《《电气传动技术及应用》课程设计.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《《电气传动技术及应用》课程设计.doc(12页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、 上海开放大学普陀分校电气传动技术及应用课程设计系 别:信息与工程系专 业: 机电一体化 班 级: 学生姓名: 指导教师: 日 期: 设计编号: 目录设计任务书一、课程设计概述.第2页二、课程设计任务.第2页三、课程设计要求.第3页设计步骤一、电动机空载运行.第4页二、电动机负载运行.第5页三、电动机负载运行时间及负载图.第6页四、电源电压波动时,电动机的功率选择. .第8页五、当供电电源变压器容量为一定时,电动机起动方式的选择.第9页课程设计小结.第10页一、课程设计概述电气传动技术课程是本专业的一门专业课,主要讲述交、直流电动机原理及其应用,是一门实践性很强的课程,通过电气传动技术的课程设
2、计,掌握在工厂设备中电动机的选择、校验和计算。课程设计模拟工厂常用的生产流水线,设计一条电动机驱动的输送带,根据加工工艺要求,在输送带上的工件大小和重量是变化的,输送的位置和距离根据不同的要求,有所变化,要求正确的选择电动机的额定功率、转速、工作制以及考虑生产现场的实际条件,需要采取的措施。二、课程设计任务有一条生产流水线的输送带如下图所示,在装料点0,按生产节拍依次装上各种电动机的零配件:A转子、B定子、C前端盖、D后端盖、E底座。分别要求送到工位1、工位2、工位3、工位4、工位5进行加工装配。输送带采取带上无零配件的空载启动,在传送中,自动控制系统使输送带上始终只有一个零配件,而且两个零配
3、件传送过程中无间隔、停顿。各种零配件依次送完后,再重复循环传送,。传动系统设计参数:空载负载力矩 TL0 = 1000NM输送带的输送速度 = 7.5米/分;输送带的加速度 dv/dt = 0.05M/S2 ;电源供电电压 3相380V、变压器容量13KVA电压波动安全系数 0.75。12653470TL0TL工件装配输送机及传动布置L5L4L3L2装料0工位1工位2工位3工位4工位5电动机L1传动系统的减速装置第一级采用减速采用皮带轮,第二和第三级采用齿轮减速箱,参数见表1:表1名 称GD2(Nm2)传动参数传动效率0电动机5(初选)1带轮1601=0.872带轮32483齿轮118齿2=0
4、.914齿轮489齿5齿轮220齿3=0.96齿轮7101齿7送带轮56254mm 工艺要求送料的次序和位置见表2:表2:负载TL / GD2(NM / NM2)工位距离工艺七工位1工位2工位3工位4工位5工步1C前端盖200/70L5=15M工步2D后端盖400/150L4=14M工步3A转子1000/300L3=11M工步4E底座700/240L2=8M工步5B定子1800/600L1=5M假设四极交流电动机转速1470 r/min、六极970 r/min,功率以0.1KW分档,Tst/TN=1.2,Tmax/TN=2。(计算中保留两位小数点)三、课程设计要求根据输送机的启动和送料过程中给
5、出的阻力矩和飞轮转矩,在保证启动过程和送料过程中系统要求的速度和加速度的条件下,设计、计算所需的电动机力矩,然后分析负载特性,选择电动机的工作制,确定电动机的额定功率、转速,最后在车间供电条件下,以及可能出现的供电电压不稳的特殊情况下,选择电动机的类型、电压、启动方式。课程设计步骤:1、当输送带加速度=0.05m/s2时,计算电动机在空载条件下的启动转矩、负载转矩、飞轮转矩、转速和功率;2、分别计算电动机在启动后送各种料的过程中,电动机的转矩、负载转矩、飞轮转矩、转速和功率;3、根据计算得到的电动机在送各种料时各个转矩、 功率和电动机的工作制,选择电动机额定功率、转速、电压参数; 根据计算得到
6、的电动机转矩画出该系统的负载变化图4、校验电源电压波动时,电动机的功率;5、在工厂电源供电的条件下,选择电动机的额定启动方式,校验系统空载启动条件。一、电动机空载运行 1、飞轮转矩GDz2(拆算到电动机轴上的总飞轮转矩)= +=(5+1)+ +=6.254 N.m22、电动机转矩.传动比=4.1334.9445.050=103.189.电动机加速度=0.05103.189=388.143 (r/min)S-1.总的传功效率=.=0.870.910.9=0.713.电动机转矩(电动的转矩=负载转矩+动态转矩)=+.=+388.143=20.064 N.m.电动机转速 卷筒转速=9.404 r/m
7、in=.=9.404103.189970 r/min电动机选择六级,额定转速=970 r/min3、电动机功率=89.6849.404=88.313 KW二、电动机负载运行1、飞轮转矩.B定子 =+=(5+1)+=6.310 Nm2.E底座 =+=(5+1)+=6.276 Nm2 .A转子=+=(5+1)+=6.282 Nm2 .D后端盖=+=(5+1)+ =6.304 Nm2.C前端盖=+=(5+1)+=6.261 Nm22、各电动的转矩=各负载转矩+各动态转矩.B定子=+.=+388.143=44.655 N.m .E底座=+.=+388.143=29.704 N.m .A转子=+.=+3
8、88.143=33.782 N.m .D后端盖=+.=+388.143=25.626 N.m .C前端盖=+.=+388.143=22.908 N.m3、各种负载时的功率 .B定子=.=970=4535.639 W=4.5 KW .E底座=.=970=3017.055 W=3.0 KW .A转子=.=970=3431.261 W=3.4 KW .D后端盖=.=970=2602.850 W=2.6 KW .C前端盖=.=970=2326.781 W=2.3 KW三、电动机负载运行的时间和负载图 1、各负载工作时间 .B定子 =60=40 S .E底座 =60=64 S .A转子 =60=88 S
9、.D后端盖=60=112 S.C前端盖=60=120 S2、电动机的等效转矩= = =29.667N.m3、电动机等效功率=.=970=3013.297 W3.1KW电动机额定功率选3.5KW4、负载图5、校验起动转矩和过载能力.起动转矩=1.2=1.229.667=35.6 N.m =44.655 N.m不能起功动应改为: =38 N.m.过载能力=2=238=76N.m =44.655 N.m不会堵转 =.=970=3.8 KW电动机的额定功率=3.8 KW四、电源电压波动时,电动机的功率选择1、 当电源电压波动的安全系数为0.75时,校验电动的功率。 当电源电压波动时,要求所选的三相异步
10、电动机最大转矩,必须大于运行过程中出现 的最大负载转矩 。 即: =2、当电源电压波动时,其电压下降到=0.75时 =2(=20.752=1.1253、当电动机=38 N.m 此时电动机最大转矩=.=1.12538=42.750 N.m =44.655 N.m 此时电动机的转矩为 =39.693 N.m =.=970=4156.335 W 4 KW 电动机的额定功率=4 KW五、当电源变压器容量为一定时,电动机起动方式的选择。 在变压器供电电压为三相380V,容量为13KVA的条件下,根据电动机不频繁起动时,电动机功率小于变压器容量的30时,才允许直接起动。 即:变压器允许电动机直接起动的容量
11、为 =30.S=0.313=3.9KVA =4 KW 不允许直接起动,应采用降压起动。 电动机的额定转矩:=9550=9550=39.381 N.m 电动机的启动转矩:=1.2=1.239.381=47.258 N.m = =0.425 电动机的额定电流:=10 A 电动机的启动电流:=15 A =0.667 采用自耦变压器压启动,降压比为80电动机空载转矩:=20.064 N.m 即 电动机空载可以启动 电动机的最大转矩:=2=239.381=78.762 N.m负载的最大转矩:=44.655 N.m 即 电动机在最大负载时能正常运行 最终所选电动机额定功率:=4 KW 电动机额定转速:=970 r/min 额定电压:三相380 V六、课程设计小结 在通过本次电气传动技术及应用的课程设计,将平时在学习过程中存在的不足完全暴露出来:学习的不够深入,知识点了解不透彻。比如看到一个公式,觉得很熟悉,却忘记了在书本的第几页介绍过,看到一个字母,却想不起来它的含义是什么。通过这次的课程设计,让我又一次巩固了之前所学习的知识点。这次课程项目设计是在电大的专科毕业前,对于电气传动这门课程的最后一次练兵,对我