Расчет и выбор электропривода токарно-винторезного станка модели 16К20П

Курсовой проект - Физика

Другие курсовые по предмету Физика

пряжения и типа двигателя

 

Для питания токарно-винторезного станка модели 16К20П используется трехфазный переменный ток напряжением 380 В.

Напряжение цепи управления - 110 В;

Напряжение местного освещения - 24 В;

Тип двигателя - асинхронный с короткозамкнутым ротором серии 4А.

Для выбранного двигателя из справочника выписываются паспортные данные:

Типоразмер двигателя - 4А132М4У3;

Номинальная мощность, РН - 11 кВт;

Синхронная частота вращения, nо - 1500 об/мин;

Номинальное скольжение, SН - 2,8 %;

Номинальный КПД, - 87,5 %;

Номинальный коэффициент мощности, cos - 0,87;

 

Кратность максимального момента, К1 () - 2,2;

Кратность пускового момента, К2 () - 2;

Кратность минимального момента, К3 () - 1.6;

Кратность пускового тока, К4 () - 7,5.

 

2.4 Расчет механических характеристик выбранного двигателя, проверка двигателя

 

Номинальная частота вращения, об/мин

 

nном=

(об/мин);

 

Номинальная скорость, рад/с

 

?ном=

(рад/с);

 

Номинальный момент двигателя, Нм

 

;

(Нм)

 

Максимальный момент двигателя, Нм

 

(Нм);

 

Значение пускового момента, Нм

 

(Нм);

 

Критическое скольжение

 

;

 

Уравнение механической характеристики имеет вид:

 

, (Н);

(Н);

(Н);

(Н);

(Н);

 

Угловая скорость, рад/с

 

 

где = - скорость идеального холостого хода, рад/с;

 

(рад/с);

(рад/с);

(рад/с);

(рад/с);

(рад/с);

(рад/с);

 

Задаваясь значением S в пределах , рассчитываются зависимости М= f (S), = f (S).

 

Таблица 2 - Параметры естественной характеристики двигателя.

S00,050,0750,10,1160,15M, Нм0115144156158153, рад/с157149145141138133

Проверка

 

Мс макс?0.8Ммакс, 76,999?0,8158,58, 76,999?126,864

Мсмакс=, Мсмакс=

 

2.5 Анализ электропривода и системы управления им (достоинства и недостатки)

 

Электроприводом называют электромеханическую систему, состоящую из электродвигательного, преобразовательного, передаточного и управляющего устройств, предназначенную для приведения в движение исполнительных органов рабочей машины и управления этим движением.

По руду тока применяется электропривод переменного тока.

На станке установлен электропривод с асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором. Они надежны, просты в эксплуатации, дешевы. Обладают высокими энергетическими показателями. Недостатком таких двигателей является сложность регулирования частоты вращения.

3. Расчет и выбор проводов и аппаратуры

 

3.1 Выбор проводов и питающих кабелей

 

Сечение проводов и кабелей для напряжения до 1000 В по условию нагрева определяется по справочнику в зависимости от расчетного значения длительно допустимой токовой нагрузки из соотношения:

 

 

где Iдл - ток расчетной длительной нагрузки;

Iном - номинальный ток, для электроприемников, имеющих в установке одиночный асинхронный двигатель.

 

(А)

 

Выбираем провод ПВ 3 4 (12,5) с Iдоп = 25 А.

 

3.2 Выбор защитной аппаратуры и аппаратуры управления

 

В качестве защитной аппаратуры применяются автоматический выключатель, тепловое реле - для защиты от перегрузок.

Номинальный ток комбинированного расцепителя автоматического включателя:

 

, (А)

 

Ток срабатывания комбинированного расцепителя автоматического выключателя:

 

(А)

 

По справочнику выбирается автоматический выключатель с параметрами:

 

 

Тип автоматического выключателя: АЕ2046

Номинальный ток нагревательного элемента теплового реле:

 

(А)

 

По справочнику выбирается тепловое реле с параметрами:

;

диапазон несрабатывания тока (0.75 - 1.25) Iн.

Тип теплового реле: РТЛ. В качестве аппаратуры управления применяется магнитный пускатель. Номинальный ток пускателя: Iн=40А

С учетом аппарата защиты перевыбираем провод ПВ3 4 (1х40)

4. Специальная часть

 

Целью специальной части является модернизация электрооборудования главного привода. Предлагается два возможных варианта:

Установка преобразователя частоты для питания асинхронного двигателя главного привода

Замена асинхронного двигателя на двигатель постоянного тока с упрощенной коробкой скоростей.

 

4.1 Выбор преобразователя частоты, расчет характеристик двигателя

 

Наиболее перспективным способом регулирования скорости асинхронного двигателя является регулирование изменением частоты подводимого напряжения с помощью преобразователя частоты, который состоит из выпрямителя, преобразующего переменное напряжение в постоянное, инвертора, преобразующего постоянное напряжение в переменное, и блоков управления выпрямителя и инвертора.

При этом изменяется скорость холостого хода, т.к. . Для того, чтобы при изменении частоты максимальный момент двигателя оставался постоянным, необходимо также изменять напряжение, так чтобы соблюдался закон управления .

 

Таблица 3: Изменение скорости холостого хода при изменении частоты

f, Гц50403020105, рад/с157,0125,694,262,831,415,7

4.2 Выбор двигателя постоянного тока и тиристорного преобразователя

 

По мощности и частоте вра?/p>