Алексеев В.С. Основы электропривода. Часть 1
Подождите немного. Документ загружается.
Момент инерции коленчатого перехода «Е»:
=
⎟
⎞
⎜
⎛
=
4
3
DL
J
E
πγ
⎠⎝
22
[]
2
4
3
148,1
2
350,0
2
1,0108,714,3
мкг ⋅=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
⋅⋅⋅
=
.
Момент инерции вала – шатуна «F»:
=
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+⋅
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
2
3
2
2
3
42
d
h
d
LJ
F
πγ
[]
2
2
2
2
3
229.0
4
12.0
11.0
2
120.0
200.0108.714.3 мкг ⋅=
⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
+⋅
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
⋅⋅⋅=
Момент инерции усиленного коленчатог перехода «G»: о
[
]
2
3,2148,122 мкгJJ
EG
⋅=⋅== .
Момент инерции вала шатуна «К»:
[
]
2
229.0 мкгJJ
FК
⋅== .
Момент инерции участка «М»:
=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
=
4
6
22
d
L
J
М
πγ
[]
2
4
3
0189.0
2
12.0
2
120.0108.714.3
мкг ⋅=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
⋅⋅⋅
=
.
Общий момент инерции коленчатого вала:
=
+
+
+
+
+
=
MGFEDСВАЛА
JJJJJJJ 22
84,20189,0038,0229,02148,120189,0 =++⋅+⋅++ ][0136,0
2
мкг ⋅=
.
Общий момент инерции коленчатого вала с маховиком:
[
]
2
53,784,269,4 мкгJJJ
ВАЛАМАХ
⋅=+=+= .
В случае перевода в значение махового момента:
[
]
22
13,3053,744 мкгJGD ⋅=⋅== .
11
Пример 1.2
D
δ
G
0
Эл. двигатель
G
i
Рис.1.4 Кинематическая схема грузовой лебедки
Определить статические моменты на валу электродвигателя
грузовой трёхтонной лебёдки при подъёме и спуске номинального
груза, а так – же холостого гака массой 60 кг. Диаметр барабана Д
б
=
0,6м. Передаточное отношение редуктора i=24. КПД механизма при
подъёме номинального груза
η
н
=0,8.
Решение:
1)Загрузка механизма при подъеме холостого гака:
02.0
3060
60
0
0
==
+ GG
G
Н
.
По кривой, для значения
8,0
=
Н
η
находим КПД редуктора для
нагрузки равной 0,02 от номинальной
15,0
0
=
η
(см. приложение 1.
рис.1).
2)Определяем статические моменты приведенные к валу двигателя:
а) при подъеме груза:
()
(
)
[]
мН
i
ДgGG
Н
Б
С
⋅=
⋅⋅
⋅
⋅
+
=
⋅⋅
⋅
⋅
+
=Μ 469
8,0242
6,081,9603000
2
0
1
η
;
б) при спуске груза:
(
)
=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−
⋅
⋅⋅+
=Μ
η
1
2
2
0
2
i
ДgGG
Б
С
()
[]
мН ⋅=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−
⋅
⋅⋅+
= 281
8.0
1
2
242
6.081.9603000
;
в) при подъеме холостого гака:
12
[]
мН
i
gДG
Б
С
⋅=
⋅⋅
⋅
⋅
=
⋅⋅
⋅
⋅
=Μ 49
2415.02
81.96.060
2
0
0
3
η
;
г) при спуске холостого гака:
=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−
⋅
⋅⋅
=Μ
0
0
4
1
2
2
η
i
gДm
Б
С
[]
мН ⋅−=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−
⋅
⋅⋅
= 2.34
15.0
1
2
242
81.96.060
.
Пример 1.3
13
Дано:
(
)
2
1,0 мкгJ
ДВ
⋅=
(
)
2
0
02,0 мкгJ ⋅=
(
)
2
1
0,2 мкгJ ⋅=
G = m =1000 (кг)
()
кгG 25
0
=
()
мД
Б
3,0=
V=0.9(м/с)
86
;14
2
1
=Ζ
=
Ζ
97,0
=
редуктора
η
96,0
=
лебедки
η
Эл. двигатель
х
х
G
D
δ
I
0
M; I
ДВ
G
0
V
I
1
Z
1
Z
2
Рис.1.5 Кинематическая схема лебедки
Определить:
1) Приведенный статический момент М
С
для подъема и
опускания груза.
2) Определить приведенный момент инерции и маховый момент.
Решение:
Сначала определяем передаточное число редуктора и радиус
приведения кинематической схемы:
14.6
14
86
1
2
==
Ζ
Ζ
=i ,
()
м
i
Д
Б
02.0
14.62
3.0
2
=
⋅
=
⋅
=
ρ
.
Момент инерции:
=+++=
2
2
10
1
ρ
m
i
JJJJ
ДВ
(
)
22
2
8.0025.01025
14.6
1
202.01.0 мкг ⋅=⋅+++=
.
Маховый момент:
(
)
22
2.34 мкгGD ⋅=Ι⋅= .
Приведенный статический момент:
()
()
мН
gGG
БP
С
⋅=
⋅
⋅
⋅
=
⋅
⋅
+
=Μ
8,263
96,097,0
025,081,91025
0
ηη
ρ
,
или
()
()
мН
i
gДGG
БP
Б
С
⋅=
⋅⋅⋅
⋅
⋅
=
⋅⋅⋅
⋅
+
=Μ
8,263
96,097,014,62
81,93,01025
2
0
ηη
.
14
Пример 1.4
Эл.
двигатель
х
х
х
х
G
D
δ
I
ДВ
I
1
I
2
G
0
V
Z
4
Z
3
Z
1
Z
2
Рис.1.6 Кинематическая схема мостового крана
Дано:
(
)
()
()
()
()
2
1
2
2
0
5,0
45,0
6,0
375,0
/157
мкгJ
мкгJ
мД
мкгJ
секрад
ДВ
дв
⋅=
⋅=
=
⋅=
=
ω
(
)
()
()
кгG
кгG
мкгJ
20
1500
50
10
0,5
0
42
31
2
2
=
=
=Ζ=Ζ
=Ζ=Ζ
⋅=
Считать, что КПД передачи механизма не зависит от скорости, и
нагрузки и составляют:
для каждой пары шестерен -
95,0
21
=
=
η
η
;
барабан – канат -
95,0
3
=
η
;
блок – канат -
95,0
4
=
η
Определить приведенные к валу двигателя момент сопротивления,
момент инерции и маховый момент для случаев подъема и спуска груза.
15
Решение:
1) Скорость подъема и спуска при номинальной частоте вращения
барабана:
()
см
ii
Д
V
ДВБ
/89.1
552
1576.0
2
21
=
⋅⋅
⋅
=
⋅⋅
⋅
=
ω
,
где:
⎪
⎪
⎭
⎪
⎪
⎬
⎫
==
Ζ
Ζ
=
==
Ζ
Ζ
=
2
10
0.5
5
10
50
3
4
2
1
2
1
i
i
- передаточные отношения.
2) Приведенный момент сопротивления на валу при подъеме груза:
(
)
=
⋅⋅⋅⋅⋅⋅
⋅
+
=Μ
432121
0
2
ηηηη
ii
ДgGG
С
(
)
[]
мН ⋅=
⋅⋅⋅⋅⋅⋅
⋅
+
= 219
95.095.095.095.0552
6.081.9201500
.
Приведенный момент при опускании груза:
(
)
=
⎟
⎟
⎠
⎞
⎜
⎜
⎝
⎛
−
⋅⋅
⋅+
=Μ
.21
0
1
2
2
экв
С
ii
ДgGG
η
()
[]
мН ⋅=
⎟
⎠
⎞
⎜
⎝
⎛
−=
⋅⋅
⋅+
= 8,137
815,0
1
2
552
6,081,9201500
,
где
815,095,095,095,095,0
4321
=
⋅
⋅
⋅
=
⋅
⋅
⋅=
η
η
η
η
η
экв
.
3)Приведенный момент инерции
2
2
2
2
1
2
2
1
10
11
ρ
m
ii
J
i
JJJJ
ДВ
+
⋅
+++= ,
012.0
552
6.0
21
=
⋅⋅
=
⋅
==
ii
RV
Б
ДВ
ω
ρ
[м]
[
]
22
73.0012.01520
2525
1
5
25
1
5.003.045.0 мкгJ ⋅=⋅+
⋅
+++=
16
Величина махового момента:
[
]
22
9.273.044 мкгJGД ⋅=⋅== .
Решить самостоятельно.
Задача №1.
M
G
СТ
I
ДВ
Z
1
I
1
Z
2
Z
3
Z
4
I
2
Z
5
Z
6
I
3
Z
7
Z
8
I
4
Рис. 1.7 Кинематическая схема строгального станка
Дано:
[
]
[]
[]
[]
2
4
2
3
2
2
2
1
73,0
25,0
51,0
105,0
мкгJ
мкгJ
мкгJ
мкгJ
⋅=
⋅=
⋅=
⋅=
66
30
78
30
64
30
55
20
8
7
6
5
4
3
2
1
=Ζ
=Ζ
=Ζ
=Ζ
=Ζ
=Ζ
=Ζ
=
Ζ
Вес стола -
(
)
кгG
СТ
1230
=
Вес обрабатываемой детали -
(
)
кгG
ДЕТ
1800=
Угловая скорость вращения двигателя-
(
)
секр
ДВ
/44
=
ω
[
]
2
8,2 мкгJ
ДВ
⋅=
КПД каждой пары передачи и зацепления со столом
98,0
4321
=
===
η
η
η
η
Шаг колеса
(
)
ммt 25
8
=
17
пределитьО
приведенный статический момент и момент инерции
все
Задача №2.
Рассчитать момент инерции единенного с маховиком и
кол
вигатель выбирается, согласно варианта учащегося, из таблицы
2.1,
Задача 3.
лектродвигатель, выбр щимся из таблицы 2.1,
устано
й системы приведенной к валу двигателя.
двигателя, со
енчатым валом. Момент инерции коленчатого вала составляет 10%
от момента инерции моховика.
Маховик изготовлен из стали
γ
=7,8·10
3
кг·м
3
.
Ø 180
Ø 500
Ø 600
120
80
Д
приложения.
№
Э анный уча
влен в качестве привода брашпиля для выборки якорной цепи.
По требованию Регистра скорость выборки должна быть равна
V= 0,15 м/сек; диаметр звездочки D=0,9 м; масса якорной цепи и якоря
(G
Я
+G
Ц
) принята для двигателей до 18 кВт – 1200кг, свыше 15 кВт -
3000кг;
η
ПЕРЕДАЧИ
=0,8; J
мех
=1,5J
дв
, (рис.1.9).
Ø 80 6 отв. Ø 8
320
Рис.1.8 Габаритные размеры маховика
21
Определить
приведенный к валу двигателя момент сопротивления
при подъе т инерции.
Задача №4.
Дано:
ме и спуске якоря, приведенный момен
скорость перемещения тележки V= 0.8м/с.;
диаметр ходовых колес Д
ХК
= 0,6 м;
общая масса тележки с грузом m
Т
= 8500 кг;
сила сопротивления тележки F= 120 000H;
момент инерции двигателя J
ДВ
= 0,1 кг·м
2
;
J
0
= 0,15 кг·м
2
, J
1
= 0,01 кг·м
2
, J
2
= 0,05 кг·м
2
;
Z
1
= 20, Z
2
= 79, Z
3
= 16, Z
4
= 83;
КПД каждой шестеренчатой пары
η
П
= 0,97.
Определить
приведенный момент статический М
С
и момент инерции J.
Эл.
I I
I
ДВ
; М
двигатель
Z
1
Z
1
Z
2
Z
2
Z
3
Z
3
Z
4
Z
4
0 0
I
1
I
1
I
2
I
2
Рис. 1.10 Кинематическая схема тележки крана
Эл.
двигатель
D
G
0
+G
Я
ω
М
i
Редуктор
Рис.1.9 Кинематическая схема брашпиля
22
23
,
через или
скор нной
харак
ω
0
,
но нта
М
Н
2. Построение механических характеристик электродвигателя
постоянного тока независимого возбуждения.
2.1. Построение естественной характеристики.
Механическая характеристика
ω
=f(М) строится по двум точкам
которые проходит прямая, являющаяся механической
остной
ω
=f(I) характеристикой. Для построения естестве
теристики пользуются значением точки холостого хода
минальной частоты вращения
ω
н
и значением номинального моме
.
Угловую скорость холостого хода можно получить из выражения
U
СФ
=
0
ω
,
ить на
ω
Н
и учесть, что а если числитель и знаменатель умнож
aHHH
rIUCФE
−
=
=
ω
н
U
ан
rIU −
ω
.
тивле можно ь по п нной формуле:
ω
×=
0
Сопро ние якоря рассчитат риближё
)1(5,0
н
н
а
r
η
−×≈ .
U
н
I
Постро ть любую
гловую скорость двигателя при номинальном моменте М
Н
в случае
ведения сопротивления в цепь якоря:
ив естественную характеристику можно рассчита
у
в
⎥
⎦⎣
U
ир 0
где R
Р
– введённое в цепь якоря дополнительное сопротивления
реостата
ИР
⎤⎡
+ RrI
ран
)(
⎢
−×=
1
ωω
,
ω
– искусственная реостатная харак еристи а.
Механическая характеристика может быть построена в
отно
т к
сительных единицах, если в выражении
⎟
⎠
⎞⎛⎞⎛
IrIrUIrU
⎜
⎝
−×=
⎟
⎠
⎜
⎝
−×=−=
UСФСФСФ
11
0
ωω
разделить левую и правую часть на
ω
0
.
υ