Курсовая работа: Проектирование электродвигателя транспортера
Поскольку электродвигатель включается и выключается под нагрузкой (масса транспортера) то наиболее целесообразным будет способ самоторможения, поскольку в этом случае время выбега будет очень мало.
При пуске необходимо, чтобы транспортер был менее тяжелым для облегчения пуска, поэтому перед выключением рекомендуется подождать освобождения транспортера от корма, и только затем его выключить.
3.3 Определение времени пуска и торможения, максимального ускорения графо-аналитическим методом
Для начала определим продолжительность разбега и остановки электродвигателя.
Время пуска tп определяется следующим образом:
гдеI приведенный момент инерции;
wн – номинальная угловая скорость;
Mп – вращающий момент электродвигателя при пуске;
Mс – средний приведенный момент сопротивления рабочей машины при пуске;
Получаем:
Время остановки tт определяется следующим образом:
В итоге имеем:
Время самоторможения составляет всего 0,11 секунд, что подтверждает выбор способа торможения электропривода.
Для более полного расчета воспользуемся графо-аналитическим способом. При этом, построив механические характеристики двигателя и рабочей машины, строим кривую избыточного момента.
Для более точного расчета времени пуска воспользуемся графоаналитическим методом (рис.3). Строим механическую характеристику двигателя 1 по данным п. 1.7 и рабочей машины 2, затем строим кривую избыточного момента 3, полученную вычитанием момента сопротивления рабочей машины от момента электродвигателя. Кривую избыточного момента представляем ступенчатым графиком 4 для упрощения расчета. Для этого делим график на 10 равных частей. В пределах каждой ступени избыточный момент не изменяется. Кривая разгона 5 строится по данным таблицы 4. При этом время на каждом участке находим по формуле:
гдеwi,wi-1 - угловые частоты в конце и в начале каждого участка соответственно;
Мизбi - избыточный момент на каждом из участков:
Также находим угловое ускорение вала:
Расчеты сводим в таблицу 4.
Таблица 4.Данные расчета времени пуска двигателя.
Точка |
Мдв,Н×м |
w,рад/с |
Мизб,Н×м |
t,с |
e,рад/с2 |
|
| 1 | 32,8 | 0 | 18,5 | 0,009 | 902 | |
| 2 | 26,3 | 8,12 | 12 | |||
| 0,014 | 580 | |||||
| 3 | 28,5 | 16,24 | 14,2 | |||
| 0,012 | 677 | |||||
| 4 | 30,8 | 24,36 | 16,5 | |||
| 0,01 | 812 | |||||
| 5 | 33,6 | 32,48 | 19,3 | |||
| 0,008 | 1015 | |||||
| 6 | 37,1 | 40,61 | 22,8 | |||
| 0,007 | 1160 | |||||
| 7 | 39,1 | 48,73 | 24,8 | |||
| 0,007 | 1160 | |||||
| 8 | 38,5 | 56,85 | 24,2 | |||
| 0,007 | 1160 | |||||
| 9 | 32,8 | 64,97 | 18,5 | |||
| 0,009 | 902 | |||||
| 10 | 14,3 | 73,1 | 0 |
Итого: 0,083 с.
3.4 Расчеты по определению превышения температуры обмоток и электродвигателя во время пуска
Повышение температуры обмоток асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором во время пуска можно определить упрощенным методом, считая, что все потери идут на нагрев:
где DW – потери энергии во время пуска, Дж;
C1 – теплоемкость обмоток, для меди массой 1,49 Кг:
Для асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором можно считать, что за период пуска средний эквивалентный ток составляет 0.9Iп.
Потери энергии при пуске под нагрузкой определяются следующим образом:
гдеDPvн – потери в обмотках при номинальной нагрузке:
В итоге получаем:
4. Заключение о правильности предварительного выбора электродвигателя
Заключение о правильности выбора электродвигателя делаем с учетом тепловых и механических переходных режимов.
Максимальная температура двигателя не превышает допускаемой для данного класса изоляции.
Электродвигатель обеспечивает разгон агрегата за время менее 10 с и устойчивую работу при наибольших нагрузках.
Условия правильного выбора:
1) Номинальный момент электродвигателя по условиям пуска:
условие выполняется – 20,5 > 16,5
2) Номинальная мощность электродвигателя по условиям пуска:
условие выполняется – 1500Вт > 1211Вт
Проверка на устойчивость работы электродвигателя:
условие выполняется – 1500Вт > 691Вт
Так как все условия соблюдаются, то можно считать, что данный электродвигатель подобран правильно.
5. Разработка принципиальной электрической схемы управления
5.1 Пояснение по составлению схемы
Схема предусматривает управление транспортерами с пульта.
Для защиты от токов короткого замыкания и перегрузок установлены магнитные пускатели с тепловым реле. Кроме этого, двигатели защищены автоматическими выключателями.
5.2 Выбор других элементов схемы
Основным параметром защитно-коммутационной аппаратуры является электрический ток, пропорциональный нагрузке.
Если электродвигатель защищен от действия токов короткого замыкания плавкими вставками предохранителей, а от перегрузки – тепловыми реле, то расчет параметров коммутационных аппаратов выполняется в следующей последовательности.
Находим расчетный ток электродвигателя (в нашем случае при полной загрузке он будет равен номинальному):
Имеем:
Далее находим максимальный ток электродвигателя (в нашем случае он равен пусковому):
Получаем:
Расчетный ток плавкой вставки для защиты электродвигателя от действий токов короткого замыкания определяется по уравнению:
где a коэффициент, зависящий от условий пуска, принимаем a = 2.5;
Подставляя числовые значения, получаем:
Стандартную плавкую вставку выбираем согласно условию:
Выбираем НПН2-60 патрон неразборный с заполнителем. Ток плавкой вставки Iпл.вст. = 20А, площадь сечения плавкой вставки S = 0.48мм2.
Тип пускателя и его номинальный ток выбираем исходя из условий:
Iдоп. для электродвигателя 2,8кВт определяем по таблице 5.1 [6].
Тип пускателя - ПМЕ, величина – 1, Iэм = 10А.
Тепловое реле – ТРН-10, Iнр = 10А, Iн.т.э = 6.3А.
Автоматический выключатель выбираем в следующей последовательности.
Определяем ток теплового расцепителя:
гдеkн.т. – коэффициент надежности, учитывающий разброс по току срабатывания теплового расцепителя. Выбор производится по таблице 5.3 [6].
Получаем:
Выбираем автоматический выключатель серии АЕ-2036 (таблица 5.3[6]).
Iн = 25А и Iн.р. = 8А для двигателя мощностью 2,8кВт.
Ток срабатывания электромагнитного расцепителя выбираем по условию:
где Kн.э. – коэффициент погрешности, учитывающий разброс по току электромагнитного расцепителя и пускового тока элетродвигателя.
Установившийся ток уставки расцепителя:
Принимаем ток уставки, равный 12Iн, т.е. 96А.
5.4 Описание работы схемы
Установка работает так. Оператор нажимает кнопку “Пуск” SB1.1, после этого включается электродвигатель наклонного транспортера М1 посредством магнитного пускателя КМ1, а также включается электродвигатель М2, включая горизонтальный транспортер. В электрической схеме предусмотрена блокировка в виде силового контакта КМ 1.1. Объясняется это тем, что если будет включен горизонтальный транспортер и при этом будет выключен наклонный, то корм может образовать завал на границе двух транспортеров.
По завершении кормления оператор отключает транспортеры кнопкой “Стоп” SB1.2.
Для защиты от токов короткого замыкания и перегрузок установлены магнитные пускатели с тепловым реле. Кроме этого, двигатели защищены автоматическими выключателями.
Литература
1. «Электрооборудование и автоматизация с/х агрегатов и установок» И.Ф. Кудрявцев, Л.А. Калинин и др. М: Агропромиздат, 1998г.
2. Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Электропривод», составители: проф. Л.А. Калинин, П.Т. Шипуль.
3. «Погрузочно-транспортные машины для животноводства». Справочник – М: Агропромиздат, 1990г.
4. Качанов И.Л. «Курсовое и дипломное проектирование». –М: Агропромиздат, 1990г.
Аннотация
Курсовая работа представлена расчетно-пояснительной запиской на 25 страницах машинописного текста, содержащей 5 таблиц и графической частью, включающей 2 листа формата А3 1 лист формата А4.
В работе представлены:
- описание работы технологической линии;
- технологические и кинематические схемы.
В процессе выполнения курсового проекта были произведены следующие расчеты:
- основные параметры передаточного устройства, приведенного момента энергетического машинного устройства и электромеханической постоянной времени переходных процессов;
- переходных режимов электропривода;
- расчеты по определению температуры электродвигателя;
- расчет по определению потери напряжения при пуске АД.
Записка также содержит описание работы принципиальной электрической схемы силовых цепей и выбор коммутационной и защитной аппаратуры. В процессе выполнения курсового проекта была разработана схема управления и автоматизации.
Курсовой проект оформлен в соответствии с СТБ БАТУ 1999г, был оформлен на текстовом редакторе MS Word 2000.
