Автор работы: Пользователь скрыл имя, 14 Октября 2013 в 16:32, курсовая работа
В соответствии с заданием по курсовому проекту необходимо произвести расчёт электропривода передвижения тележки мостового крана по системе ПЧ-АД.
На Рис.1 представлена схема передвижения мостового крана . Механизм передвижения мостового крана состоит из электродвигателя (1) , тормоза (2) , горизонтального редуктора (3) , и ведущих колёс (4
Описание работы механизма
Расчет статической мощности и времени выполнения
технологических операций за цикл работы
Построение скоростной и нагрузочной диаграмм механизма и
предварительный выбор мощности ЭД
Выбор типа ЭД и расчёт оптимального передаточного числа
редуктора
Расчёт и построение упрощённой скоростной и нагрузочной
диаграмм ЭП за цикл работы
Предварительная проверка ЭД по нагреву и перегрузочной
способности
Расчёт и построение естественной механической и
электромеханической характеристик ЭД
Расчет искусственных механических характеристик,
обеспечивающих выполнение технологических операций
Выбор преобразователя
Расчет переходных процессов за цикл работы и построение
кривых w(t), M(t), I(t), ΔP(t)
Окончательная проверка двигателя по нагреву и перегрузочной
способности
Расчёт расхода электрической энергии за цикл и расчёт
циклового к. п. д.
Заключение
Таблица 7.1- Расчетные данные
s |
M |
w |
Нм |
об/мин | |
-1 |
-97,869 |
210 |
-0,8 |
-124,067 |
189 |
-0,6 |
-163,566 |
168 |
-0,4 |
-212,985 |
147 |
-0,32 |
-222,359 |
138,6 |
-0,2 |
-185,599 |
126 |
-0,15 |
-145,333 |
120,75 |
-0,1 |
-95,3747 |
115,5 |
0 |
0 |
105 |
0,05 |
34,04198 |
99,75 |
0,1 |
57,71735 |
94,5 |
0,15 |
72,87765 |
89,25 |
0,2 |
81,77404 |
84 |
0,32 |
88,19832 |
71,4 |
0,6 |
77,19263 |
42 |
0,8 |
67,10946 |
21 |
1 |
58,62149 |
0 |
1,2 |
51,75522 |
-21 |
Естественная механическая характеристика показана на рисунке 7.1.
Рисунок 7.1- Естественная механическая характеристика.
Естественная
(7.6)
где
(7.7)
(7.8)
Таблица 7.2- Расчетные данные
s |
Rв,Ом |
Xв,Ом |
Rад,Ом |
Xад,Ом |
Zад,Ом |
I1,А |
w,рад/с |
-1 |
-1,686 |
2,875 |
0,844 |
5,075 |
5,144 |
42,765 |
210 |
-0,9 |
-1,873 |
2,887 |
0,657 |
5,087 |
5,129 |
42,890 |
199,5 |
-0,8 |
-2,107 |
2,904 |
0,423 |
5,104 |
5,122 |
42,952 |
189 |
-0,7 |
-2,406 |
2,930 |
0,124 |
5,130 |
5,131 |
42,874 |
178,5 |
-0,6 |
-2,805 |
2,969 |
-0,275 |
5,169 |
5,176 |
42,504 |
168 |
-0,4 |
-4,194 |
3,151 |
-1,664 |
5,351 |
5,604 |
39,257 |
147 |
-0,3 |
-5,565 |
3,405 |
-3,035 |
5,605 |
6,374 |
34,515 |
136,5 |
-0,2 |
-8,236 |
4,117 |
-5,706 |
6,317 |
8,512 |
25,846 |
126 |
-0,15 |
-10,779 |
5,081 |
-8,249 |
7,281 |
11,003 |
19,995 |
120,75 |
0 |
0 |
56,499 |
2,701 |
58,699 |
58,762 |
3,744 |
105 |
0,15 |
10,779 |
5,081 |
13,309 |
7,281 |
15,170 |
14,502 |
89,25 |
0,2 |
8,236 |
4,117 |
10,766 |
6,317 |
12,482 |
17,625 |
84 |
0,6 |
2,805 |
2,969 |
5,335 |
5,169 |
7,428 |
29,616 |
42 |
1 |
1,686 |
2,875 |
4,216 |
5,075 |
6,598 |
33,345 |
0 |
1,2 |
1,406 |
2,859 |
3,936 |
5,059 |
6,409 |
34,326 |
-21 |
1,4 |
1,205 |
2,849 |
3,735 |
5,049 |
6,280 |
35,031 |
-42 |
1,8 |
0,937 |
2,838 |
3,467 |
5,038 |
6,116 |
35,971 |
-84 |
2 |
0,844 |
2,835 |
3,374 |
5,035 |
6,061 |
36,299 |
-105 |
Естественная
электромеханическая
Рисунок 7.2- Естественная
электромеханическая
8 Расчёт искусственных
механических характеристик,
Примем систему частотного управления АД со стабилизацией потокосцепления статора .Механическая характеристика выражается формулами системы:
(8.1)
где
- номинальная ЭДС статора, В.
(8.2)
где
где - критический момент, зависящий от закона частотного управления, Нм;
- критическое значение параметра абсолютного скольжения;
- относительные частота и скорость;
- синхронная угловая скорость двигателя при номинальной частоте.
Находим параметры из вышеприведенных формул:
Расчёт механической
Механическая характеристика
Расчётные данные представлены в таблице 8.1
Произведём расчёт механической характеристики для частоты, которая обеспечит необходимую пониженную скорость.
Расчёт механической характеристики для =0,16.
Механическая характеристика
Расчётные данные представлены в таблице 8.1.
Таблица 8.1- Расчётные данные
α |
v |
s=α-v |
М,Н*м |
w,рад/с |
1 |
0,4 |
0,6 |
98,10624 |
42 |
1 |
0,5 |
0,5 |
105,1327 |
52,5 |
1 |
0,6 |
0,4 |
109,7928 |
63 |
1 |
0,633 |
0,367 |
110,2 |
66,465 |
1 |
0,8 |
0,2 |
92,60663 |
84 |
1 |
0,85 |
0,15 |
77,18746 |
89,25 |
1 |
0,9 |
0,1 |
55,9039 |
94,5 |
1 |
0,95 |
0,05 |
29,48006 |
99,75 |
1 |
1 |
0 |
0 |
105 |
1 |
1,05 |
-0,05 |
-29,4801 |
110,25 |
1 |
1,1 |
-0,1 |
-55,9039 |
115,5 |
1 |
1,15 |
-0,15 |
-77,1875 |
120,75 |
1 |
1,2 |
-0,2 |
-92,6066 |
126 |
1 |
1,367 |
-0,367 |
-110,2 |
143,535 |
1 |
1,4 |
-0,4 |
-109,793 |
147 |
1 |
1,5 |
-0,5 |
-105,133 |
157,5 |
1 |
1,6 |
-0,6 |
-98,1062 |
168 |
1 |
1,7 |
-0,7 |
-90,6383 |
178,5 |
0,16 |
-0,44 |
0,6 |
97,92819 |
-46,2 |
0,16 |
-0,34 |
0,5 |
104,9419 |
-35,7 |
0,16 |
-0,24 |
0,4 |
109,5935 |
-25,2 |
0,16 |
-0,207 |
0,367 |
110 |
-21,735 |
0,16 |
-0,09 |
0,25 |
102,3637 |
-9,45 |
0,16 |
-0,04 |
0,2 |
92,43856 |
-4,2 |
0,16 |
0,01 |
0,15 |
77,04738 |
1,05 |
0,16 |
0,06 |
0,1 |
55,80245 |
6,3 |
0,16 |
0,11 |
0,05 |
29,42656 |
11,55 |
0,16 |
0,16 |
0 |
0 |
16,8 |
0,16 |
0,21 |
-0,05 |
-29,4266 |
22,05 |
0,16 |
0,26 |
-0,1 |
-55,8024 |
27,3 |
0,16 |
0,31 |
-0,15 |
-77,0474 |
32,55 |
0,16 |
0,36 |
-0,2 |
-92,4386 |
37,8 |
0,16 |
0,41 |
-0,25 |
-102,364 |
43,05 |
0,16 |
0,527 |
-0,367 |
-110 |
55,335 |
0,16 |
0,56 |
-0,4 |
-109,594 |
58,8 |
0,16 |
0,66 |
-0,5 |
-104,942 |
69,3 |
0,16 |
0,76 |
-0,6 |
-97,9282 |
79,8 |
Рисунок 8.1- Механические
характеристики при
Необходимая величина
Произведём расчёт характеристик для =1 и =0,16.
Расчётные данные приведены в таблице 8.3.
Таблица 8.2- Расчётные данные
α |
Sa |
Rв,Ом |
Xв,Ом |
Xад,Ом |
Rад,Ом |
Zад,Ом |
U,В |
1 |
-0,15 |
-10,7789 |
5,081248 |
7,281248 |
-8,24889 |
11,00276 |
174,2478 |
1 |
-0,101 |
-15,235 |
7,564814 |
9,764814 |
-12,705 |
16,02403 |
182,4153 |
1 |
-0,095 |
-16,0129 |
8,121841 |
10,32184 |
-13,4829 |
16,98024 |
183,6056 |
1 |
-0,08 |
-18,2752 |
10,00483 |
12,20483 |
-15,7452 |
19,92156 |
186,7428 |
1 |
-0,05 |
-24,1904 |
18,03472 |
20,23472 |
-21,6604 |
29,64145 |
193,6148 |
1 |
-0,03 |
-26,8095 |
30,922 |
33,122 |
-24,2795 |
41,06777 |
198,5328 |
1 |
0,00001 |
0,017071 |
56,49999 |
58,69999 |
2,547071 |
58,75523 |
206,1938 |
1 |
0,03 |
26,80952 |
30,922 |
33,122 |
29,33952 |
44,24787 |
213,9063 |
1 |
0,04 |
26,08028 |
23,32366 |
25,52366 |
28,61028 |
38,34064 |
216,438 |
1 |
0,05 |
24,19037 |
18,03472 |
20,23472 |
26,72037 |
33,51749 |
218,9327 |
1 |
0,06 |
22,06985 |
14,3879 |
16,5879 |
24,59985 |
29,67003 |
221,381 |
1 |
0,07 |
20,06399 |
11,83454 |
14,03454 |
22,59399 |
26,59806 |
223,7747 |
1 |
0,08 |
18,27517 |
10,00483 |
12,20483 |
20,80517 |
24,1208 |
226,1062 |
1 |
0,09 |
16,71402 |
8,661261 |
10,86126 |
19,24402 |
22,09749 |
228,369 |
1 |
0,1005 |
15,29735 |
7,607908 |
9,807908 |
17,82735 |
20,34722 |
230,6647 |
1 |
0,15 |
10,77889 |
5,081248 |
7,281248 |
13,30889 |
15,17047 |
240,2507 |
0,16 |
-0,15 |
-1,72462 |
0,813 |
1,165 |
0,805378 |
1,416283 |
22,42931 |
0,16 |
-0,101 |
-2,43761 |
1,21037 |
1,56237 |
0,092394 |
1,5651 |
17,81687 |
0,16 |
-0,09 |
-2,67424 |
1,385802 |
1,737802 |
-0,14424 |
1,743778 |
18,02126 |
0,16 |
-0,08 |
-2,92403 |
1,600773 |
1,952773 |
-0,39403 |
1,992129 |
18,67404 |
0,16 |
-0,05 |
-3,87046 |
2,885555 |
3,237555 |
-1,34046 |
3,504083 |
22,88829 |
0,16 |
-0,03 |
-4,28952 |
4,94752 |
5,29952 |
-1,75952 |
5,58398 |
26,99448 |
0,16 |
0,00001 |
0,002731 |
9,039999 |
9,391999 |
2,532731 |
9,727506 |
34,13742 |
0,16 |
0,03 |
4,289522 |
4,94752 |
5,29952 |
6,819522 |
8,636597 |
41,75167 |
0,16 |
0,04 |
4,172844 |
3,731785 |
4,083785 |
6,702844 |
7,848912 |
44,30815 |
0,16 |
0,05 |
3,870459 |
2,885555 |
3,237555 |
6,400459 |
7,172702 |
46,85132 |
0,16 |
0,06 |
3,531175 |
2,302064 |
2,654064 |
6,061175 |
6,61679 |
49,37074 |
0,16 |
0,07 |
3,210239 |
1,893527 |
2,245527 |
5,740239 |
6,163825 |
51,85746 |
0,16 |
0,085 |
2,794731 |
1,485335 |
1,837335 |
5,324731 |
5,632811 |
55,50968 |
0,16 |
0,09 |
2,674243 |
1,385802 |
1,737802 |
5,204243 |
5,48672 |
56,70311 |
0,16 |
0,095 |
2,562061 |
1,299495 |
1,651495 |
5,092061 |
5,353178 |
57,88338 |
0,16 |
0,15 |
1,724622 |
0,813 |
1,165 |
4,254622 |
4,411239 |
69,85965 |
Рисунок 8.- Графики
функций
9 Выбор преобразователя
Для регулирования скорости электродвигателя выбираем из каталога преобразователь частоты:
Vacon 3CX4
Параметры преобразователя:
- U=380В; -P=3кВ. -m=8кг.
- IНОМ=8A. -Imax=12A -
10 Расчет переходных процессов за цикл работы и построение
кривых
Жёсткость линеаризованной
(10.1)
Электромеханическую
(10.2)
Электромеханическую
10.1 Разгон ЭП при передвижении тележки с грузом
Определяем время задержки:
(10.1.1)
Определяем время, за которое устанавливается кривая :
(10.1.2)
Находим падения скоростей:
(10.1.3)
(10.1.4)
—
,
—
,
—
где =13,29+3*0,633=15,19с
,
В таблице 10.1.1. приведены расчетные данные при разгоне ЭП при передвижении тележки с грузом
10.2 Торможение ЭП при передвижении тележки с грузом
—
где
,
—
,
—
,
—
где
,
10.3 Разгон ЭП при передвижении тележки без груза
Определяем время задержки по формуле 10.1.1:
Находим падения скоростей по формулам 10.1.2 и 10.1.3:
—
,
—
,
—
где =13,29+3*0,28=14,13с
,
10.4 Торможение ЭП при передвижении тележки без груза
—
,
,
—
—
где
Потери мощности при частотном управлении определяем по формулам:
Примем, что при разгоне , а при торможении
Расчетные данные
для каждого участка
Таблица 10.1.1
t |
w |
M |
w0 |
ΔP пер |
ΔР |
C |
рад/с |
Нм |
рад/с |
Вт |
ВТ |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
88,8 |
0,05 |
0 |
2,2515 |
0,395 |
2,092623 |
90,89262 |
0,1 |
0 |
4,503 |
0,79 |
8,370492 |
97,17049 |
0,2 |
0 |
9,006 |
1,58 |
33,48197 |
122,282 |
0,4 |
0 |
18,012 |
3,16 |
133,9279 |
222,7279 |
0,5 |
0 |
22,515 |
3,95 |
209,2623 |
298,0623 |
0,61 |
0 |
27,4683 |
4,819 |
311,466 |
400,266 |
0,61 |
0 |
27,6 |
4,819 |
312,9594 |
401,7594 |
0,8 |
0,204423 |
35,0462 |
6,32 |
504,3132 |
593,1132 |
1 |
0,782516 |
40,80013 |
7,9 |
683,2977 |
772,0977 |
6 |
37,60196 |
56,1945 |
47,4 |
1295,552 |
1384,352 |
8 |
53,40104 |
56,19977 |
63,2 |
1295,795 |
1384,595 |
12 |
85,001 |
56,2 |
94,8 |
1295,806 |
1384,606 |
13,3 |
95,271 |
56,2 |
105,07 |
1295,806 |
1384,606 |
13,3 |
95,27842 |
55,74962 |
105 |
1275,265 |
1364,065 |
14 |
98,56644 |
36,86666 |
105 |
558,094 |
646,894 |
14,5 |
99,45036 |
31,7903 |
105 |
415,1273 |
503,9273 |
15,7 |
100,0714 |
28,22376 |
105 |
327,3117 |
416,1117 |
Информация о работе Электропривод передвижения тележки мостового крана по системе ПЧ-АД