Введение

На всех этапах своего развития человеческое общество искало способ получения энергии, необходимой для выполнения работы в производственных процессах. Этот способ оказывал решающее влияние на развитие

производственных сил.

В данном курсовом проекте на основании заданных технологических требований проектируется электропривод переменного тока по системе ПЧ-АД для механизма подъёма грузового лифта.

Расчет электропривода производится следующим образом:

- по технологическому заданию определяются статические моменты сопротивлений и предварительно выбирается двигатель, исходя из полученной расчетной мощности;

- для данного двигателя выбираются редуктор и преобразователь;

- статические моменты и моменты инерции рабочего органа приводятся к валу двигателя;

- производится предварительная проверка выбранного двигателя по производительности и нагреву;

- рассчитываются статические характеристики системы ПЧ-АД;

- составляется структурная схема электропривода;

- рассчитываются переходные процессы пуска и торможения и строятся нагрузочные диаграммы;

- рассчитываются энергетические показатели привода;

- производится окончательная проверка электропривода по нагреву, заданную производительность и по перегрузочной способности.

1. Расчет моментов статических сопротивлений и предварительный расчет мощности электродвигателя

Расчёт времён работы на каждом участке работы лифта

Время пуска до установившейся скорости с допустимым ускорением, торможения от установившейся скорости до остановки

, (1.1)

где - заданная скорость движения, ;

- допустимое ускорение, .

В соответствии с формулой (1.1) при движении вперед

.

При движении назад

.

Путь, проходимый рабочей машиной за время пуска и торможения:

(1.2)

В соответствии с формулой (1.2) при движении вверх

м.

При движении вниз

.

Время установившегося режима движения со скоростью :

(1.3)

где h – высота подъёма груза, м.

В соответствии с формулой (1.3) для движения вверх

с.

Для движения вниз

с.

Найдём время остановки лифта:

(с).

Расчёт статических моментов рабочей машины

Момент сил трения в подшипниках:

, (1.4)

где - масса деталей и узлов, опирающихся на подшипники, кг;

- диаметр шейки вала или оси, м;

- коэффициент трения скольжения в подшипниках;

- ускорение силы тяжести.

В соответствии с формулой (1.4):

при движении лифта с грузом

Нм;

при движении лифта без груза

Нм.

Момент силы тяжести:

, (1.5)

где - масса поднимаемого или опускаемого груза, кг;

D – диаметр шкива, м.

В соответствии с формулой (1.5):

момент силы тяжести клети и груза

Нм;

момент силы тяжести противовеса

Нм;

момент силы тяжести клети

Нм.

Суммарный статический момент рабочего органа:

при движении лифта с грузом

Нм;

при движении лифта без груза

Нм.

Расчёт динамических моментов рабочей машины

Определим момент инерции шкива:

, (1.6)

где - масса шкива, кг;

- диаметр барабана, м.

Массу шкива определим по формуле:

,

где =7800(кг/м³) – плотность железа;

l =0,05(м) – ширина шкива.

(кг).

По формуле ( 1,6 ) найдем момент инерции шкива

(кгм²).

Определим момент инерции рабочего органа:

.

При движении с грузом:

(кгм²);

при движении без груза:

(кгм²).

При заданной величине допустимого ускорения определим динамические моменты лифта при движении с грузом и без груза.

Динамический момент при движении с грузом:

(Нм);

динамический момент при движении без груза:

(Нм).

Полный момент рабочей машины найдём по формуле (1.7):

. (1.7)

Первый участок – разгон лифта при подъёме груза

(Нм).

Второй участок – равномерное движение лифта с грузом

(Нм).

Третий участок – торможение лифта при подъёме груза

(Нм).

Четвертый участок – время паузы

.

Пятый участок – разгон лифта при опускании клети

(Нм).

Шестой участок – равномерное движение лифта без груза

(Нм).

Седьмой участок – торможение лифта при опускании клети

(Нм).

По рассчитанным значениям моментов на каждом участке можно найти среднеквадратичное значение момента:

(1.8)

где - момент на K-м участке, Н∙м;

- длительность K-го участка, с.

Получаем значение момента

Нм.

Тогда мощность двигателя определяется по формуле:

(1.9)

где =1.3…1.5 - коэффициент, учитывающий динамические нагрузки, обусловленные вращающимися элементами электропривода, то есть двигателем, редуктором, а также потери в редукторе;

D_б – диаметр колеса тележки, м;

- основная скорость движения, м/с;

- фактическое значение относительной продолжительности включения проектируемого привода;

- ближайшее к ПВ_ф каталожное значение относительной продолжительности включения для электродвигателей выбранной серии.

Фактическое значение ПВ рассчитаем, зная длительность времени работы t_K на всех участках движения к заданному времени цикла:

, (1.10)

где z= 35число циклов работы машины в час.

с.

(1.11)

В соответствии с формулой (1.11):

.

Для двигателей краново-металлургической серии ряд ПВ: 15, 25, 40, 60, 100%. Выбираем ближайшее меньшее ПВ, то есть ПВ_кат=40.

Тогда мощность двигателя (в соответствии с формулой (1.9)):

(Вт).

Предварительные нагрузочные диаграммы приведены в Приложении 1.