквивалентному току является достаточной.
1. Елисеев В.А. Справочник по автоматизированному электроприводу, Москва, Энергоатомиздат, 1983.
2. Справочник по электрическим машинам под ред. Копылова И.П., Т.2. – М.: Энергоатомиздат, 1988.
3. Перельмутер В.М. Комплектные тиристорные электроприводы. – М.: Энергоатомиздат, 1988.
4. Чебовский О.Г. Силовые полупроводниковые приборы. – М.: Энергоатомиздат, 1975.
6. Башарин А.В., Новиков В.А., Соколовский Г.Г. Управление электроприводами. – Л.: Энергоатомиздат, 1982.
Название: Разработка регулируемого электропривода механизма с заданным рабочим циклом
Раздел: Промышленность, производство
Тип: курсовая работа
Добавлен 16:17:55 18 декабря 2010 Похожие работы
Просмотров: 20
Комментариев: 17
Оценило: 2 человек
Средний балл: 5
Оценка: неизвестно Скачать
– длительный момент в заторможенном состоянии;
– момент при максимальной частоте вращения;
– максимальный момент при максимальной частоте вращения;
– среднее значение прямого выпрямленного тока;
– среднее значение прямого выпрямленного тока;
– напряжение пробоя коллектор-эмиттер;
– ток коллектора при нулевом напряжении на затворе;
– напряжение включения коллектор-эмиттер;
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.
Курсовая работа: Разработка регулируемого электропривода механизма с заданным рабочим циклом
Курсовая работа по теме Система управления фрезерного консольного вертикального станка модели 6Р13Ф3-37
Реферат: Деловое письмо. Скачать бесплатно и без регистрации
Реферат: Пояснительная записка к курсовой работе
Российский Фонд Фундаментальных Исследований Реферат
Реферат На Тему Исследование Проблемы Фрирайдерства
Курсовая Работа Виды Трудовых Договоров
Реферат: Производство женской одежды. Скачать бесплатно и без регистрации
Эссе На Тему Я Как Будущий Руководитель
Курсовые Работы Медицинский Колледж Готовые
Реферат: Григорий Александрович Потемкин. Скачать бесплатно и без регистрации
Итоговая Контрольная Работа По Праву 11
Реферат по теме Основы математики
Реферат: Отчет по практике в ЗАО Связной
Реферат по теме Передача даних, сигналів звукового мовлення, частотних груп і телевізійних сигналів по цифрових каналах
Реферат по теме Трубопроводный транспорт мира (Сучасний стан та особливості розміщення трубопровідного транспорту світу)
Курсовая работа по теме Асинхронные двигатели с фазным ротором
Реферат: Fusion Essay Research Paper
Действия рук-ля при конфликт. Ситуациях
Тема 1. Предмет и задачи организационного поведения
Реферат: А. Камю. Философские эссе.
Реферат: Незапланированная беременность: проблема выбора
Сочинение: Сила и слабость натуры подпоручика Ромашова
Реферат: План рахунків бухгалтерського обліку активів капіталу зобов язань і господарських операцій під