電氣傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用報(bào)告

1、2009 秋機(jī)電一體化（工業(yè)控制PLC ）專科電氣傳動(dòng)技術(shù)及應(yīng)用課程設(shè)計(jì)任務(wù)書姓 名： xxx學(xué)號(hào)：xxxxxxxx校區(qū)：南匯 分 校上海電視大學(xué)2011 年 12 月一、課程設(shè)計(jì)概述電氣傳動(dòng)技術(shù)課程是本專業(yè)的一門專業(yè)課， 主要講述交、 直流電動(dòng)機(jī)原理及其應(yīng)用， 是一門實(shí)踐性很強(qiáng)的課程， 通過電氣傳動(dòng)技術(shù)的課程設(shè)計(jì)，掌握在工廠設(shè)備中電動(dòng)機(jī)的選擇、校驗(yàn)和計(jì)算。課程設(shè)計(jì)模擬工廠常用的生產(chǎn)流水線， 設(shè)計(jì)一條電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的輸送帶，根據(jù)加工工藝要求，在輸送帶上的工件大小和重量是變化的，輸送的位置和距離根據(jù)不同的要求， 有所變化， 要求正確的選擇電動(dòng)機(jī)的額定功率、轉(zhuǎn)速、工作制以及考慮生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際條件，需要

2、采取的措施。二、課程設(shè)計(jì)任務(wù)有一條生產(chǎn)流水線的輸送帶如下圖所示，在裝料點(diǎn)0 ，按生產(chǎn)節(jié)拍依次裝上各種電動(dòng)機(jī)的零配件： A 轉(zhuǎn)子、 B 定子、 C 前端蓋、 D 后端蓋、 E 底座。分別要求送到工位1、工位2、工位3、工位4、工位5 進(jìn)行加工裝配。輸送帶采取帶上無零配件的空載啟動(dòng)，在傳送中，自動(dòng)控制系統(tǒng)使輸送帶上始終只有一個(gè)零配件， 而且兩個(gè)零配件傳送傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)參數(shù)：空載負(fù)載力矩輸送帶的輸送速度輸送帶的加速度電源供電電壓電壓波動(dòng)安全系數(shù)過程中無間隔、停頓。各種零配件依次送完后，再重復(fù)循環(huán)傳送，TL0 = 400N my = 12m/min;dv/dt = 0.05m/s2 ；3相380V、變壓

3、器容量20Kva0.75。最新可編輯word 文檔傳動(dòng)系統(tǒng)的減速裝置第一級(jí)減速采用皮帶輪，第二和第三級(jí)采用齒輪減速箱，參數(shù)見表1:表1名稱GD2(N . m2)傳動(dòng)參數(shù)傳動(dòng)效率01電動(dòng)機(jī)6（初選）11。70ri 1=0.8724。2453 1齒輪117齒4 2=0.914齒輪580齒5齒輪319齒4 3=0.96 1齒輪989齒7送帶輪70。200mm工藝要求送料的次序和位置見表2:工藝六工位1工位2工位3工位4工位5(N.M/N.M 2)距離工步1A%1200 / 150P L1=5M工步2BM?1800 / 300L2=9M工步3C前端蓋200/50L3=11M工步4D后端蓋300 / 6

4、0L4=12M工步5E底座800/120L5=15M假設(shè)四極交流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 1470 r/min、六極970 r/min,功率以0.1Kw分檔，Tst/TN=1.2, Tmax/TN=2,電源電壓波動(dòng)安全系數(shù) 0.75<（計(jì)算中保留兩位小數(shù)點(diǎn)）三、課程設(shè)計(jì)要求根據(jù)輸送機(jī)的啟動(dòng)和送料過程中給出的阻力矩和飛輪轉(zhuǎn)矩，在保證啟動(dòng)過程和送料過程中系統(tǒng)要求的速度和加速度的條件下，設(shè)計(jì)、 計(jì)算所需的電動(dòng)機(jī)力矩，然后分析負(fù)載特性，選擇電動(dòng)機(jī)的工作制， 確定電動(dòng)機(jī)的額定功率、轉(zhuǎn)速，最后在車間供電條件下，以及可能出 現(xiàn)的供電電壓不穩(wěn)的特殊情況下，選擇電動(dòng)機(jī)的類型、電壓、啟動(dòng)方 式。四、課程設(shè)計(jì)步驟1：當(dāng)輸送

5、帶加速度=0.05m/s2時(shí)，計(jì)算電動(dòng)機(jī)在空載條件下的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、負(fù)載轉(zhuǎn)矩、飛輪轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和功率。（1）求出各級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)速比j帶輪（1）和帶輪（2）的速比:j12245=3.570帶輪（1）到齒輪（4）的速比:最新可編輯word文檔80兒二兒四二3.5行二1"7帶輪（1）到齒輪（6 ）的速比:“89jL=j56 =16.47 J75電動(dòng)機(jī)軸的飛輪轉(zhuǎn)矩:一 2222GDm =GD0 GD1 =6 1 =7N m帶輪（2 ）和帶輪（3 ）的飛輪轉(zhuǎn)矩:GD23 "GD2 GD； =4 1 =5N m2帶輪（4 ）和帶輪（5 ）的飛輪轉(zhuǎn)矩:GD45=GD42 GD； = 5 3 =

6、8N m2帶輪（6 ）和送帶輪的飛輪轉(zhuǎn)矩:2 2 2 _2GDl uGD6 GD7 =9 70 =79N m總的飛輪轉(zhuǎn)矩:22GDz =GDmGD2322GD45GD2總的傳動(dòng)效率:空載負(fù)載轉(zhuǎn)矩:i 2 j12i 2 j 14jL79-2 - 216.4777.15= 7.45N m2l = 1 2 3 =0.87 0.91 0.9 =0.71T LMTlo400jL L7.3N m77.15 0.71皮帶輪7加速度:dnL60 dvL 60dt" DL dt二 0.20.05 = 4.78r / min gs電動(dòng)機(jī)軸加速度:dt=jLdnLdt= 77.15 4.78 =368.7

7、8r/min gs電動(dòng)機(jī)空載轉(zhuǎn)矩:TmGDZ dnM375 dt7.45368.78 7.3375= 14.63N m送帶輪的轉(zhuǎn)速:電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速:nM空載功率:二 Dl=jLnL9.55TM nM12m/ min =19.11r/min二 0.2m= 77.15 19.11 =1474.2r/min1 14.63 1474.29.55= 2258.39W =2.26KW2:分別計(jì)算電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)后送各種料的過程中，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩、負(fù)載轉(zhuǎn)矩、飛輪轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速和功率。電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過程中，在上料和下料的過程中轉(zhuǎn)速會(huì)發(fā)生變化,在穩(wěn)定運(yùn)行后轉(zhuǎn)速保持不變即:當(dāng)工步當(dāng)工步當(dāng)工步nM =1474.2r時(shí)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩:

8、TLM 1Tl0 - Tl1jL L時(shí)的飛輪轉(zhuǎn)矩:22GDz1 = GDm二 gdZ/ min400 120029.21 N m77.15 0.7122324522GDL GDL1.GDLijL時(shí)的電機(jī)轉(zhuǎn)矩:.2 j12.2 j14150=7.45 277.152jL2= 7.48N m2GDzi dnMI M 1 - ILM 1 '375 dt7.48= 29.21 368.78375= 36.57N當(dāng)工步時(shí)的功率:TM 1nM36.571474.29.555.6KW=5644.55W9.55當(dāng)工步2時(shí)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩:TLM 2Tl0 Tl2jL LOO-=40.16N m77.15 0

9、.71當(dāng)工步2時(shí)的飛輪轉(zhuǎn)矩:22GDGDz2 =GDm223i 2 j 12GD245i 2 j1422gdl gdL2jL2= GD；GDL2300 2 jL=7.45277.1522= 7.5N m2當(dāng)工步2時(shí)的電機(jī)轉(zhuǎn)矩:2,GD z2 dnMTM2 =T_M2 三M375 dt7.5= 40.16 368.78375= 47.54N m當(dāng)工步2時(shí)的功率:Pm 2Tm2 nM47.541474.29.559.55= 7338.58W7.3KW當(dāng)工步3時(shí)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩:Tlo Tl3ijL L400 200 =10.95N m103 0.71當(dāng)工步3時(shí)的飛輪轉(zhuǎn)矩:22GDZ3 二GDmGD23.

10、GD45.GD： GD23二 gdZ- 2 jL.2jl2.2j 142 jL50=7.45 277.1522=7.46N m2當(dāng)工步3時(shí)的電機(jī)轉(zhuǎn)矩:TM3 =TLM3,GDZ23 dnM375 dt-7.46 _375=10.95 368.78= 18.29N m當(dāng)工步3時(shí)的功率:PM318.291474.209.559.55二 2822.79W = 2.8KW當(dāng)工步4時(shí)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩:TlM 4Tl0Tl4二jL L400 30077.15 0.71= 12.78N m當(dāng)工步4時(shí)的飛輪轉(zhuǎn)矩:22GD Z4 = GD m22GD23GD45-2- 2j12j1422gdl gdL4-jLGD：4

11、= GDz +41 Jl60= 7.45 -j77.1522=7.46N m2當(dāng)工步4時(shí)的電機(jī)轉(zhuǎn)矩:2,Tm 4-TlM 4GDz4 dnM375 dt7.46= 12.78 368.78375= 20.12N m當(dāng)工步4時(shí)的功率:Pm 49.5520.12 1474.209.55= 3105.29W3.1KW當(dāng)工步5時(shí)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩:Tl0Tl5400 80077.15 0.71= 21.91N m當(dāng)工步5時(shí)的飛輪轉(zhuǎn)矩:_2_222GD：5= gdM.GD23 . GDj5GDl GDl5,2.2.2J 12 J14J L= GDZ+嗎5Jl=7.45 -2077.1522=7.47N m2當(dāng)工

12、步5時(shí)的電機(jī)轉(zhuǎn)矩:2,TM 5-TLM 5GDz5 dnM375 出-7.47= 21.91 368.78375= 29.26N m當(dāng)工步5時(shí)的功率：cTm5 nM29.26 1474.20PM 5 =9.559.55=4516.76W =4.52KW3:根據(jù)計(jì)算得到的電動(dòng)機(jī)在送各種料時(shí)各個(gè)轉(zhuǎn)矩、功率和電動(dòng)機(jī)的工作制，選擇電動(dòng)機(jī)額定功率、轉(zhuǎn)速、電壓參數(shù)。根據(jù)以上計(jì)算得到的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩畫出該系統(tǒng)的負(fù)載變化圖如下:Tm/ N m系統(tǒng)負(fù)載變化圖可以確定該系統(tǒng)為帶變動(dòng)負(fù)載連續(xù)工作的電動(dòng)機(jī)，這種“連續(xù)工作制”可以用“等值法”來計(jì)算電動(dòng)機(jī)的等效轉(zhuǎn)矩，它的公式：Td =,“ L1 t1 =60 -=vL260

13、 = 25129t2 =60 =60 =45s12vt3 =601 v“11二6055s12vt5 =60 上 vT _ Tm1 t1 tl 12 t3 t4 t536.57225 47.5445 182295525 45 55 60 7520.1260 229.2675cJ4“12”t4 =60 =60 = 60s12“15 rL=60 = 75s12242035.2260= 30.51N m其等效功率為:Pl =TdnN9.5530.51 14704696.4W =4.7KW9.55對(duì)于帶變動(dòng)負(fù)載時(shí)的電動(dòng)機(jī)額定功率的選擇，使Pn>Pl即可,根據(jù)以上計(jì)算及已知條件可以確定；電動(dòng)機(jī)的初選

14、額定功率：Pn=4.7KW電動(dòng)機(jī)的初選額定轉(zhuǎn)速：nN=1470r/min電動(dòng)機(jī)的初選額定電壓：三相 380V4:校驗(yàn)電源電壓波動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的功率；當(dāng)電壓波動(dòng)時(shí)要求所選電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩 Tmax必須大于運(yùn)行過程中出現(xiàn)的最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩 TLmax,即'T L max< Tmax= mTN'即是PLm a 二 Pm a x= ' m Pn當(dāng)電源電壓波動(dòng)的安全系數(shù)為：0.75時(shí)入 m =2父0.75 =1.5'此時(shí)電動(dòng)機(jī)的最大功率：'ax mPN =5 4.7 = 7.05KW最大負(fù)載功率：PLmax= Pm 1=5.64KW則PLmax<Pmax ,

15、即當(dāng)電源電壓波動(dòng)的安全系數(shù)為：0.75時(shí)電動(dòng) 機(jī)能正常工作。5：在工廠電源供電的條件下，選擇電動(dòng)機(jī)的額定啟動(dòng)方式，校 驗(yàn)系統(tǒng)空載啟動(dòng)條件。當(dāng)電源供電電壓是3相380V,變壓器容量為20KVA。根據(jù)有關(guān)供電，動(dòng)力部門規(guī)定：有獨(dú)立變壓器供電，電動(dòng)機(jī)的功 率與變壓器的容量之比值，在電動(dòng)機(jī)不頻繁啟動(dòng)的條件下，電動(dòng)機(jī)功 率小于變壓器的30%,允許直接啟動(dòng)。即：Sor=30%Sn =30%X20=6KVA且Pmax=7.05KVA則Pmax > Sor電動(dòng)機(jī)在額定功率不可以直接啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩:R4.7TN -9550 =9550=30.53N mnN1470電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩:Tst =1.2T

16、N =1.2 30.53 =36.64N mKt=0.4T'st 14.36>Tst 36.64電動(dòng)機(jī)的額定電流：IN =旨=4.70 =12.37 AU 3803P _7 05 103電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流：Ist =譚=號(hào)#=18.55AU 380KII 'stIst.12.37一 18.55= 0.67采用Y-或自耦變壓器降壓?jiǎn)?dòng)，降壓比為 80%電動(dòng)機(jī)空載轉(zhuǎn)矩：tm =14.63N m即Tst> Tm電動(dòng)機(jī)空載可以啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩：Tmax=2TN=2X30.53=61.06N m負(fù)載的最大轉(zhuǎn)矩：Tmax=TM1=36.57N m即電動(dòng)機(jī)Tmax>TM1

17、電動(dòng)機(jī)在最大負(fù)載時(shí)能正常運(yùn)行。因此選同步轉(zhuǎn)速1500r/min的Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)額定功率:電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速:額定電壓：Pn=4.7 KWnN=1470 r/min三相380V五、課程設(shè)計(jì)小結(jié)本次電氣傳動(dòng)技術(shù)及應(yīng)用的課程設(shè)計(jì)后，我重新梳理、反思了設(shè)計(jì)方法和一些概念，學(xué)習(xí)功底的不扎實(shí)完全暴露了出來，許多基本公式、知識(shí)要點(diǎn)早已還給了老師，通過這次的課程設(shè)計(jì)，讓我又一次鞏固了知識(shí)點(diǎn)。在電大的專科畢業(yè)前，課程設(shè)計(jì)是難得的一次練兵機(jī)會(huì)，意義非凡。工廠自動(dòng)化控制中， 電動(dòng)機(jī)選擇使用是很普遍的事， 雖然工作環(huán)境不同，負(fù)載性質(zhì)不同，工藝要求也不盡相同，在此設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上， 使我們更深入地思考研究， 從設(shè)計(jì)與實(shí)際工作情況的差異中，得到啟發(fā)，相信一定受益匪淺。如加料過程中電動(dòng)機(jī)的速度、加速度，在實(shí)際使用中是變化的，傳送帶在加上一個(gè)零配件后，由于負(fù)載的變化，系統(tǒng)將經(jīng)過一個(gè)減速、加速、然后再穩(wěn)速的過程，最后速度是在電動(dòng)機(jī)機(jī)械特性曲線上的另外一個(gè)相交點(diǎn)。這個(gè)過程電動(dòng)機(jī)的加速度分析、計(jì)算是比較復(fù)雜的，而設(shè)計(jì)中采用了保證系統(tǒng)在加速過程的力矩， 是比較簡(jiǎn)單、 可靠的算法。千里之足，始于腳下