Материал: Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов. курсовое проектирование. Крысанов В.Н., Киселёва О.А

Суммарный момент инерции двигателя , редуктора и зубчатой муфты определяется по формуле:

,(18)

.

Суммарный момент инерции ролика и зубчатой муфты можно определить по формуле:

,(19)

Момент инерции ролика относительно своей оси, определяется по формуле:

, (20)

.

.

.

Величина момента инерции металла определяется по формуле:

,(21)

.

Динамический момент двигателя, необходимый для преодоления сил инерции металла, ролика, зубчатых муфт и двигателя:

,(22)

.

При пуске электропривода полный момент двигателя определяется по формуле:

,(23)

.

После пуска электропривода, во время пауз и , электродвигатель работает на холостом ходу и момент двигателя равен моменту холостого хода . На время транспортирования металла по ролику , к валу двигателя прилагается момент статического сопротивления .

При торможении электропривода полный момент двигателя определяется по формуле:

, (24)

.

Нагрузочная диаграмма приведена на рис. П4.1.

Рис. П4.1. Тахограмма и нагрузочная диаграмма электропривода:

1 – нагрузочная диаграмма электропривода; 2 – тахограмма электропривода

Проверка мощности электродвигателя

Проведем уточненный расчет мощности выбранного электродвигателя методом эквивалентной мощности. Эквивалентная мощность определяется по формуле:

, (25)

где - мощность на участке, Вт;

- величина времени на участке, с;

- коэффициент ухудшения теплоотдачи.

Коэффициент ухудшения теплоотдачи при пуске и торможении определяется по формуле

,(26)

где - коэффициент ухудшения теплоотдачи при неподвижном роторе у самовентилируемых двигателей, равный 0,5.

.

Определим величину мощности на участке пуска электропривода по формуле:

.(27)

.

Для участков, где электродвигатель работает на холостом ходу, величина мощности определяется по формуле:

, (28)

.

Для участка, где электродвигатель работает со статической нагрузкой, величина мощности определяется по формуле:

, (29)

.

Для участка, где происходит торможение электродвигателя, величина мощности определяется по формуле:

,(30)

.

Используя формулу (25), получим эквивалентную мощность электродвигателя:

,(31)

.

Расчетное значение мощности двигателя:

,(32)

где - коэффициент запаса, учитывающий динамические нагрузки двигателя, равный 1,4;

- относительная продолжительность включения;

- номинальное значение относительной продолжительности включения, равное 1.

Относительная продолжительность включения в рабочем режиме определяется по формуле:

, (33)

.

.

Полученные значения расчетной мощности намного меньше значения предварительно выбранной мощности электродвигателя. Это обусловлено характером нагрузок рольганговых механизмов. Максимальная загрузка двигателя приходиться при проскальзывании, тем более что это длительный процесс (длительностью до четырех минут). Этот фактор не учитывался в методе эквивалентной мощности и поэтому его можно использовать лишь как предварительный проверочный результат.

Режим буксования это нестандартный режим, однако, его нужно учитывать при выборе мощности двигателя. Проскальзывание металла по роликам имеет место, если при движении металла по роликам сила инерции металла больше силы трения между металлом и роликами. Критическое ускорение, то есть максимальное ускорение, при котором не происходит проскальзывания, определяется по формуле:

, (34)

.

Линейное ускорение , с которым разгоняются и замедляются ролики, меньше величины критического ускорения . Проверку двигателя по перегрузочной способности осуществим с помощью предельно-оправдываемого момента на валу двигателя. Это максимальный пусковой момент, при котором движение транспортируемого металла будет происходить без проскальзывания.

Максимальный пусковой момент определяется по формуле:

,(35)

.

Величина предельно-оправдываемого момента меньше величины пускового момента двигателя , значит, двигатель проходит по перегрузочной способности.

Проверим выбранный электродвигатель по степени нагрева, используя метод динамической постоянной, которая определяется по формуле:

,(36)

где - число разгонов в час;

- коэффициент, учитывающий режим разгона двигателя;

- число торможений в час;

- коэффициент, учитывающий режим торможения;

- суммарный момент инерции механизма и двигателя, приведенный к валу двигателя.

Число включений электропривода в час определяется по формуле:

,(37)

.

Следовательно, число разгонов и торможений в час равны 75. Коэффициент, учитывающий режим разгона двигателя определяется по формуле:

,(38)

где A – коэффициент разгона, равный соотношению числа оборотов при пуске к синхронному числу оборотов .

, (39)

.

.

Коэффициент, учитывающий режим торможения двигателя, определяется по формуле:

,(40)

где – коэффициент торможения, равный соотношению числа оборотов в начале торможения к синхронному числу оборотов .

Тогда получим:

,(41)

.

.

Суммарный момент инерции, приведенный к валу двигателя, определяется по формуле: