Проект електроприводу машин і апаратів (стр. 1 из 3)
Зміст
Завдання
Введення
1. Вибір роду струму й напруги двигуна
2. Вибір номінальної швидкості двигуна
3. Вибір конструктивного виконання двигуна
4. Вибір двигуна по потужності
5. Розрахунок потужності й вибір електродвигуна для тривалого режиму роботи
6. Пристрій і принцип дії двигуна постійного струму
6.1 Електромагнітна схема
6.2 Одержання постійної е.д.с. якоря
6.3 Конструкція сучасної машини постійного струму
6.4 Принцип дії генератора
6.5 Принцип дії двигуна
7. Позначення елементів і зображення схеми автоматизованого пуску двигуна
8. Автоматизація пуску двигуна у функції часу
9. Електричні реле
Висновок
Література
Завдання
Вибрати електродвигун привода технологічного апарата за вихідними даними:
Призначення електродвигуна - для привода з регулюванням швидкості в широкому діапазоні, що забезпечує гарні пускові якості й перевантажувальну здатність.
Вид автоматизованого пуску - у функції часу.
По призначенню привода визначити тип двигуна. Вибір двигуна здійснити по середній потужності навантаження без перевірки його по нагріванню. Скласти схему автоматизованого пуску двигуна. Описати конструктивні елементи двигуна й пускової апаратури (реле, контакторів, магнітних пускачів, автоматичних вимикачів)
Таблиця 1. Вихідні дані
| Потужність, Р1 | Потужність, Р2 | Потужність, Р3 | Потужність, Р4 | Потужність, Р5 |
| 25 кВт | 22 кВт | 15 кВт | 17 кВт | 19 кВт |
| Час , t1 | Час , t2 | Час , t3 | Час , t4 | Час , t5 |
| 10 хв | 30 хв | 50 хв | 30 хв | 40 хв |
Введення
Продуктивність механізму, продукції, що випускається або хід технологічного процесу багато в чому залежать від електродвигуна. Правильний вибір типу двигуна й особливо його номінальної потужності мають велике народногосподарське значення, оскільки визначають первісні витрати й вартість експлуатаційних витрат електропроводу.
Вітчизняна електротехнічна промисловість випускає широку номенклатуру типів електродвигунів різних діапазонів потужностей, частот обертання, конструктивного використання.
У каталогах наводяться номенклатурні дані про механічну потужність двигуна, частоті обертання, напругу, струм, а так само про кратність (по відношенні до номінального) пускового струму, пускового й максимального моментів асинхронних двигунів. Крім того, приводиться відомості про масо габаритних і настановні розміри електродвигуна, у його конструктивному виконанні.
У завдання вибору електродвигуна входить:
- вибір роду струму й номінальної напруги;
- вибір номінальної частоти обертання;
- вибір конструктивного виконання;
- визначення номінальної потужності й вибір двигуна по каталозі.
У виробничих умовах не завжди потрібно вирішувати весь комплекс цих питань. Частина їх буває заданою: рід струму, напруга, частота обертання. Основне значення при цьому має правильне визначення потужності й конструктивного типу двигуна.
Перш ніж вирішувати завдання вибору електродвигуна, необхідно чітко уявляти собі роботу механізму, для якого його підбирають: чи буде двигун з механізмом працювати довгостроково або короткочасно, з постійною або регульованою швидкістю, чи буде змінюватися (і як) момент опору й потужність при роботі.
1. Вибір роду струму й напруги двигуна
В основу цього вибору покладені економічні міркування. Електродвигуни мають високу вартість, тому що є складними виробами, у яких використовуються коштовні електротехнічні матеріали, розраховані на тривалий термін служби (20 років). Тому вибір починають із «приміряння» придатності для привода найпростіших і дешевих двигунів - трифазних асинхронних із КЗ - ротором і до самих складних і дорогих - двигунів постійного струму.
По призначенню вибираємо тип двигуна - постійного струму [1, стор.448]. Вибір роду струму електродвигуна визначають і вибір його номінальної напруги, що звичайно беруть рівним напрузі джерела електроживлення цеху, заводу, будівництва (найчастіше це трифазна мережа з основною напругою 380/220 У). Підвищення або зниження напруги для двигунів за допомогою трансформаторів, застосування випрямлячів для двигунів постійного струму приводить до збільшення витрат на електроустаткування.
2. Вибір номінальної швидкості двигуна
Висока швидкість електродвигуна дозволяє зменшити його габаритні розміри, масу й вартість. Для узгодження швидкостей двигуна й механізму ставлять редуктор, що здорожує електропривод. Питання про раціональне співвідношення двигун - редуктор вирішується конструктором при проектуванні механізму.
3. Вибір конструктивного виконання двигуна
Конструктивне виконання сучасних серій електродвигунів ураховує три фактора: захист від впливу навколишнього середовища, забезпечення охолодження й спосіб монтажу.
По способі захисту від впливу навколишнього середовища електродвигуни виготовляють у захищеному, закритому виконанні.
Захищені від влучення дрібних предметів і краплі двигуни призначені для роботи в сухих незапорошених місцях.
Закриті двигуни встановлюють у приміщеннях з підвищеною вологістю, атмосферою, забрудненою пилом з металевими включеннями, парами масла або гасу.
Викоренення двигуни мають корпус, здатний витримувати зривши газу усередині машини й викид, що виключає при цьому, полум'я в навколишнє середовище.
По способі охолодження розрізняють двигуни із природним охолодженням, самовентиляцією внутрішнім або зовнішньої й стороннім продувом (примусовим).
По способі монтажу є двигуни з горизонтальним розташуванням вала й станиною на лабетах, з вертикальним розташуванням вала й фланцем на нижньому щиті й т.д. Обираний двигун повинен мати той же спосіб установки, кріплення й з'єднання з механізмом, що є замінним.
4. Вибір двигуна по потужності
Завершальним етапом є визначення номінальної потужності двигуна й вибір по ній у каталозі підходящого двигуна. Однак номінальну потужність просто визначити тільки при тривалій роботі з постійним навантаженням, що і приймають за номінальну. У переважній більшості випадків момент, потужність і струм двигуна змінюються в часі. Навантажувальні діаграми двигунів багатьох механізмів включають періоди роботи й пауз. При подібного змінного навантаження двигун повинен умовам припустимого нагрівання, мати максимальний момент, достатнім для подолання можливих короткочасних перевантажень і при пуску з великим навантаженням мати надлишковий пусковий момент для забезпечення розгону привода.
Максимальний момент, що характеризує перевантажувальну здатність, а так само пусковий момент визначаються електромагнітними властивостями двигуна.
5. Розрахунок потужності й вибір електродвигуна для тривалого режиму роботи
Визначення номінальної потужності двигуна для роботи в тривалому режимі зі змінним навантаженням зводиться до підрахунку потужності Рс виконавчого механізму, наведеної до вала двигуна (з обліком к.п.буд. передач, редукторів і т.д.). По отриманій потужності Р у каталогах вибирають двигун з номінальною потужністю РНОМ>Рс
k=1.1?1.3 , де k - коефіцієнт запасу.
По [2] вибираємо двигун змінного струму марки 4ПФ132L.
Таблиця 2. Довідкові дані електродвигуна змінного струму марки
| Номінальна потужність, кВт | 23.6 |
| Напруга на якорі, В | 440 |
| КПД, % | 83 |
| Частота обертання, про/хв | 1400 |
Електродвигуни постійного струму часто є виконавчими ланками систем автоматичного регулювання, а спеціальні генератори використовуються як підсилювачі електричних сигналів керування і як тахогенератори - датчики частоти обертання.
Найпоширеніша є машини запрошеного застосування серії П, що випускаються як двигуни або як генератори на потужності 0,15 - 200 кВт, частоти обертання 2870 - 550 про/хв (могутніші - тихохідні), напруги 110 - 460 У.
При цілому ряді переваг машини постійного струму мають істотний недолік, пов'язаний з роботою так званого колекторного вузла. При певних несприятливих умовах щітки можуть іскрити, що знижує надійність роботи й вимагає нагляду й догляду за машиною.
6. Пристрій і принцип дії двигуна постійного струму
6.1 Електромагнітна схема
У машині постійного струму створюється нерухливе магнітне поле полюсів статора, у якому обертається ротор з розташованими на ньому провідниками, що утворять робочу обмотку.
Розглянемо докладніше схему будови машини постійного струму. На мал. 2 показана магнітна система двохполюсної машини й картина поля в ній. Основні полюси укріплені на внутрішній поверхні порожнього сталевого циліндра — станини, що є частиною муздрамтеатру. На полюсах перебувають котушки -, з'єднані послідовно й утворюючу обмотку збудження. Магнітне поле створюється струмом порушення Iв у котушках (рідше постійними магнітами). Ланцюг порушення - це допоміжний ланцюг машини. Картина магнітного поля зображена на мал. 2 магнітними лініями.
Рис. 2. Магнітне поле машини
Магнітна система й поле машини симетричні щодо поздовжніх осей полюсів N0—S0. Лінії, що проходять посередині між суміжними полюсами, називають поперечними магнітними осями, а їхні сліди на поверхні якоря - геометричними нейтралями. Ротор з робочою обмоткою в машинах постійного струму називають якорем. Для рівномірного розподілу магнітної індукції в зазорі між полюсами і якорем служать полюсні наконечники, що як би охоплюють якір. Обмотка якоря складається з покладених на поверхні (у пазах) ротора «активних» провідників, з'єднаних у витки (секції, див. мал. 10) так, що вона завжди являє собою замкнутий контур.