Аналитические методы расчета переходных процессов Составление схемы электропривода

Курс лекций по электротехнике

Особенности выбора двигателя для различных механизмов

Основой для предварительного выбора приводного двигателя, как правило, является нагрузочная диаграмма исполнительного механизма, под которой понимается зависимость потребляемой механизмом мощности или момента от времени, т.е.

 или 

Нагрузочные диаграммы могут выражать неизменную или циклически меняющуюся во времени нагрузку.

При неизменной нагрузке выбор двигателя довольно прост и заключается в определении потребляемой мощности Рмех, по которой находят расчетную мощность электродвигателя

 

 

где η - к.п.д. передачи от двигателя к механизму.

 

Далее по каталогу выбирают двигатель нужных параметров и конструктивного исполнения с номинальной мощностью

Выбранный таким образом двигатель будет удовлетворять всем требованиям со стороны исполнительного механизма и в дополнительной проверке не нуждается.

 

В случае нагрузочных диаграмм с циклически меняющейся нагрузкой (рис.1), с какой работает большинство электрифицированных механизмов, расчет мощности  двигателя производят методом последовательных приближений в два этапа. 5а первом этапе осуществляется предварительный выбор двигателя, на втором - проверка его на соответствие заданному графику нагрузки (режиму работы).

Такой порядок расчета объясняется тем, что выбор двигателя для конкретных условий работы возможен лишь на основе нагрузочной диаграммы самого двигателя, которую можно построить лишь после расчета переходных процессов в приводе с этим электродвигателем. Поэтому возникает необходимость в предварительном ориентировочном выборе двигателя, что осуществляется по статической номинальной нагрузке или по среднестатистической мощности заданного или достроенного графика нагрузки рабочей машины.

Расчетную мощность рабочего органа электрифицируемого механизма можно определить:

– по номинальной грузоподъемности, заданной массой поднимаемого груза m , из выражения


– по среднему значению момента механизма Ммех по формуле

Здесь g = 9,81 м/с2 – ускорение свободного падения;

υ - заданная скорость линейного перемещения рабочего органа или навивки троса на барабан, м/с;

ωмех – угловая скорость рабочего органа; может быть определена из уравнения

где Dб – диаметр грузового барабана (ходового колеса), м.

Ориентировочно определив к.п.д. η выбранной передачи, можно найти мощность на валу двигателя:

Для механизма с заданной рабочей скоростью можно выбирать двигатели необходимой конструкции и типа мощностью Рн ≈ Рдв , но с различными угловыми скоростями, соединяя их с исполнительным механизмом редуктором, имеющим соответствующее передаточное отношение. Если электропривод работает с частыми пусками и остановками, то критериями при выборе оптимального передаточного числа передачи являются:

– наименьшая продолжительность разгона и торможения рабочего органа механизма;

– минимальное время перемещения рабочего органа на заданном участке пути;

– точная остановка рабочего органа в заданном месте;

– наименьшие потери энергии в электроприводе за цикл и др.

Общего решения для выбора оптимального передаточного числа, удовлетворяющего всем перечисленным условиям, пока не дано. Наиболее существенным часто является сокращение времени переходных процессов.

Воспользовавшись уравнением движения, южно найти, что при определенных параметрах рабочего механизма минимум времени переходного процесса соответствует минимальному запасу кинетической энергии двигателя, т.е.

Таким образом, исходя из рассматриваемого требования, наиболее подходящим можно считать тот двигатель, для которого при одной и той же мощности указанное произведение будет наименьшим.

Определение моментов нагрузки механизмов  подъема груза и передвижения крана Как уже отмечалось, проектирование электропривода в большинстве случае начинается с расчета и построения нагрузочной диаграммы исполнительного механизма, которая позволяет определить расчетное значение мощности иле момента для предварительного выбора приводного двигателя

Определение моментов нагрузки механизма изменения вылета стрелы

Определение моментов нагрузки лифтов Лифты являются механизмами вертикального транспорта, предназначенными для транспортировки пассажиров и грузов в жилых, производственных и административных зданиях. Для выравнивания графика нагрузки приводного двигателя большинство современных подъемников выполняются с противовесом. При значительной высоте подъема противовес и кабина соединяются кроме основных несущих канатов, еще и уравновешивающими канатами.

Разработка кинематической схемы проектируемого механизма Выбрав электродвигатель с оптимальной номинальной скоростью и зная заданную скорость рабочего органа электрифицируемого агрегата, можно определить общее передаточное отношение от двигателя к рабочему органу исполнительного механизма

Расчет и построение механических характеристик асинхронных двигателей Скорость всех электродвигателей (кроме синхронного) является функцией электромагнитного момента и, следовательно, момента нагрузки на валу, которое в установившемся режиме работы привода уравновешивают друг друга. Поэтому заданная скорость рабочего органа электрифицируемого механизма используется лишь на первых порах проектирования для предварительного выбора двигателя. В дальнейшем для каждого режима скорость электропривода должна быть взята из механической характеристики выбранного двигателя.


Составление схемы электропривода