Расчет и разработка проекта автоматизированного электропривода грузового лифта, обеспечивающего заданную скорость и ускорение подъема и опускания при повторном кратковременном режиме работы. Анализ процессов и различных режимов работы проектной системы.
10.2 Расчет частоты и напряжения двигателя в системе ПЧ-АД при работе в заданной точке11.2 Переходный процесс в механической части электропривода с упругими связямиОбъектом для проектирования электропривода является механизм с повторно-ратковременным режимом работы (механизм подъема экскаватора, крана, механизм передвижения тележки или моста крана, механизм поворота экскаватора и т.п.). Нагрузка механизма изменяется в течение цикла, включает в себя разгон до рабочей скорости, выполнение работы на этой скорости, торможение или реверс и возвращение на повышенной скорости в исходное положение. В процессе работы механизма возникает необходимость регулирования скорости и момента, ограничения предельных значений момента, ограничения ускорения рабочего органа. Исходными данными для проектирования электропривода являются: - кинематическая схема рабочего органа с указанием вращающихся и поступательно движущихся динамических масс и усилий (моментов) сопротивления движению; В процессе расчета необходимо определить наиболее загруженный для двигателя режим работы, обеспечить выполнение требований по ускорению лифта и возможность его работы с разными грузами на подъем и на спуск.Статический момент рабочей машины равен: Для определения динамических моментов рабочей машины рассчитываются моменты инерции рабочей машины (рабочего органа): При заданной величине допустимого ускорения a для каждого режима рабочей машины определяются динамические моменты при работе с установившейся скоростью: - при торможении: Нагрузочная диаграмма моментов рабочей машины представлена на рисунке 2. Статический момент рабочей машины равен: Для определения динамических моментов рабочей машины рассчитываются моменты инерции рабочей машины (рабочего органа): При заданной величине допустимого ускорения a для каждого режима рабочей машины определяются динамические моменты На базе исходных данных рабочей машины рассчитывают и строят зависимости скорости рабочей машины от времени v(t).Выбор рода тока и типа электропривода целесообразно производить на основе рассмотрения и сравнения технико-экономических показателей ряда вариантов, удовлетворяющих техническим требованиям данной рабочей машины. В зависимости от диапазона и плавности регулирования скорости, требований к качеству переходных процессов могут быть применены системы реостатного регулирования скорости, так и системы с индивидуальными преобразователями. В зависимости от диапазона и плавности регулирования скорости, требований к качеству переходных процессов могут быть применены как системы реостатного регулирования скорости, так и системы с индивидуальными преобразователями.Для грузового лифта выбираем асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, номинальные данные которого определены для повторно-кратковременного режима работы с продолжительностью включения 40%. Выбираем один двигатель, номинальная мощность которого не меньше расчетной номинальной мощности и наиболее близка к ней. Выбираем двигатель 4MTKF(H)200L6. Данные выбранного двигателя приведены в таблице 2. Передаточное число редуктора определяется по номинальной скорости вращения выбранного двигателя ?н и основной скорости движения исполнительного органа vo по формуле: где D - диаметр колеса (ролика, шкива и т.п.), находящегося на выходном валу редуктора и преобразующего вращение вала в поступательное движение исполнительного органа рабочей машины.Статический момент на валу в двигательном режиме с грузом: Статический момент на валу в двигательном режиме без груза: При работе электропривода в тормозных режимах потери в редукторе вызывают уменьшение нагрузки двигателя. Статический момент на валу в тормозном режиме с грузом: Статический момент на валу в тормозном режиме без груза: Номинальный момент на валу двигателя: Суммарный приведенный к валу двигателя момент инерции системы может быть рассчитан по соотношению:-при движении с грузом:-при движении без груза: Приведенный к валу двигателя суммарный момент инерции движущихся исполнительных органов рабочей машины и связанных с ними движущихся масс:-при движении с грузом:-при движении без груза: В проекте допускается рассчитывать момент инерции электропривода приближенно, принимая в формуле коэффициент ?=1,3…1,5.
План
СОДЕРЖАНИЕ
1. ВВЕДЕНИЕ
2. ОПИСАНИЕ РАБОЧЕЙ МАШИНЫ И ЕЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
3. РАСЧЕТ МОМЕНТОВ СТАТИЧЕСКИХ СОПРОТИВЛЕНИЙ И ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
4. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА РОДА ТОКА И ТИПА ЭЛЕКТРОПРИВОДА
5. ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕРЕДАТОЧНОГО ЧИСЛА РЕДУКТОРА
6. РАСЧЕТ ПРИВЕДЕННЫХ СТАТИЧЕСКИХ МОМЕНТОВ, МОМЕНТОВ ИНЕРЦИИ И КОЭФФИЦИЕНТА ЖЕСТКОСТИ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПРИВОД - РАБОЧАЯ МАШИНА
7. ПРЕДВОРИТЕЛЬНАЯ ПРОВЕРКА ДВИГАТЕЛЯ ПО НАГРЕВУ И ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ
8. ВЫБОР ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ИЛИ СТАНЦИИ УПРАВЛЕНИЯ
9. СОСТАВЛЕНИЕ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА И РАСЧЕТ ЕЕ ПАРАМЕТРОВ
9.1 Структурная схема механической части электропривода
9.2 Структурная схема электромеханического преобразования энергии
9.3 Структурные схемы электрических преобразователей энергии
Мехатронная система (МС) - это неразделимая совокупность механических, электромеханических и электронных узлов, в которых осуществляется преобразование и обмен энергии, информации.
В современных мехатронных системах преобразование движения одного или нескольких тел в требуемые движения других тел осуществляется системой тел (деталей), называемых механизмом. Механизмы входят в состав машин - технических систем (ТС) и предназначены для осуществления механических движений по преобразованию потоков энергии, силовых взаимодействий, необходимых для выполнения различных рабочих процессов. Часто силовой основой МС является электропривод постоянного или переменного тока, формирующий управляемую электромеханическую систему широкого назначения. Для электромеханических систем управления характерна тесная взаимосвязь электромеханической части с энергетическим каналом питания и каналом управления, что обуславливает ожидаемые характеристики проектируемого устройства часто в равной степени всеми функциональными звеньями. Управляемые комплексы с электрическим приводом (система, состоящая из двигателя и связанных с ним устройств приведения в движение одного или нескольких исполнительных механизмов, входящих в состав МС) получили название электромеханических систем (ЭМС).
Электромеханические (ЭМС) и мехатронные (МС) системы представляют собой вполне определенный класс технических систем (ТС) - упорядоченное, целесообразное сочетание взаимосвязанных и взаимодействующих механических, электротехнических, электронных и микропроцессорных компонентов, образующих определенную управляемую целостность. Важнейшей составляющей любой технической системы является привод, используемый для осуществления движения каких-либо элементов ТС относительно других, преобразуя какой-либо вид энергии в механическую работу. Привод, являясь элементом (подсистемой) ТС, в общем случае состоит из трех основных частей: источника движения (двигателя), передачи, связывающей двигатель с перемещаемым элементом или" исполнительным органом машины или оборудования, и устройств управления (системы управления). Привод всегда имеет два канала - силовой и информационный. По первому транспортируется преобразуемая энергия, по второму осуществляется управление потоком энергии, а также сбор и обработка информации о состоянии и режимах функционирования приводной системы в целом. Для осуществления как силовых, так и управляющих функций привода используются различные виды энергии. По виду применяемой энергии приводы разделяют на электрические (электроприводы), гидравлические, пневматические и комбинированные, а по способу подключения к источнику питания - с автономным и не автономным энергоснабжением. В совокупности преобразования и распределения преобразуемой энергии приводы обычно составляют основную компоненту всех технических систем (ТС). В общем случае двигательные технические подсистемы представляют собой достаточно сложные управляемые энергосиловые устройства ТС, рассматриваемые как целесообразные и неразделимые совокупности источников энергопитания, исполнительных, двигателей (электрического, гидравлического, пневматического и теплового) и передаточных механизмов объекта управления, аппаратуры управления.
Аппаратура управления приводами осуществляет стабилизацию или изменение параметров движения (перемещения, скорости, ускорения, силовых воздействий) исполнительного (передаточного) механизма ИМ, рабочего органа РО ЭМС, МС, регулируя процесс преобразования и обмена энергией в силовом и информационном каналах управления.
Многообразие и сложность выполняемых приводом функций в ЭМС, МС системах обусловливает тесную взаимосвязь трех подсистем преобразования: вещества, энергии, информации. В то же время, среди перечисленных подсистем невозможно выделить главную, и второстепенную, представляющих в совокупности единую автоматизированную систему управления заданным процессом преобразования энергии.
В современных ЭМС, МС преобразование движения одного или нескольких тел в требуемые движения других тел осуществляется системой тел - исполнительными механизмами (ИМ). Механизмы входят в состав машин различных технических систем и предназначены для осуществления механических движений по преобразованию потоков энергии, силовых воздействий, формируемых приводами ЭМС, МС и необходимых для качественного выполнения заданных рабочих (технологических) процессов при функционировании ТС.
Создание нового образца МС обычно сопровождается использованием в разнообразных вариантах гибких технологических решений. Разновидностью этого принципа является модульный подход. Модули могут легко соединяться, образуя сложные технические системы, разъединяться, заменяться с целью формирования ТС с другими компонентами и техническими характеристиками при необходимости модернизации, ремонта. В общем случае модуль характеризуется конструктивной и технологической завершенностью, обладает строго фиксированными параметрами (функциональными характеристиками, геометрическими размерами), принадлежащими заранее установленным параметрическим типоразмерным рядам.
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
