Выбор электропривода к асинхронному двигателю
Дипломная работа - Физика
Другие дипломы по предмету Физика
ВВЕДЕНИЕ
Энергетическую основу производства составляет электрический привод, технический уровень которого определяет эффективность функционирования технологического оборудования. Развитие электропривода идет по пути повышения экономичности и надежности за счет совершенствования двигателей, аппаратов, преобразователей, аналоговых и цифровых средств управления. Широкое применение электропривода объясняется целым рядом его достоинств и преимуществ по сравнению с другими видами приводов: использование электроэнергии, распределение и преобразование которой в другие виды энергии, в том числе и в механическую, наиболее экономично; большой диапазон мощности и скорости движения; разнообразие конструктивных исполнений; простота автоматизации технологических процессов; высокий КПД и экологическая чистота.
Асинхронный двигатель с фазным ротором в настоящее время является основным типом двигателя, используемом в автоматизированном электроприводе при наиболее высоких требованиях к статическим и динамическим характеристикам. Электропривод с таким двигателем в основном применяется в тяговых механизмах, подъемно-транспортных устройствах, где необходимо обеспечить высокий пусковой момент, быстрый разгон и торможение.
В качестве регулирования асинхронным двигателем применяют включение добавочных резисторов в цепь ротора.
Способ реостатного регулирования электроприводом является наиболее простым по своей реализации и поэтому широко используется для регулирования скорости, тока и момента. При этом способе регулирования скорость идеального холостого хода не изменяется, поэтому все искусственные реостатные характеристики пересекаются в точке, соответствующей режиму идеального холостого хода.
Показателями реостатного регулирования скорости являются:
. Диапазон регулирования равен 2-3, т. к. жесткость реостатных характеристик уменьшается с увеличением добавочного сопротивления, что приводит к значительным потерям мощности при больших диапазонах регулирования скорости;
. Направление регулирования - вниз;
. Плавность регулирования зависит от плавности изменения добавочных сопротивлений;
. Стабильность регулирования снижается с увеличением диапазона регулирования;
. Экономичность регулирования, определяемая потерями мощности, невысокая, т.к. потери мощности в самом двигателе растут пропорционально уменьшению скорости по сравнению со скоростью холостого хода;
. Допустимая нагрузка определяется номинальным моментом, поэтому двигатель на искусственных характеристиках может быть нагружен моментом, равным номинальному, находясь при этом в нормальном тепловом режиме.
Несмотря на не очень высокие экономические показатели, реостатное регулирование скорости применяется широко тогда, когда требуется небольшой диапазон регулирования или когда работа на малых скоростях имеет кратковременный характер. Такое регулирование скорости применяется в электроприводах лифтов, подъемных кранов и т.п.
При регулировании момента и тока добавочные сопротивления служат для ограничения тока при пуске, реверсировании и торможении. Регулирование заключается в введении или отключении добавочных сопротивлений в цепи ротора, что осуществляется обычно поступенчато. Количество искусственных характеристик при этом зависит от момента нагрузки и требований плавности переходных процессов.
1. РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ НАГРУЗОЧНОЙ ДИАГРАММЫ. ВЫБОР И ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
.1 Выбор электродвигателя
Согласно полученному заданию и кинематической схеме, представленой на рисунке 1.1, производим выбор электродвигателя
Рисунок 1.1 - Кинематическая схема электропривода
Установившаяся угловая скорость исполнительного органа:
, где (1.1)
- установившаяся скорость подъема груза, м/с;
- диаметр барабана, м.
Установившаяся угловая скорость вращения вала двигателя:
, (1.2)
где
- передаточное отношение механической передачи;
Установившаяся частота вращения вала двигателя:
. (1.3)
.
Приведенный момент статического сопротивления:
, (1.4)
где
- число одновременно работающих электродвигателей;
- коэффициент полезного действия системы;
усилие статического сопротивления в начале рабочего цикла;
усилие статического сопротивления в конце рабочего цикла.
;
;
,(1.5)
где
момент статического сопротивления в начале рабочего цикла, .
момент статического сопротивления в конце рабочего цикла, ;
- средний приведенный момент статического сопротивления,
Требуемая расчётная мощность электродвигателя:
, где (1.6)
- коэффициент запаса.
.
По каталогу выбираем электродвигатель, у которого , .
Выбираем двигатель АКН-16-44-10 со следующими параметрами:
- номинальная мощность электродвигателя, кВт;
- номинальная частота вращения вала двигателя, об/мин;
- синхронная частота вращения вала двигателя, об/мин;
- напряжение в обмотке статора, В;
- ток в обмотке статора, А;
- напряжение в обмотке ротора, В;
- ток в обмотке ротора, А;
- номинальный коэффициент полезного действия
электродвигателя, %;
- коэффициент мощности;
- перегрузочная способность;
- маховый момент электродвигателя, Т*м2;<