Электропривод полиграфической машины (стр. 1 из 3)

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕЧАТИ им.ИВАНА ФЕДОРОВА

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ РАБОТА

по дисциплине:

«Электрооборудование полиграфических машин»

На тему:

«Электропривод полиграфической машины»

Вариант № 31

Выполнила: студентка гр.ДЦат-5-1

Лебедева О.С.

Проверил: Артыков Э.С.

Москва, 2010г.

Содержание

Техническое задание……………………………………………………………………….……….3

Исходные данные……………………………………………………………………….………3

Задание………………………………………………………………………………….……..…4

1. Нагрузочная диаграмма и механическая характеристика машины …………………..………...5

1.1 Механическая характеристика …………………………………………….………....5

1.2 Нагрузочная диаграмма …………………………………………………………....5

2. Расчет мощности ЭД и построение электромеханической характеристики……………..6

2.1 Расчет мощности и выбор ЭД……………………………………………………6

2.2 Расчет и построение естественной электромеханической характеристики ДПТ………………………………………………………………………………………………..7

3. Структурная и кинематическая схемы ЭП и краткое их описание………………………..8

3.1 Структурная схема и краткое описание…………………………………………...8

3.2 Кинематическая схема привода и ее краткое описание………………………….9

4. Расчет тормозного сопротивления………………………………………………………….11

5. Выбор и описание функциональной схемы системы автоматического управления(САУ) электроприводом (ЭП)…………………………………………………………………………….15

5.1. Выбор структуры системы ЭП……………………………………………..………16

5.2. Описание выбранной САУ ЭП……………………………………………...……..16

6. Разработка релейно-контакторной схемы управления ЭП……………………………..17

7. Принципиальная схема САУ ЭП……………....................................................................19

Список используемой литературы………………………………………………………………...20

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

1.ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

1. Механическая характеристика машины М_с.м = f(w): М_с.м.н = 100 Н×м, М_с.м.о = 55 Н×м.

2. Нагрузочная диаграмма машины М_с.м = f(t) = const при t ® ¥.

3. Номинальная частота вращения вала машины: n_м.н. = 115 об/мин.

4. Частота вращения вала машины на заправочной скорости в режиме “Толчок”: n_м.з.т. = 12 об/мин.

5. Относительная точность поддержания заданной скорости двигателя при изменении М_с._. от 0 до М_с.макс: d_з. = 5%.

6. Момент инерции машины на её приводном валу: J_м. = 17 кг×м².

7. Вращающий момент ЭД передаётся к приводному валу машины посредством редуктора и клиноременной передачи: h_п. = 0,95; J_п. = 1,25×J_дв..

8. Время разгона ЭП до заправочной и толчковой скорости: t_{раз.з.т.} = 2 с.

9. Время разгона ЭП до номинальной скорости: t_раз.н. = 5 с.

10. Номинальное напряжение задания на рабочую скорость: U_з.раб = 10 В.

11. Время торможения ЭП (технологическая остановка машины): t_тор. = 1 с.

12. Среднее значение тормозного момента электромеханического тормозного устройства: М_{т.мех.ср.} = 0,5 М_н.дв..

13. Максимальное напряжение выхода задатчика рабочей скорости: U_з. = 10 В.

14. Максимально допустимый ток цепей задания скорости для режимов “Рабочая скорость”, “Заправка”, “Медленно” и “Толчок”: I_max = 20 мA.

15. Напряжение обратной связи контура регулирования скорости при w = w_н равно: U_он = 9,8 В.

2. ЗАДАНИЕ

1. Привести нагрузочную диаграмму и механическую характеристику машины. Определить диапазон регулирования скорости.

2. Рассчитать требуемую мощность электродвигателя и выбрать по каталогу из условия Р_н ³ Р_расч, U_d.0.т.п ³ U_н и с n_н.дв., наиболее близкой к n_м.н. Данные свести в таблицу.

По каталожным данным рассчитать и построить естественную электромеханическую характеристику ДПТ и требуемую электромеханическую характеристику электропривода. Определить перепад частоты вращения Δn_н и сравнить с заданным значением перепада Δn_зад. Определить передаточное число передаточного механизма.

3. Составить кинематическую схему привода и дать ее краткое описание.

4. Рассчитать среднее значение тормозного момента М_т.эл.ср, режима динамического торможения ДПТ, величину и мощность тормозного сопротивления, обеспечивающего необходимое время торможения. Рассчитать время свободного выбега машины. Построить механическую характеристику режима динамического торможения.

5. В соответствии с исходными данными обосновать и выбрать функциональную схему системы автоматического управления (САУ) электроприводом (ЭП). Дать описание выбранной САУ ЭП.

6. Разработать релейно-контакторную схему управления (РКСУ) ЭП, обеспечивающую все необходимые режимы работы машины, контроль основных параметров ЭП и сигнализацию. Дать описание работы схемы.

7. Разработать принципиальную схему спроектированного электропривода.

1. НАГРУЗОЧНАЯ ДИАГРАММА И МЕХАНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МАШИНЫ

1.1 Механическая характеристика

Механической характеристикой машины называется зависимость ее скорости от развиваемого ею вращающего момента, т.е  = f(М). Для построения механической характеристики необходимо рассчитать номинальную скорость вращения вала машины.

Построение характеристики производится по двум точкам: с координатами

(0; М_с.м.о) и (_.w_н; М_с.м.н). В нашем случае М_с.м.о_. = 55 Н×м, М_с.м.н_. = 100 Н×м. Механическая характеристика показана на рис. 2.1.

Рис.1.1.1 Механическая характеристика машины

1.2 Нагрузочная диаграмма

Нагрузочной диаграммой машины называется зависимость развиваемого ею вращающего момента от времени. Поскольку момент сопротивления машины М_с не изменяется, в соответствии с уравнением движения в установившемся режиме вращающий момент двигателя М = М_см. = f(t) = const. Время работы машины называется зависимость развиваемого ею вращающего момента от времени. Нагрузочная диаграмма показана на рис.1.2

Рис.1.2.1 Нагрузочная диаграмма машины

2. Расчёт мощности электродвигателя и построение электромеханической характеристики

2.1 Расчет мощности и выбор электродвигателя

Для выбора электродвигателя необходимо вычислить следующие величины:

1.Номинальная угловая скорость вращения вала машины:

ω_н = 12 (рад/с)

2.Мощность на валу рабочей машины определяется по формуле:

(Вт)

3.Расчетная мощность двигателя определяется по формуле:

(Вт)

где _пм – коэффициент полезного действия передаточного механизма.

По каталогу выбирается электродвигатель из условия Р_рас_. £ Р_н_,, т.е. его номинальная мощность должна быть равна или больше расчетной, а также из условия

U_d.o

U_н с n_н.дв, наиболее близкая к n_м.н_..

В данном случае это двигатель типа 4А 100L8 со следующими параметрами:

Мощность	Рн=1,5 кВт
Частота вращения	n_н= 700 об/мин.
Ток статора при напряжении U=380В	Iн=4,7 А
КПД	н = 74 %
Масса двигателя	m = 42 кг.
cosφ	0,65
Iпуск/Iном	4,0
Мпуск/Мном	1,6
Мmin/Мном	1,3
Мmax/Мном	1,9
Маховой момент ротора	GD²=5,2х10^-2кгс·м²

2.2 Расчет и построение естественной электромеханической характеристики ДПТ

Для расчета электромеханических характеристик двигателя необходимо по паспортным данным определить следующие параметры:

1. Передаточное число редуктора приняв номинальную частоту вращения выбираемого двигателя 750 об/мин:

1. Номинальная угловая скорость вращения:

(рад/c)

3. Номинальный момент двигателя:

(Н·м)

Сопротивление якоря:

(Ом)

Постоянная электродвигателя:

(В·с/рад)

Скорость идеального холостого хода в номинальном режиме:

(1/с)