Автоматизированный привод сварочного полуавтомата с асинхронным двигателем
Курсовой проект - Разное
Другие курсовые по предмету Разное
? еще не известен момент инерции двигателя. Но, предполагая, что мощность двигателя будет составлять примерно 100-200 Вт и синхронная частота вращения 1500 об/мин, можно примерно принять момент инерции двигателя равным 7.810-4 кгм2.
Статический момент, приведенный к валу двигателя
Тогда момент инерции механизма, приведенный к валу двигателя (при полном барабане)
То же при пустом барабане
Для расчетов примем средний момент инерции механизма
Динамический момент определяется угловым ускорением и вычисляется по формуле
Вид нагрузочной диаграммы приведен на рис. 3. 4.
Рис. 3.4. Нагрузочная диаграмма.
4. Выбор электродвигателя
.1 Предварительный выбор двигателя по скорости, моменту, мощности
Для рассмотренного механизма подачи выберем двигатель. Выбор двигателя в таких системах производится по мощности.
Требуемая мощность двигателя:
,
где
- потери мощности в редукторе;
- то же на трение в подающих роликах;
- потери мощности на сматывание проволоки с бухты;
- то же на проталкивание проволоки по шлангу.
Значения и (при бухте массой 25 кг) по экспериментальным данным составляют по 5 Вт. Максимальная мощность, расходуемая при проталкивании проволоки со скоростью 1200 м/час,
,
где
F - тяговое усилие, Н;
v - скорость подачи, м/с.
КПД червячного редуктора составляет от 0.6 до 0.8. Примем среднее значение КПД - 0.7.
Следовательно, мощность на валу двигателя
Выберем двигатель общепромышленной серии 4АА56А4У3 со следующими параметрами:
Номинальная мощность Рном, Вт120;
Синхронная частота вращения nном, об/мин1500;
Номинальное скольжение sном, %8;
Номинальный КПД hном, ;
Коэффициент мощности cosj0.66;
Кратность пускового момента2.2;
Кратность максимального момента2;
Критическое скольжение49;
Кратность пускового тока5
Момент инерции двигателя Jдв, кгм27.710-4
Номинальная скорость двигателя
Номинальный момент двигателя
4.2 Построение нагрузочной диаграммы двигателя
Теперь после выбора двигателя, можно построить для него нагрузочную диаграмму.
Статический момент, приведенный к валу двигателя:
Динамический момент при полном барабане:
То же при пустом барабане:
Опять же для построения нагрузочной диаграммы примем среднее значение момента инерции
Динамический момент, развиваемый двигателем при пуске (торможении)
Для построения уточненной нагрузочной диаграммы необходимо выбрать время установившегося движения и время паузы. По условиям работы источника сварочного тока максимальное время цикла 5 мин при ПВ 60%. Таким образом, примем время установившегося движения 3000.6=180 с, время паузы 120 с.
Нагрузочная диаграмма двигателя представлена на рис 4. 1.
Рис. 4. 1. Нагрузочная диаграмма двигателя.
.3 Проверка выбранного двигателя по перегрузочной способности и нагреву с учетом регулирования скорости
Проверку двигателя по условию нагрева проведем с помощью метода эквивалентного момента. Этот метод заключается в следующем: если среднеквадратичный момент за цикл не превышает номинального момента двигателя, то температура обмоток двигателя не превышает расчетной температуры для данного двигателя.
Примем, что двигатель работает при минимальной скорости и коэффициент ухудшения охлаждения a=0.5. При отключенном двигателе этот же коэффициент b=0.5. Таким образом, эквивалентный момент
Таким образом, эквивалентный момент меньше номинального момента двигателя. Следовательно, выбранный двигатель по условию нагрева подходит. Так же двигатель подходит и по перегрузочной способности, так как максимальный момент двигателя, равный 2.20.83=1.83, больше максимального момента, возникающего в механизме в момент пуска.
5. Выбор преобразователя, системы управления и датчиков координат электропривода
Для механизма подачи проволоки необходимо выбрать систему управления двигателем.
Для нашей системы не требуется высококачественной системы управления типа новых частотных приводов известных фирм (Siemens, ABB и т. п.). Поэтому систему управления разработаем самостоятельно.
Выберем частотное управление. Силовую схему построим на управляемом выпрямителе и автономном инверторе напряжения на полностью управляемых ключах.
Для построения системы управления необходимо рассчитать параметры электрического двигателя. Воспользуемся данными [6], где приведены эти параметры в относительных единицах. Для этого найдем номинальный ток фазы двигателя:
Теперь рассчитаем параметры двигателя:
Расчет тиристоров выпрямителя.
Тиристоры выбираются по среднему току. Выпрямленный ток:
Средний ток, проходящий через тиристор:
Выберем тиристор КУ202Н с максимальным током 2.5 А и максимальным обратным напряжением 600 В.
Расчет фильтра на выходе выпрямителя.
Коэффициент сглаживания фильтра
при пульсациях 4%.
Отсюда находим:
Индуктивное сопротивление фильтр