Презентация ЭП Т.2, З.7 (ПЗ) (2)

1.

учебная дисциплина «Электрический привод»
Тема 2:
Занятие № 7:
Механическая часть силового канала
электропривода
Выбор и расчет электродвигателя
электропривода
Санкт-Петербург
преподаватель кафедры №8
кандидат технических наук
подполковник Могиленко В.В.

2.

УЧЕБНЫЕ И ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ ЦЕЛИ
1. Получить
навыки
электродвигателя.
в
работе
и
2
расчете
2. Развивать творческое мышление и познавательную
активность.
3. Прививать навыки работы с учебной литературой.

3.

УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Расчет электродвигателя
3

4.

1. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
4
Пример
Выбрать исполнительный двигатель и определить его передаточную
функцию, если:
- момент статической нагрузки M с 2500 Н м ;
- момент инерции нагрузки
J н 5000 кг м 2 ;
- требуемая скорость нагрузки
н
- требуемое ускорение нагрузки
0,16 рад / с ;
2
.
0
,
34
р
ад
/
с
н
Решение
1. Принимаем ориентировочно КПД редуктора 0,9 .
2. Требуемая мощность определяется согласно формуле
Pтр 2 10 3 M с J н н н 2 10 3 (2500 5000 0,34) 0,16 1,34 кВт
По полученной мощности из табл.1 выбираем двигатель МИ-41.

5.

1. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
5
Таблица 1 – Технические данные двигателей типа МИ (110/220 В)
Марка
двигате
ля
Мощность
на валу,
кВт
МИ-11
0,12
МИ-12
Напряжение
питания, В
Ток
якоря, А
Сопротивление
обмотки
якоря, Ом
Момент
номиналь
ный, Н*м
3000
110
1,53
1,480
0,39
0,2
3000
110
2,46
0,765
0,65
МИ-21
0,25
3000
110
3,05
0,945
0,81
МИ-22
0,37
3000
110
4,4
0,546
1,2
МИ-31
0,45
3000
110
5,6
0,345
1,45
МИ-32
0,76
2500
110
8,2
0,237
2,96
МИ-41
1,6
2500
110
19,2
0,147
6,25
МИ-42
3,2
2500
110
36,3
0,06
12,5
МИ-51
5,0
2500
220
27,0
-
19,4
МИ-52
7,0
2500
220
37,0
0,065
27,2

6.

1. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
6
Технические данные двигателя МИ-41 таковы:
I я 19,2 А
Pном 1,6 кВт
nном 2500 мин
Rя 0,147 Ом
1
M ном 6,25 Н м
J дв 408 10 4 кг м 2
U ном 110 В
3. Оптимальное передаточное число редуктора согласно формуле
iо
Mс Jн н
J дв н
2500 5000 0,34
550
4
408 10 0,34
4. Выполняем проверку выбранного двигателя на соответствие
требованиям по скорости и моменту:
1) определяем номинальную угловую скорость двигателя и сравниваем ее с
приведенной скоростью нагрузки
nном
3,14 2500
235 рад / c , нiо 0,16 550 88 рад / с
30
30
Так как ном н iо , то по скорости двигатель подходит;
ном

7.

1. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
2)
найдем значение требуемого момента вращения
с номинальным значением момента двигателя
7
и
сравним
его
Jн
2500
5000
M тр
J дв iо н
408 10 4 550 0,34 15,8 Н м
iо iо
550 0,9 550
M сн
Проверка двигателя на перегрузку
M тр
M ном
15,8
2,53 2 показывает, что
6,25
двигатель не подходит по мощности, так как не выполняется соответствующее
условие.
5. Выбираем из табл.1 более мощный двигатель МИ-42 с характеристиками:
I я 36,3 А
Rя 0,06 Ом
Pном 3,2 кВт
nном 2500 мин 1
M ном 12,5 Н м
J дв 662 10 4 кг м 2
U ном 110 В
6. Находим оптимальное передаточное число редуктора:
iо
Mс Jн н
J дв н
2500 5000 0,34
432
4
662 10 0,34

8.

1. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
8
7. Выполняем проверку выбранного двигателя на соответствие
требованиям по скорости и моменту:
1) определяем номинальную угловую скорость двигателя и сравниваем ее с
приведенной скоростью нагрузки
ном
nном
3,14 2500
235 рад / c , нiо 0,16 432 69 рад / с
30
30
Так как ном н iо , то по скорости двигатель подходит;
2) найдем значение требуемого момента
с номинальным значением момента двигателя
вращения
и
сравним
его
Jн
2500
5000
M тр
J дв iо н
662 10 4 432 0,34 20,1 Н м
iо iо
432 0,9 432
M тр
20,1
Проверка двигателя на перегрузку
1,61 2 показывает, что
M ном 12,5
M сн
двигатель подходит по мощности, так как необходимое условие выполняется.

9.

1. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
9
Приведенный к оси двигателя момент статической нагрузки
Mс
2500
6,43 Н м
iо 432 0,9
Сравнение его с номинальным моментом M ном (6,43<12,5) говорит
о выполнении для двигателя соответствующего условия. В результате делаем
вывод, что двигатель МИ-42 выбран правильно, так как он удовлетворяет
условию обеспечения требуемых скорости и ускорения.
8. Перейдем к определению передаточной функции двигателя МИ-42,
используя его технические данные и выражение
Wдв (s)
Kдв
s Tм s 1
Коэффициент противо-ЭДС вычисляется при номинальных значениях параметров по формуле
KE
U ном I я Rя
ном
110 36,3 0,06
0,46 В с /рад
235

10.

1. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
10
Коэффициент момента
Kм
M ном
Iя
12,5
0,344 Н м / А
36,3
Полный момент инерции нагрузки
'
J J дв
Jн
iо2
662 10
4
5000
4
2
930
10
кг
м
432 2
Механическая постоянная времени
J ' Rя
930 10 4 0,06
Tм
0,035 с
K Е Kм
0,46 0,344
Коэффициент передачи двигателя по скорости
1
1
K дв
2,17 рад / В с
K E 0,46
В результате передаточная функция двигателя имеет вид:
Wдв ( s)
Kдв
s Tм s 1
2,17
s 0,035s 1

11.

ЗАДАНИЕ НА САМОПОДГОТОВКУ
11
Повторить материалы лекции
- материалы конспектов;
- учебное пособие «Основы ЭП», Казань, 2003 г., стр. 244-249
Быть в готовности ответить на вопросы:
1. Знать алгоритм выбора электродвигателя электропривода.
2. Знать алгоритм расчета электродвигателя электропривода.
Тема следующего занятия:
Тема 3. Электрическая часть силового канала электропривода.
Занятие №8. Устройство и принцип действия преобразователей
электрических сигналов. Электромашинные усилители.
.