Техника расчета силовой части электропривода
Краткое сожержание материала:
Размещено на
Задание
Таблица 1 - Исходные данные
Приводной механизм |
Тип электропривода |
Масса m, кг |
Скорость v, м/с |
Радиус шкива r, м |
Ускорение a, м/с2 |
Угол наклона цр, рад |
|
Конвейер |
G-SM-TR-ц |
2500 |
0,7 |
0,150 |
0,4 |
0,12 |
где G - зубчатый;
SM -сервопривод;
TR - транзисторный;
ц - система управления с контурами скорости и положения.
Рисунок 1 - Схема механизма
В отчете по работе должны быть представлены:
1) техническое задание с исходными данными;
2) расчет мощности механизма;
3) расчет и выбор редукторов;
4) расчет и выбор двигателей;
5) расчет и выбор преобразователя;
6) принципиальная схема;
7) расчет регуляторов и структурная схема системы управления;
8) исходные данные и результаты моделирования с диаграммами движения разомкнутой и замкнутой систем;
9) выводы по результатам проектирования.
Введение
Наиболее распространенными механизмами непрерывного транспорта являются конвейеры различных типов. Ленточными называются конвейеры, грузонесущим и тяговым органом, которого является гибкая лента. Движение ленты происходит благодаря силам трения, возникающим между поверхностью ленты и поверхностью приводного барабана.
Необходимое прижатие ленты к барабану обеспечивается предварительным натяжением ленты. Ленточные конвейеры применяют в карьерах и на производственных предприятиях промышленности строительных материалов. В угольной промышленности и для перемещения сыпучих порошкообразных, мелких и среднекусковых грузов, а также штучных грузов непрерывным потоком в горизонтальном и пологонаклонном направлениях. Эти конвейеры могут использоваться также в качестве элементов технологических машин, в погрузочных и перегрузочных устройствах [1].
Ленточные конвейеры отличаются высокой производительностью, простотой конструкции, малой массой на единицу производительности, надежностью, небольшим расходом электрической энергии.
В данной курсовой работе будет произведен расчет электропривода ленточного конвейера и его моделирование.
Цель контрольной работы заключается в освоении техники расчета силовой части электропривода, выбора электрооборудования, проверки корректности выбора и оптимизации состава системы, разработки принципиальной и структурной схем, определения параметров регуляторов моделирования.
1. Расчет диаграммы рабочего цикла
Зададимся величиной хода и временем движения [2]:
Определим угловую частоту вращения валков, 1/с.
Время разгона и торможения, с:
Определим длину участков разгона и торможения, м:
Путь движения с постоянной скоростью, м:
Определим время движения с постоянной скоростью, с:
Полное время движения, с:
Из этого можно определить время стоянки, с:
2. Расчет моментов и мощностей механизма. Выбор двигателя
Сила сопротивления движению ленты вверх, Н [2]:
где - небольшой угол трения шкивов, равный 0,7
Сила сопротивления сползанию груза вниз, Н:
где - значительный угол трения груза о ленту конвейера, равный 2
Статическая мощность механизма, Вт:
где - КПД механизма, равный 0,9.
Предварительно выберем двигатель по статической мощности:
Выбираем двигатель А90LA8 [3], его параметры представлены в таблице 2.
Таблица 2 - Номинальные данные двигателя А90LA8
, % |
кгм2 |
кг |
||||||||
0.75 |
930 |
71 |
0,7 |
2.3 |
122 |
2,4 |
2,0 |
0,0035 |
14 |
3. Расчет редуктора
Определим необходимое передаточное число редуктора:
где - номинальная скорость вращения двигателя, 1/с:
4. Определение моментов механизма
Статический момент, приведенный к валу двигателя, Нм:
Приведем к валу двигателя момент инерции линейно перемещаемой массы, [2]:
Момент нагрузки, Нм [2]:
где сумма сил сопротивления , Н.
Динамический момент, Нм [2]:
где - время разгона, с.
Динамический момент должен быть меньше, чем 130 % номинального момента , обеспечиваемого преобразователем и рассчитанного по номинальной мощности, Нм [2]:
Уточним нагрузку двигателя с учетом момента инерции. Пересчитаем
где - перегрузочная способность двигателя.
5. Расчет и выбор преобразователя
механизм мощность редуктор преобразователь
Требуемый ток преобразователя, А
где - перегрузочная способность преобразователя.
По каталогу [4] выбираем тиристорный преобразователь с векторным управлением фирмы Altivar типа ATV 11HU18M2E, его параметры приведены в таблице 3.
Таблица 3 - Номинальные данные преобразователя ATV 11HU18M2E
Максимальный линейный ток при ожидаемом к. з. 1 кА , А |
Выходной ток |
Мощность рассеяния при номинальной нагрузке , Вт |
||
0,75 |
8,6 |
3,6 |
37 |
На рисунке 2 представлена функциональная схема системы регулирования скорости АД с векторным управлением.
Векторное управление частотно-регулируемого асинхронного электропривода связано как с изменением частоты и текущих значений переменных АД, так и со взаимной ориентацией их векторов в полярной или декартовой системе координат. За счет регулирования амплитудных значений переменных и углов между их векторами обеспечивается полное управление АД как в статике, так и в динамике, что дает заметное улучшение качества переходных процессов по сравнению со скалярным управлением. Именно этот факт и является определяющим при выборе систем с векторным управлением.
Вариант частотно-токового векторного управления является наиболее распространенным, поскольку при регулировании тока независимо от частоты питания АД обеспечивается регулирование и его момента. Это не только упрощает схему управления, но и одновременно ограничивает перегрев двигателя. При этом напряжения на обмотках статора АД устанавливаются автоматически в зависимости от его режима работы.
К числу основных допущений при математическом описании электромагнитных процессов в АД принято относить [5]:
1) синусоидальность распределения намагничивающих сил обмоток двигателя вдоль окружности воздушного зазора; отсутствие потерь в стали статора и ротора;
2) симметричность сдвига осей обмоток статора и ротора на 120?;
3) отсутствие насыщения магнитной цепи двигателя.
Подобные допущения и переход от трехфазной модели двигателя к эквивалентной ей двухфазной, когда текущие переменные статора и ротора заменяются их проекциями на взаимно перпендикулярные оси координат х, у, вращающиеся с синхронной скоростью магнитного поля двигателя, существенно упрощают математическую модель двигателя и позволяют на ее основе создавать системы векторного управления с подчиненным регулированием координат аналогично электроприводам постоянного тока.
Система имеет два внешних контура регулирования - модуля вектора потокосцепления ротора и угловой скорости двигателя, а также два подчиненных им внутренних контура регулирования составляющих тока статора и в осях х и у ортогональной системы координат, вращающейся с синхронной скоростью поля двигателя. Система осуществляет независимое рег...
Обоснование выбора типа привода и тиристорного преобразователя
Параметры и элементы силовой цепи электропривода: электродвигатель, согласующий трансформатор. Принципиальная схема силовой части электропривода. Внеш...
Система управления электроприводом БТУ 3601
Расчет и выбор элементов силовой части электропривода. Построение статических характеристик разомкнутого электропривода. Синтез и расчет параметров ре...
Разработка электропривода лифта
Общая характеристика и принцип работы лифта, его основные составные части и порядок их взаимодействия. Классификация лифтов, их разновидности и отличи...
Проектирование системы подчиненного регулирования вентильного электропривода постоянного тока
Выбор силовой части электропривода. Оптимизация контуров регулирования: напряжения, тока и скорости. Статические характеристики замкнутой системы. Рас...
Расчет электропривода клети ДУО на непрерывно-травильном агрегате
Описание травления полосовой стали в непрерывных травильных агрегатах. Расчет и выбор элементов силовой части тиристорного преобразователя и электропр...