Разработка электропривода бытового полотера
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
?олнительных доплат, aдоп=15%тАж18%;
Ткр, Ттр, Тто - суммарные трудоемкости капитального и текущего ремонтов и технического обслуживания.
Для расчета принимаем часовую ставку IV разряда для работы в механическом цеху
руб;
руб.
В этом случае
руб;
руб.
Стоимость материалов для ремонта электропривода равной 100% от основной зарплаты без учета дополнительных доплат.
руб;(24)
Цеховые расходы принимаем равными 100% от основной зарплаты рабочих
руб;(25)
Суммарные затраты на ремонтно-эксплуатационное обслуживание электроприводов
(26)
руб.
Годовые эксплуатационные расходы
;(27)
руб.;
руб.
Годовые приведенные затраты
руб.;(28)
руб.(29)
Как видно из расчетов приведенные затраты для разных варианотов электрооборудования различаются на
руб.(30)
На основании экономического расчета для привода тележки применяем бесконтактный двигатель постоянного тока.
Определим срок окупаемости проектируемого электропривода:
(31)
где СS - суммарные затраты (эксплуатационные и капитальные);
К - капиталовложение.
Подставив численные значения
года.
4. Проверка выбранных электродвигателей
.1 Построение нагрузочных диаграмм с учетом регулирования координат электропривода
После выбора двигателя построим для него нагрузочную диаграмму.
Для построения нагрузочной диаграммы необходимо рассчитать момент инерции электропривода и определить динамический момент.
Рассчитаем момент инерции щетки. Радиус диска щетки R=0,3 м, масса щетки m=3 кг. Тогда, принимая щетку как диск, рассчитаем момент инерции щетки:
(32)
Суммарный момент инерции электропривода:
(33)
Максимальный момент двигателя придется ограничивать, так как разрабатываемая установка питается от бытовой сети. В бытовой электросети вся аппаратура рассчитана на максимальный ток нагрузки 10 А. Номинальный ток двигателя составляет 8 А. Ограничим пусковой ток на уровне 10 А. Тогда максимальный момент двигателя составит Мmax=46,25 Нм. Динамический момент при разгоне двигателя будет равен:
(34)
Динамический момент при торможении двигателя составит:
Время разгона привода до номинальной скорости по предельной нагрузочной диаграмме (примем, что разгоняется равноускоренно)
(35)
Время торможения привода:
Уточненная нагрузочная диаграмма приведена на рис. 5.
Нагрузочная диаграмма.
4.2 Проверка выбранных электродвигателей по перегрузочной способности и нагреву
Так как двигатель работает в режиме S1, то по нагреву двигатель проверять не нужно. За время пуска или торможения температура двигателя практически не изменяется, а в установившемся режиме двигатель работает в пределах номинальных параметров. Таким образом, необходимо проверить двигатель по перегрузочной способности.
Критерием проверки двигателя по перегрузочной способности является неравенство (36).
(36)
Максимальный момент был рассчитан выше и составляет 46,25 Нм. Максимальный момент, развиваемый двигателем, составляет 90 Нм. Таким образом, условие проверки двигателя по перегрузочной способности выполняется.
5. Проектирование и расчет силовой схемы электропривода
Силовая схема электропривода включает в себя однофазный мостовой выпрямитель и трехфазный инвертор напряжения на силовых транзисторах с обратными диодами.
Выбор силовых транзисторов.
В качестве силовых ключей используются модули IGBT, в состав которых входят биполярные транзисторы с изолированными затворами и обратные диоды.
Выбор силовых модулей производится в два этапа. На первом этапе производится предварительный выбор силовых ключей. На втором этапе производится расчет мощности потерь во всех режимах работы ключей инвертора.
Предварительный выбор.
Номинальный фазный ток якоря:
А,(37)
Средний ток через силовой ключ:
Н,СР ? kЗIMAX,(38)
где kЗ - коэффициент запаса, учитывающий перегрузку по току при коммутации ключа, kз =2;амплитудное значение тока в плече силовой цепи инвертора;
А,(39)
Выражение (38) примет вид:Н,СР. ? 2.11,2= 22,4 А
Рабочее напряжение на силовом ключе:
UРАБ. ? UMAX + DUПН (40)
Где Umax - амплитудное значение напряжения в силовой цепи инвертора, В;
DUПН - коммутационное перенапряжение на ключе, В.
В,(41)
С учетом рекомендаций принимается значения перенапряжения Uп.н.=250 В.
Выражение (40) принимает вид:раб. ? 311,1 + 250 = 561,1 В.
На основании выражений (5.1) и (5.2) выбираются силовые модули типа BSM 25 GD 60 DN2 в виде моста с обратными диодами с параметрами, приведенными в таблице 4.
Таблица 4 - Технические параметры силовых модулей BSM 25 GD 60 DN2
ВеличиныЗначениеНапряжение коллекторно-эммитерного перехода, В600Потеря напряжения на коллекторно-эммитерном переходе при открытом ключе, В2,1Средний рабочий ток, А25Потеря активной мощности, Вт90Потеря энергии при вкл./откл., мДж 1,5
Произведем проверку теплового режима.
Потери мощности в силовом ключе:
DР DРн,(42)
где DРн - потеря мощности в номинальном режиме работы ключа, Вт:
DРн = DРст. + DРдин.,(43)
гдеDРст. - статическая мощность потерь, Вт;
DРдин. - динамическая мощность потерь, Вт.
Статическая мощность потерь:
(44)
Где kз - коэффициент запаса, учитывающий тепловые режимы работы ключа, рекомендуется принимать kз = 1,