Электропривод транспортера кормов КРС-15 (стр. 2 из 4)
Номинальный момент электродвигателя по условиям пуска:
Условие выполняется – 22,59Н∙м > 19,65Н∙м.
2)Проверка на устойчивость работы электродвигателя выполняется по перегрузочной способности:
а) по условию статической устойчивости:
,где Рмакс – максимальная мощность рабочей машины, кВт;
u – относительное рабочее напряжение, u = 0,8.
Условие выполняется – 1,5кВт > 1,3кВт.
б) по условию динамической устойчивости:
где Ммакс – максимальный момент рабочей машины (из ее механической характеристики) , Н∙м.
Условие выполняется – 8,7Н∙м > 8Н∙м.
Так как все условия соблюдаются, то можно считать, что данный электродвигатель подобран правильно.
Расчет по определению температуры электродвигателя за цикл нагрузочной диаграммы.
Когда нагрузка меняется медленно (tц > 10мин) методы определения мощности по среднеквадратичной величине не точны. В этом случае надо определить повышение температуры электродвигателя над окружающей средой, пользуясь уравнением нагрева электродвигателя:
(1.5)где υуст = DP/А – установившееся превышение температуры электродвигателя;
T = C/A – постоянная времени нагрева электродвигателя;
t – время от начала участка;
υнач – превышение температуры в начале участка;
A – удельная теплоотдача электродвигателя:
(1.6)ΔР – потери мощности при неноминальной нагрузке.
Принимаем υун = 70°С;
,где α = 0.5.
DPн – потери мощности при номинальной загрузке:
(1.7)С – удельная теплоемкость электродвигателя массой m:
(1.8)Подставив числовые значения в формулы, получаем:
. В начале работы υнач = 0, а υуст = 58,43˚С. При отключении двигателя υуст = 0, а
υнач =58,43˚С.
Это описывается зависимостями :
, 
.При построении кривой охлаждения, следует учесть, что для самовентилируюемого электродвигателя Тохл = 2Т из-за ухудшения теплоотдачи.
Для построения графиков нагрева электродвигателя надо задаться промежуточными значениями времени. Расчеты сводим в таблицы 2 и 3.
Таблица 2 График нагрева электродвигателя.
| t, с | 0 | 400 | 800 | 1200 | 1600 | 2000 | 2600 | 3200 | 4000 | 5000 |
| υ, °С | 0 | 25,1 | 31,1 | 36 | 41,2 | 45,8, | 49,6 | 53,4 | 56 | 57,8 |
Таблица 3График охлаждения электродвигателя.
| t, с | 0 | 400 | 800 | 1200 | 1600 | 2000 | 2600 | 3200 | 4000 | 5000 |
| υ,°С | 58,1 | 51,1 | 42,3 | 34 | 26 | 18 | 12 | 6,2 | 3,2 | 1,5 |
Рис.3. Графики нагрева (ряд1) и охлаждения (ряд2) электродвигателя.
Так как наша установка работает только 10 мин , то можно объединить эти графики в один.
2 Проектирование передаточного устройства
Выбор и обоснование кинематической схемы электропривода.
При выборе электродвигателя и способа регулирования для производственных машин, требующих электрического регулирования скорости, приходится учитывать ряд механических требований.
Передачу для регулирования электродвигателей выбирают так, чтобы при номинальной частоте вращения электродвигателя был основной рабочий режим.
Передачу клиноременную предусматривают при передаточных числах менее 5 в регулируемых электроприводах мощностью до 50 кВт.
Редукторы или моторы редукторов предусматривают при больших передаточных числах или по конструктивным и техническим условиям.
Расчет (выбор) элементов передачи или редуктора.
В качестве передаточного механизма в приводе будем использовать коническо-цилиндрический редуктор и клиноременную передачу.
Параметры редуктора: передаточные числа конической передачи i=3, цилиндрической передачи i=3.
Параметры клиноременной передачи: передаточное число i=1,5, d1=100мм, d2=160мм, по ГОСТ 20893-75 число ремней в комплекте z =1 шт. по ГОСТ 1284,1-80.
Двигатель с редуктором соединяются с помощью фланцевой муфтыГОСТ 20761-75.
Шкивы с валами редуктора и шнека соединяются с помощью шпоночного соединения ГОСТ 23360-78.
Обоснование и выбор монтажного исполнения двигателя.
Изучив машину, приходим к выводу что менее материало- и металлоемким будет конструкция машины при использовании электродвигателя на лапах, также при использовании такого двигателя его обслуживание будет более удобным по сравнению с другими типами двигателей.
Составление расчетной исходной и одномассовой приведенной схемы механической части электропривода
Для вычисления приведенного момента инерции энергетического машинного устройства необходимо знать момент инерции ротора электродвигателя Iрот, момент инерции машины Iм, момент инерции редуктора или передачи Iпер.
Момент инерции рабочей машины приближенно можно определить по следующей формуле:
(2.1)
где m – масса звёздочки, кг, m =6кг;
Rср – средний радиус звёздочки, R = 0.2м.
Получаем:
Приведенный момент инерции энергетического машинного устройства определяется следующим образом:
(2.2)гдеJрот = 0.0033кг.м2 (паспортные данные двигателя);
wн – номинальная угловая скорость вала двигателя, wн = 99,75рад/с;
wнм – номинальная угловая скорость вала приводной звёздочки, wнм =6,3рад/с.
m – масса троса с шайбами (m=2,8∙80=306 кг
Jпер = 0.2.Jрот = 0.2×0.0033 = 0.00066кг.м2;
В итоге имеем:
3 Переходные процессы в электроприводе
Определение электромеханической постоянной времени при рабочем и критическом скольжении.
Электромеханическая постоянная времени переходных процессов привода с асинхронным электродвигателем вычисляется по формуле:
(3.1)гдеw0 – угловая скорость машинного устройства, w0 = 105рад/с;
Sк – критической скольжение электродвигателя. Определяется по следующей формуле:
,(3.3)где Sн и Mн – соответственно номинальные скольжение и момент электродвигателя;
Mк – критический момент электродвигателя.
Номинальный и критический моменты электродвигателя определяются по следующим формулам:
.(3.4)Имеем:
, 
.
Подставляя полученные значения в формулы (3.3) и (3.4) получаем:
.
Обоснование способа пуска и торможения электропривода
Для начала определим продолжительность разбега и остановки электродвигателя.
Время пуска, tп определяется следующим образом:
(3.5)гдеJ – приведенный момент инерции;
wн – номинальная угловая скорость;
Mпи – вращающий момент электродвигателя при пуске;
Mс – средний приведенный момент сопротивления рабочей машины при пуске;
Получаем:
Время остановки, tт определяется следующим образом:
(3.6)В итоге имеем:
.Определение времени пуска и торможения ,максимального ускорения графо-аналитическим методом.
Построив механические характеристики двигателя и рабочей машины, строим кривую избыточного момента.
Механическую характеристику электродвигателя строим по пяти точкам и следующим величинам моментов и скоростей вращения. Результаты расчетов заносим в таблицу 4.
Таблица 4. Построение механической характеристики АД.