《料车提升系统课程设计汇本》由会员分享，可在线阅读，更多相关《料车提升系统课程设计汇本（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 仲恺农业工程学院课程设计报告书电机拖动与运动控制综合课程设计院 系：自动化学院所 选 题 目：设计类 题目一专 业 班 别：自动化工业自动化143姓 名：邱勇杰学 号：201421714327提 交 日 期：2017 年9月 6日?电机拖动与运动控制?课程设计说明书目录一、目的与要求3一 、总体要求和目的3二 、具体要求3二、主要任务和容3一、主要任务和容3二 、具体设计步骤4三、设计题目与要求51.设计题目：料车提升电机拖动系统设计52.设计任务及要求53. 设计指导5四、系统构造及工作原理分析61.系统构造组成分析62. 系统工作原理概述6五、电动机的选择61. 类型的选择62.提升系统
2、的负载功率63. 确定电动机转速74. 确定电动机型号7六、电动机的校验71. 发热校验82. 检验过载能力83. 校验启动能力8七、减速器的选择91. 总传动比的计算92. 分配各级传动比9八、系统原理电路图及运行分析91. 系统原理电路图92.相关元件说明：103.运行分析10九、总结11十、参考文献11十一、附录11附录1 Y系列电动机型号大全11附录2 电机详细参数12一、目的与要求（一） 、总体要求和目的1通过本课程设计教学环节，使学生加深对所学课程容的理解和掌握； 2结合工程问题，培养提高学生查阅文献、相关资料以及组织素材的能力； 3培养锻炼学生结合工程问题独立分析思考和解决问题的
3、能力； 4要求学生能够运用所学课程的根本理论和设计方法，根据工程问题和实际应用任务的要求，进展方案的总体设计和分析评估； 5.报告原那么上要求依据相应工程技术规进展设计、制图、分析和撰写等。设计题目及要求。（二） 、具体要求1.熟悉电动机的运行特性并确定电机及其拖动系统的总体构造；2.了解控制电路中常用的根本控制电器及其原理及选型；3.理解控制电路的根本单元；4.掌握根据要求分析并自行设计控制电路原理图的方法；5.要求对控制电路进展具体分析说明；6.要求设计的电路正确并能实现功能。二、主要任务和容一、主要任务和容1.依据要求进展主回路的设计，且拖动电机选择、比拟，计算并选定电机；2.完成控制回
4、路电路原理分析、过程设计、选择适宜的控制器件，特别是对短路、过载、零压保护等的额定值；3.控制方式选择及相关计算，转子回路电阻级数确定计算，转子控制回路设计与计算；4.依据计算结果，进展硬件回路设计；并验证设计方案，验证方法可采用仿真或测试。5.按任务要求完成设计任务，编写出完整设计说明书，总结设计心得等；说明书中应包含主电路原理图、控制电路、保护电路原理图，印刷电路板图。（二） 、具体设计步骤1.根据要求拟定设计任务。 2.根据拖动系统分析设计主电路。在绘制主电路时，可考虑以下几个方面： 电动机的控制方式，应根据其容量及拖动负载性质考虑其启动要求，选择适当的启动线路。对于容量小7.5kW以下
5、、起动负载不大的电动机，可采用直接起动；对于大容量电动机应采用降压起动。 设计转向控制。 根据电动机的工作制，决定是否需要设置过载保护或过电流控制措施。 根据拖动负载及工艺要求决定停车时是否需要制动控制，并决定采用何种控制方式。 设置短路保护及其他必要的电气保护。 考虑其他特殊要求：调速要求、主电路参数测量、信号检测等。3.根据主电路的控制要求设计控制回路，其设计方法是： 正确选择控制电路电压种类及大小。 根据每台电动机的起动、运行、调速、制动及保护要求依次绘制各控制环节根本单元控制线路。 如有必要，设置必要的联锁。 设置短路保护以及设计任务书中要求的位置保护如极限位、越位、相对位置保护、电压
6、保护、电流保护和各种物理量保护温度、压力、流量等。 根据拖动要求，设计特殊要求控制环节，如自动抬刀、变速与自动循环、工艺参数测量等控制。 按需要设置应急操作。 4.根据照明、指示、报警等要求没计辅助电路。5.总体检查、修改、补充及完善。主要容包括如下： 校核各种动作控制是否满足要求，是否有矛盾或遗漏。 检查接触器、继电器、主令电器的触点使用是否合理。 检查联锁要求能否实现。 检查各种保护能否实现。 检查发生误操作所引起的后果与防措施。 6.进展主电路与控制回路参数计算。 7.正确、合理地选择各电器元件，按规定格式编制元件清单。 8.根据完善后的设计草图，按GB/T 6988电气制图标准绘制电气
7、原理线路图，并按GB/T 5094-1985?电气技术中的工程代号?要求标注器件的工程代号，按GB 4884-1985?绝缘导线的标记?的要求对线路进展统一编号。三、设计题目与要求1.设计题目：料车提升电机拖动系统设计拖动对象为一料车提升系统。下列图所示，料车在轨道下部装料，装完料后提升至上部料仓卸载。装料时间为3分钟，卸载时间不计，提升及下放速度最大值不超过0.4米/秒，料仓距轨道底部15米，料车自重40公斤，每次装料100公斤，企业每天分三班工作，每班提升25次，提升为接班后即开场至提升25次完毕。系统提升使用钢丝绳，钢丝绳轮的直径为0.4米。工作现场只有三相四线制380v交流电源，电网最
8、大电压波动5%，通风良好，环境枯燥，现场无防爆要求。2.设计任务及要求要求电机拖动系统能够可靠工作，电机温升在允许围。 设三个手动操作按钮控制电机运转，即提升、下放、停顿。 系统应能实现在提升到轨道顶部和下放到底部时自动停顿。3. 设计指导 为简化设计，提升系统钢丝绳重量及摩擦阻力均可不计。设计时要先算出负载转矩，可根据提升速度、电机速度选择减速机。选择电机时要先确定电机类型，确定电机容量，然后还要考虑是否需要校验起动转矩、电机温升等。 电气控制系统要设计为能够实现自锁功能。 对料车提升到轨道顶部和下放到底部时自动停顿问题，建议选择行程开关，通过行程开关的常开或常闭触点来设计控制电路。四、系统
9、构造及工作原理分析1.系统构造组成分析 此系统的主要是由电动机、减速器、钢丝绳轮、两组定滑轮等组成。2. 系统工作原理概述 该系统由电动机提供原动力，经减速器减速拖动钢丝绳来提升或下放料车。料车到达最高点和最低点触碰行程开关自动关断。当提升料车时，按下提升按钮，电动机开场运转，带动传动装置运转，通过减速器将电动机的高转速降为低转速，再通过皮带传递给钢丝绳轮，然后钢丝绳轮开场转动，再通过定滑轮将料车提升，当料车到达顶部时，触碰到行程开关，电动机停顿运转，料车停顿上升。当卸料完成后，按下放按钮，电动机反转，原理跟上升时一样，到达地面时，触碰到行程开关，电动机停顿转动，料车停顿下放。五、电动机的选择
10、1. 类型的选择 选择哪种类型的电动机，一方面要根据生产机械对电动机的机械特性、起动性能、调速性能、制动方法和过载能力等方面的要求，对各种类型的电动机进展分析比拟；另一方面在满足上述要求的前提下，还要从节省初期投资，减少运行费用等经济方面进展综合分析，最后将电动机的类型确定下来。在对起动、调速等性能没有特殊要求的情况下，优先选用三相笼型异步电动机。根据工作要求选用Y系列封闭扇冷式三相异步电动机，电源电压380V。三相异步电动机具有构造简单，工作可靠，价格低廉，维护方便，启动性能好等优点。2.提升系统的负载功率由于此提升系统是双向周期运动，而且两次运动的负载是不同的，所以得求周期变动负载：假设重
11、力加速度g=10上升时的负载功率：下降时的负载功率：那么平均功率：预选电动机额定功率：上式中系数1.11.6是考虑在负载变动引起的瞬态过程中，电流对发热的影响。因为电机的铜损耗与电流的平方成正比，其影响应予以考虑。负载变动大，该系数要选大些。所以电机的额定功率应为：3. 确定电动机转速计算钢丝绳轮工作转速：由推荐的传动比合理围，V带轮的传动比围：24，二级圆柱齿轮减速器的传动比的一般围：840，那么总传动比的围为:，故电机的可选转速为：4. 确定电动机型号根据以上计算在这个围电动机的同步转速有500r/min，600r/min，750r/min，1000r/min，1500r/min，3000
12、r/min。综合考虑电动机和传动装置的情况，同时也要降低电动机的重量和本钱，最终可确定同步转速为1500r/min，根据所需的额定功率及同步转速确定电动机的型号为Y80M2-4，满载转速1390r/min。其主要参数：额定功率： 0.75kW； 额定电流： 2A； 满载转速： 1390r/min； 效率： 74.5%； 功率因数COS： 0.76； 堵转转矩/额定转矩：2.3； 堵转电流/额定电流：6.0； 最大转矩/额定转矩：2.3； 振动速度： 1.8mm/s； 重量： 17kg六、电动机的校验1. 发热校验首先是进展发热校验，检查电动机温升是否会超过其额定温升。由于本系统所用的电动机和不
13、变，而且转速n根本不变，故可以选用等效功率法。 由于n不变，负载功率与负载转矩成正比，这时的等效负载功率为：又因为所以，发热校验合格。2. 检验过载能力由于此系统的负载是变化的，所以得求出最大负载时的负载转矩，由题目可知，当上升时负载最大，所以所要求的负载转矩为：由于刚上升时不可能到达满载转速，取n=800r/min又而因为，所以过载能力校验合格。3. 校验启动能力校验启动能力就是要求所选电动机的起动转矩大于启动时的负载转矩的1.11.2倍，即。而且还要考虑起动电流是否会超过要求，但如果采用直接起动容量小时可采用，起动电流的影响可不考虑。由题：起动转矩：起动转矩即上升时的转矩：由于因为此系统所用的电动机额定功率为0.75kW，远小于7.5kW，所以可以采用直接起动，因此不用考虑起动电流的影响。所以起动能力校验合格。七、减速器的选择1. 总传动比的计算电动机的满载转速为1390r/min，钢丝绳轮的工作转速19.11r/min。所以总传动比为=1390/19.11=72.74。2. 分配各级传动比根据机械设计指导书，取V带的传动比=3，那么减速器的传动比i为:取两级圆柱齿轮减速器高速级的传动比:那么低速级的传动比为:八、系统原理电路图及运行分析1. 系统原理电路图此料车提升系统的原理图与电动机正反转原理图相似，如下图2.相关元件说明： QS - 刀开关 KM1 - 正转用接触器
