На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


курсовая работа Автоматизированный электропривод механизма перемещения стола продольно-строгального станка

Информация:

Тип работы: курсовая работа. Добавлен: 29.04.2012. Сдан: 2011. Страниц: 12. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Министерство  общего и профессионального  образования 
Российской Федерации

Уральский государственный  профессионально-педагогический университет
Кафедра электрооборудования  и автоматизации  промышленных предприятий
КУРСОВАЯ  РАБОТА
Предмет: "Автоматизированный электропривод"
      Тема: "Автоматизированный электропривод механизма перемещения стола продольно-строгального станка."
 
Выполнил:
Студент гр.СОЗ382 Калабин А.А.
Проверил: Сусенко О.С.
г. Сарапул
2001год.
 


СОДЕРЖАНИЕ 

 


ВВЕДЕНИЕ

         Процесс обработки детали на продольно-строгальном станке поясняет 
рис. 1. Снятие стружки происходит в течение рабочего (прямого) хода, при обратном движении резец поднят, а стол перемещается на повышенной скорости. Подача резца производится периодически от индивидуального привода во время холостого хода стола в прямом направлении. Поскольку при строгании резец испытывает ударную нагрузку, то значения максимальных скоростей, строгания не превосходят 75-120 м/мин (в отличие от скоростей точения и шлифования 2000 м/мин и более). Под скоростью строгания (резания) понимают линейную скорость Uпр перемещения закрепленной на столе детали относительно неподвижного резца на интервале рабочего хода стола. При этом скорость входа резца в металл и скорость выхода резца из металла в сравнении со скоростью строгания ограничиваются до 40 % и менее в зависимости от обрабатываемого материала, чтобы избежать скалывания кромки. Указанные обстоятельства ограничивают производительность и для ее повышения остается только сократить непроизводительное время движения: обратный ход осуществляется на повышенной скорости Uоб > Uпр, а пускотормозные режимы при реверсе принимают допустимо минимальной продолжительности. Хороший эффект в этом дает двухдвигательный привод. Он должен быть управляемым по скорости, поскольку для различных материалов (в соответствии с технологией обработки и свойствами материалов) используются различные оптимальные или максимально допустимые скорости строгания; кроме того, движение характеризуется различными скоростями на разных интервалах времени рабочего цикла, высокой частотой реверсирования с большими пускотормозными моментами. Применяют двух- и одно-зонное управление скоростью.

 

        
    ИСХОДНЫЕ  ДАННЫЕ
Таблица 1
Исходные  данные
Исходные  данные Условные  обозначения Значение
Усилие  резания Fz 170000 Н
Скорость  рабочего хода Vпр 0,4 м/с
Скорость  обратного хода Vобр 0,8 м/с
Масса стола mc 15000 кг
Масса детали mд 23000 кг
Радиус  ведущей шестерни rш 0,25 м
Длина детали Lд 4 м
Путь  подхода детали к резцу Lп 0,2 м
Путь  после выхода резца из металла Lв 0,15 м
Коэффициент трения стола о направляющие ? 0,06
КПД механической передачи при рабочей нагрузке ?пN 0,95
КПД механических передач при перемещении стола на холостом ходу ?пхх 0,5
       Задание к проекту:
       Для механизма перемещения стола продольно-строгального станка выбрать тип электропривода, выполнить выбор электродвигателя и его проверку по нагреву и перегрузке, выбрать силовой преобразовательный агрегат, силовой трансформатор и реакторы, выполнить расчет элементов системы автоматического управления электроприводом, выполнить компьютерное моделирование системы автоматизированного электропривода в типовых режимах.
    Требования  к электроприводу:
    Обеспечение работы механизма по следующему циклу:
        • подход детали к резцу с пониженной скоростью;
        • врезание на пониженной скорости;
        • разгон до рабочей скорости прямого  хода;
        • резание на скорости прямого хода;
        • замедление до пониженной скорости перед  выходом резца;
        • выход резца из детали;
        • замедление до остановки;
        • разгон в обратном направлении до рабочей скорости обратного хода;
        • возврат стола на холостом ходу со скоростью обратного хода;
        • замедление до остановки (стол возвращается в исходное положение). Пониженную скорость принять: Vпон = 0,4·Vпр
    Обеспечение рекуперации энергии в тормозных режимах.
    Разгоны и замедления должны проходить с постоянством ускорения. Обеспечение максимально возможных ускорений в переходных режимах.
    Статическая ошибка по скорости при резании не должна превышать 10%.
    Ограничение момента электропривода при механических перегрузках.
 
 

        
    ВЫБОР ТИПА ЭЛЕКТРОПРИВОДА
        Заданным требованиям  соответствует регулируемый электропривод  с двигателем постоянного тока независимого возбуждения и замкнутой по скорости системой автоматического регулирования. В качестве управляемого преобразователя выбираем реверсивный тиристорный преобразователь. Такой электропривод обеспечивает высокие показатели качества регулирования скорости, высокую точность и быстродействие надежность, простоту в наладке и эксплуатации. Регулирование скорости принимается однозонным (управление изменением напряжения якоря двигателя при постоянном потоке возбуждения). Система управления электроприводом реализуется на аналоговой элементной базе.
 

        
    ВЫБОР И ПРОВЕРКА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
      РАСЧЕТ  НАГРУЗОЧНОЙ ДИАГРАММЫ  МЕХАНИЗМА
        Для предварительного выбора двигателя построим нагрузочную диаграмму механизма (график статических нагрузок механизма) Расчет времени участков цикла на этапе предварительного выбора двигателя выполняем приблизительно, т.к. пока нельзя определить время разгонов и замедлений (суммарный момент инерции привода до выбора двигателя неизвестен).
        Пониженная  скорость входа резца  в металл (принимается):
, где

        Vпр - скорость рабочего хода (Vп = 0,4 м/с, см. таб. 1)

        Усилие  перемещения стола на холостом ходу:
, где

        mс - масса стола (mс = 15000 кг, см таб. 1);
        mд - масса детали (mд = 23000 кг, см таб. 1);
        g - ускорение свободного падения (g = 9,81 м/с2);
        ? - коэффициент трения стола о направляющие (? = 0,06, см таб. 1).

        Усилие  перемещения стола  при резании:
, где

        Fz - усилие резания (Fz = 170000 Н, см. таб. 1).

        Время резания (приблизительно):
, где

        Lд - длинна детали (Lд = 4 м, см. таб. 1);

        Время подхода детали к  резцу (приблизительно):
, где

        Lп - длинна подхода детали к резцу (Lп = 0,2 м, см. таб. 1);

        Время прямого хода после  выхода резца из детали (приблизительно):
, где

        Lв - путь после выхода резца из металла (Lв = 0,15 м, см. таб. 1);

        Время возврата стола (приблизительно):
, где

        Vобр - скорость обратного хода.

         Время цикла (приблизительно):


       
      ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР ДВИГАТЕЛЯ

        При расчете мощности двигателя полагаем, что номинальной  скорости двигателя соответствует скорость обратного хода стола (наибольшая скорость механизма), т.к. принято однозонное регулирование скорости, осуществляемое  вниз от номинальной скорости. Ориентируемся на выбор двигателя серии Д, рассчитанного на номинальный режим работы S1 и имеющего принудительную вентиляцию.
        Эквивалентное статическое усилие за цикл:


        Расчетная мощность двигателя:
, где

        Кз - коэффициент запаса (примем Кз = 1,2);
        ?пN - КПД механических передач при рабочей нагрузке.

        Выбираем двигатель Д816 по [2]. Номинальные данные двигателя приводятся в таб. 2.
Таблица 2
Данные  выбранного двигателя
Параметр Обозначение Значение
Мощность  номинальная PN 150000 Вт
Номинальное напряжение якоря UяN 220 В
Номинальный ток якоря IяN 745 А
Номинальная частота вращения ?N 480 об/мин
Максимальный  момент Мmax 8040 Нм
Сопротивление обмотки якоря Rя0 0,0059 Ом
Сопротивление обмотки добавочных полюсов Rдп 0,0032 Ом
Температура, для которой даны сопротивления Т 20?С
Момент инерции якоря двигателя Jд 16,25 кг?м2
Число пар полюсов рп 2
Допустимая  величина действующего значения переменной составляющей тока якоря отнесенная к номинальному току (коэффициент пульсаций) kI(доп) 0,15
        Двигатель данной серии  не компенсированный, имеет принудительную вентиляцию и изоляцию класса Н.
        Для дальнейших расчетов потребуется ряд данных двигателя, которые не приведены в справочнике. Выполним расчет недостающих данных двигателя.
        Сопротивление цепи якоря двигателя, приведенное к  рабочей температуре:
, где

        kт - коэффициент увеличения сопротивления при нагреве до рабочей температуры (kт = 1,38 для изоляции класса Н при пересчете от 20?С).

        Номинальная ЭДС якоря:


        Номинальная угловая скорость:


        Конструктивная  постоянная, умноженная на номинальный магнитный  поток:


        Номинальный момент двигателя:


        Момент  холостого хода двигателя:


        Индуктивность цепи якоря двигателя:
, где

        С - коэффициент (для некомпенсированного двигателя С = 0,6)

 

        
      РАСЧЕТ  НАГРУЗОЧНОЙ ДИАГРАММЫ  ДВИГАТЕЛЯ
        Для проверки выбранного двигателя по нагреву выполним построение упрощенной нагрузочной диаграммы двигателя (без учета электромагнитных переходных процессов). Для построения нагрузочной диаграммы произведем расчет передаточного числа редуктора, приведение моментов статического сопротивления и рабочих скоростей к валу двигателя, примем динамический момент и ускорение электропривода с учетом перегрузочной способности двигателя.
        Передаточное  число редуктора:


        Момент  статического сопротивления  при резании, приведенный  к валу двигателя:


        Момент  статического сопротивления  при перемещении  стола на холостом ходу, приведенный  к валу двигателя:


        Пониженная  скорость, приведенная  к валу двигателя:


        Скорость  прямого хода, приведенная  к валу двигателя:


        Скорость  обратного хода, приведенная  к валу двигателя:


        Суммарный момент инерции привода:
, где

        ? - коэффициент, учитывающий момент инерции полумуфт, ведущей шестерни и редуктора (? принимаем равным 1,2).

        Модуль  динамического момента  двигателя по условию  максимального использования двигателя по перегрузочной способности:
, где

        k - коэффициент, учитывающий перерегулирование момента на уточненной нагрузочной диаграмме (построенной с учетом электромагнитной инерции цепи якоря). Принимаем  k = 0,95.

        Ускорение вала двигателя в  переходных режимах:


        Ускорение стола в переходных режимах:


        Разбиваем нагрузочную  диаграмму на 12 интервалов. Сначала  рассчитываем интервалы разгона  и замедления электропривода, затем  интервалы работы с постоянной скоростью.
        Интервал 1. Разгон до пониженной скорости.
        Продолжительность интервала 1:


        Путь, пройденный столом на интервале 1:


        Момент  двигателя на интервале 1:


        Интервал 4. Разгон от пониженной скорости до скорости прямого хода.
        Продолжительность интервала 4:


        Путь, пройденный столом на интервале 4:


        Момент  двигателя на интервале 4:


        Интервал 6. Замедление от скорости прямого хода до пониженной скорости.
        Продолжительность интервала 6:

        Путь, пройденный столом на интервале 6:

        Момент  двигателя на интервале 6:


        Интервал 9. Замедление от пониженной скорости до остановки.
        Продолжительность интервала 9:

        Путь, пройденный столом на интервале 9:

        Момент  двигателя на интервале 9:


        Интервал 10. Разгон до скорости обратного хода.
        Продолжительность интервала 10:


        Путь, пройденный столом на интервале 10:


        Момент  двигателя на интервале 10:


        Интервал 12. Замедление от скорости обратного хода до остановки.
        Продолжительность интервала 12:

        Путь, пройденный столом на интервале 12:

        Момент  двигателя на интервале 12:


        Интервал 2. Подход детали к резцу с постоянной скоростью.
        Путь, пройденный столом на интервале 2:


        Продолжительность интервала 2:


        Момент  двигателя на интервале 2:

        Интервал 8. Отход детали от резца с постоянной скоростью.
        Путь, пройденный столом на интервале 8:


        Продолжительность интервала 8:


        Момент  двигателя на интервале 8:

 

         Интервал 3. Резание на пониженной скорости
        Путь, пройденный столом на интервале 3 (принимается):

        Продолжительность интервала 3:


        Момент  двигателя на интервале 3:

        Интервал 7. Резание на пониженной скорости
        Путь, пройденный столом на интервале 7 (принимается):

        Продолжительность интервала 7:


        Момент  двигателя на интервале 7:

        Интервал 5. Резание на скорости прямого хода
        Путь, пройденный столом на интервале 5 (принимается):


        Продолжительность интервала 5:


        Момент  двигателя на интервале 5:

        Интервал 11. Возврат со скоростью обратного хода
        Путь, пройденный столом на интервале 11:


 

         Продолжительность интервала 11:


        Момент  двигателя на интервале 5:

         Нагрузочная диаграмма и тахограмма двигателя представлены на рисунке 4:
 

      Проверка  двигателя по нагреву
        Для проверки двигателя  по нагреву используем метод эквивалентного момента. Используя нагрузочную  диаграмму находим эквивалентный  по нагреву момент за цикл работы привода. Для нормального теплового состояния двигателя необходимо, чтобы эквивалентный момент был не больше номинального момента двигателя.
        Эквивалентный момент за цикл работы:


        Условие выполняется - , следовательно выбранный двигатель подходит по нагреву.
        Запас по нагреву:


 


    ВЫБОР ОСНОВНЫХ УЗЛОВ СИЛОВОЙ  ЧАСТИ
      ВЫБОР ТИРИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ
        Номинальное выпрямленное напряжение и номинальный выпрямленный ток преобразователя принимаем из ряда стандартных значений по ГОСТ 6827-76 (ближайшее большее по сравнению с номинальным напряжением и током двигателя)[3].
        Принимаем UdN = 230 В; IdN = 800 А.
        Выбираем стандартный  преобразователь комплектного тиристорного электропривода серии КТЭУ [4]. Выбираем двухкомплектный реверсивный преобразователь, схема соединения комплектов встречно-параллельная, управление комплектами раздельное, каждый комплект выполнен по трехфазной мостовой схеме.
        Номинальное напряжение комплектного электропривода равно  номинальному напряжению двигателя: Uном = 220 В. Номинальный ток комплектного электропривода выбирается по номинальному току преобразователя: Iном = 800 А.
        Выбираем тип комплектного электропривода:
        КТЭУ-800/220-13212-УХЛ4.
      ВЫБОР СИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА
        Силовой трансформатор  предназначен для согласования напряжения сети 
(Uс = 380 В) с номинальным напряжением преобразователя.

        Номинальное линейное напряжение вторичных обмоток (расчетное):


        Номинальный линейный ток вторичных  обмоток (расчетный):


        Выбираем трансформатор  типа ТСП (или ТСЗП), трехфазный, двухобмоточный, сухой с естественным воздушным охлаждением, открытого исполнения [2, таб. 3.1]
Таблица 3
Данные  выбранного трансформатора
Параметр Значение
Тип трансформатора
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.