Проектирование электродвигательного устройства

Расчетно-пояснительная записка к

КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

По дисциплине «Электропривод»

на тему:

«Электропривод автомобилеподъемника»

 

Выполнил: студент 4 курса

14эн группы

Баярин Д.И.

Руководитель: Гурин В.В.

 

Минск - 2009

Аннотация

 

Курсовая работа представлена расчетно-пояснительной запиской на 27 страницах машинописного текста, содержащей 10 таблиц и графической частью, включающей 12 листов 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;

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 БГАТУ 1999г, был оформлен на текстовом редакторе MS Word XP, для расчетов была использована система электронных таблиц MS Excel XP. Для создания графической части проекта использовалась система автоматизированного проектирования типа AutoCAD 2004.

 

Содержание

 

Ведение

1 Проектирование электродвигательного устройства

2 Проектирование передаточного устройства

3 Переходные процессы в электроприводе

4 Заключение о правильности предварительного выбора электродвгателя по всем критериям

5 Разработка принципиальной электрической схемы управления ...

6 Разработка ящика управления электроприводом

7 Показатели разработанного электропривода

Литература

 

Введение

 

Автоматизация и электрификация сельскохозяйственного производства приводит к облегчению труда рабочих, и уничтожение существенного различия между умственным и физическим трудом, и дальнейшему повышению материального благосостояния народа.

Современный электропривод определяет собой уровень силовой электровооруженности, является главным средством автоматизации рабочих машин и механизации производственных процессов.

Рост электрификации и автоматизации, создание на этой базе более современных машин ведут к огромному повышению производительности труда.

Производство, переработка и хранение сельскохозяйственной продукции тесно связано с использованием электроприводов.

Преимущества электропривода состоит в том, что электрическая энергия легко передается на большие расстояния, обладает высокой экологической чистотой, что немаловажно в современных технологиях, а также может преобразовываться не только в механическую, но и в тепловую и в другие виды энергии, необходимые как в производстве, так и быту.

Электропривод отличается большим количеством конструктивных решений, функционального назначения, технических параметров и т.д.

Номенклатура электроприводов и область их применения растет. Растет количество электроэнергии, потребляемое электроприводами. Преимущества использования электропривода могут быть реализованы лишь при правильном его выборе.

 

Проектирование электродвигательного устройства

Технологическая характеристика рабочей машины

Назначение

Автомобильный подъемник предназначен для подъема автомобиля для выгрузки зерна в бункер зерноочистительного агрегата.

Технологическая схема

Графическая часть курсового проекта, лист 1.

Описание рабочих органов

Автомобилеподъемник поднимает платформу при включении электродвигателя масляного насоса в течении 30 секунд. Опускание платформы производится после отключения электродвигателя в течении 20 секунд. Подъемник рассчитан на нагрузку 30 автомашин в час.

Выбор или обоснование технологических параметров

Масляный насос типа Г 12-23

Q=0.0006 м³/с

 H=620*10⁴ Па

 n=950 об/мин

 Определение мощности рабочей машины при номинальном режиме работы и при холостом ходе

 

 

где - КПД насоса, = 0,7. .0,85;

В итоге, имеем:

кВт;

Расчет и построение механической характеристики и нагрузочной диаграммы рабочей машины

Момент сопротивления машины при номинальной частоте вращения определяется по следующей формуле:

 

;

 

где, — мощность машины, Вт; — угловая частота вращения рабочих органов машины, рад/c.

Подставляя числовые значения в формулу получаем:

;

Для построения механической характеристики воспользуемся общей формулой:

 

;

 

где, - момент сопротивления механизма при любой частоте вращения, Н м; - начальный момент сопротивления. Нм: х — показатель степени, характеризующий изменение момента при изменении частоты:

Показатель степени х для насоса х = 0, следовательно:

 

М_с =М_со +М_сн –М_со =М_сн = 28 Н м;

 

Механическая характеристика ω=f(М_со) будет иметь следующий вид (Графическая часть Л5).

Предварительное определение режима работы электропривода

Длительность работы масляного насоса и электродвигателя приводящего в движение насос задано по условию 30 секунд.

 Время паузы примерно равно 10 минут .Делаем вывод, что режим работы двигателя кратковременный (S2).

Постановка задачи энерго- и ресурсосбережения, повышение надежности, производительности и т.д..

Экономия энергии достигается за счет своевременного включения и отключения привода масляного насоса.

Повышение надежности работы установки также достигается правильным выбором двигателя по климатическому исполнению и перегрузочной способности электродвигателя.

Обоснование выбора электродвигателя по роду тока, типу, модификации, по частоте вращения, по климатическому исполнению и категории размещения.

Наиболее надежными и применяемыми в сельском хозяйстве электродвигателями являются двигатели переменного тока. Исходя из этого, а также из нецелесообразности применения преобразователей переменного тока в постоянный, принимаем к установке трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором питающийся от сети переменного тока 380/220 В. Серия электродвигателя АИР.

Поскольку электродвигатель и масляный насос находятся на открытом воздухе то принимаем исполнение двигателя IР 54 и категории размещения УХЛЗ.

Выбор электродвигателя по мощности с учетом режима работы.

Исходя из условий и требования технологического процесса, а также значения Р_м выбираем асинхронный электродвигатель с частотой вращения 1000 об/мин. Тип АИР112МА6IР54.

Технические данные электродвигателя сводим в таблицу 1.2.

 

Таблица 1.2 Технические данные электродвигателя серии АИР112МА6.

n, об/мин	Pн, кВт	η, %	cosφ, о.е.	Sн. %	Sк. %	kп	kmax	kmin	kI	J. кг м2
1000	2,8	81	0,76	5	34	2,0	2,2	1,6	6,0	0,017

Определим постоянную времени нагрева:

 

,с

 

где С— теплоемкость ; m — масса двигателя, кг; А — теплоотдача, Вт/°С.

 

, Вт/⁰С

 

где τ_доп— допустимое превышение температуры обмотки, ⁰С (80-100 ⁰С); ΔР_Н—номинальные потери,кВт.

 

, кВт;

 

, кВт;

, Вт/⁰С;

, с;

Так как t_Р = 9,7 мин << 4Т = 68.5 мин, то делаем вывод, что режим работы двигателя кратковременный.

Исходя из проведенных расчетов, окончательно выбираем асинхронный электродвигатель с частотой вращения 1000 об/мин. Тип АИР71А4 IР54.

 

Таблица 1.2 Технические данные электродвигателя серии

n, об/мин	Pн, кВт	η, %	cosφ, о.е.	Sн. %	m, кг	kп	kmax	kmin	kI	J. кг м2
1000	2,2	81	0,74	5,5	22,8	2,0	2,2	1,8	6	0, 013

 

Проверка выбранного электродвигателя по условиям пуска и перегрузочной способности.

Проверка электродвигателя на возможность пуска:

 Угловая скорость двигателя:

 

, рад/с;

, об/мин;

 

, рад/с;

Номинальный момент двигателя:

 

 Н^.м;

 

Момент сопротивления насоса приведенный к валу двигателя:

 

 Н^.м;

 Н^.м;

 

Так как М_н = 22,2 Н^.м > М_н.п =20,5 Н^.м, пуск двигателя при максимальной нагрузке 2,7 кВт обеспечивается.

Проверка электродвигателя на перегрузочную способность:

 

 кВт;

 

P_н=2,2 >P_пер=1,7 кВт;

Расчеты по определению температуры электродвигателя за цикл нагрузочной диаграммы.

Когда нагрузка меняется медленно (t_ц > 10мин) методы определения мощности по среднеквадратичной величине не точны. В этом случае надо определить повышение температуры электродвигателя над окружающей средой, пользуясь уравнением нагрева электродвигателя:

 

,

 

где τ_уст = ΔР/А -- установившееся превышение температуры электродвигателя; Т = С/А -- постоянная времени нагрева электродвигателя; t - время от начала участка; τ_нач - превышение температуры в начале участка; А -удельная теплоотдача электродвигателя:

 ⁰C;

Принимая, что в начале работы τ_нач=20 строим кривую нагрева электродвигателя. Расчеты сводим в таблицу 1.3.

 

Таблица 1.3 Зависимость температуры двигателя от времени и охлаждения.

t, c	τнаг, 0С	τохл, 0С
0	20,00	34,67
30	34,67	33,21
120		27,56
240		23,48
360		21,14
480		20
600		20