Курсовая работа: Автоматизированный электропривод машин и аппаратов химических производств
По способу охлаждения различают двигатели с естественным охлаждением, самовентиляцией внутренней или наружной и посторонним продувом (принудительным).
По способу монтажа имеются двигатели с горизонтальным расположением вала и станиной на лапах, с вертикальным расположением вала и фланцем на нижнем щите и т.д. Выбираемый двигатель должен иметь тот же способ установки, крепления и соединения с механизмом, что и заменяемый.
4. Выбор двигателя по мощности
Завершающим этапом является определение номинальной мощности двигателя и выбор по ней в каталоге подходящего двигателя. Однако номинальную мощность просто определить только при длительной работе с постоянной нагрузкой, которую и принимают за номинальную. В подавляющем большинстве случаев момент, мощность и ток двигателя изменяются во времени. Нагрузочные диаграммы двигателей многих механизмов включают периоды работы и пауз. При подобной переменной нагрузки двигатель должен условиям допустимого нагрева, обладать максимальным моментом, достаточным для преодоления возможных кратковременных перегрузок и при пуске с большой нагрузкой иметь избыточный пусковой момент для обеспечения разгона привода.
Максимальный момент, характеризующий перегрузочную способность, а так же пусковой момент определяются электромагнитными свойствами двигателя.
5. Расчёт мощности и выбор электродвигателя для длительного режима работы
Определение номинальной мощности двигателя для работы в длительном режиме с переменной нагрузкой сводится к подсчёту мощности Рс исполнительного механизма, приведённой к валу двигателя (с учётом к.п.д. передач, редукторов и т. д.). По полученной мощности Р в каталогах выбирают двигатель с номинальной мощностью РНОМ>Рс
k=1.1―1.3 , где k - коэффициент запаса.
По [2] выбираем двигатель переменного тока марки 4ПФ132L.
Таблица 2. Справочные данные электродвигателя переменного тока марки
Номинальная мощность, кВт |
23.6 |
Напряжение на якоре, В |
440 |
КПД, % |
83 |
Частота вращения, об/мин |
1400 |
Электродвигатели постоянного тока часто являются исполнительными звеньями систем автоматического регулирования, а специальные генераторы используются как усилители электрических сигналов управления и как тахогенераторы – датчики частоты вращения.
Наиболее распространены машины общепромышленного применения серии П, выпускаемые как двигатели или как генераторы на мощности 0,15 – 200 кВт, частоты вращения 2870 – 550 об/мин (более мощные – тихоходные), напряжения 110 – 460 В.
При целом ряде преимуществ машины постоянного тока имеют существенный недостаток, связанный с работой так называемого щеточноколлекторного узла. При определённых неблагоприятных условиях щётки могут искрить, что снижает надёжность работы и требует надзора и ухода за машиной.
6. Устройство и принцип действия двигателя постоянного тока
6.1. Электромагнитная схема
В машине постоянного тока создается неподвижное магнитное поле полюсов статора, в котором вращается ротор с расположенными на нем проводниками, образующими рабочую обмотку.
Рассмотрим подробнее схему устройства машины постоянного тока. На рис. 2 показана магнитная система двухполюсной машины и картина поля в ней. Основные полюсы укреплены на внутренней поверхности полого стального цилиндра — станины, являющейся частью магнитопровода. На полюсах находятся катушки-, соединенные последовательно и образующие обмотку возбуждения. Магнитное поле создается током возбуждения I в в катушках (реже постоянными магнитами). Цепь возбуждения — это вспомогательная цепь машины. Картина магнитного поля изображена на рис. 2 магнитными линиями.
Рис. 2. Магнитное поле машины
Магнитная система и поле машины симметричны относительно продольных осей полюсов N0 —S0 . Линии, проходящие посередине между смежными полюсами, называют поперечными магнитными осями, а их следы на поверхности якоря — геометрическими нейтралями. Ротор с рабочей обмоткой в машинах постоянного тока называют якорем. Для равномерного распределения магнитной индукции в зазоре между полюсами и якорем служат полюсные наконечники, как бы охватывающие якорь. Обмотка якоря состоит из уложенных на поверхности (в пазах) ротора «активных» проводников, соединенных в витки (секции, см. рис. 10) так, что она всегда представляет собой замкнутый контур.
Поскольку обмотка якоря вращается, соединение с ее внешней цепью осуществляется скользящим контактом с помощью неподвижных электрографитовых щеток. Цепь якоря — это главная цепь машины.
6.2. Получение постоянной э. д. с. якоря
Рассмотрим получение постоянного напряжения между щетками. Для этого изобразим модель якоря между двумя полюсами машины (рис. 3).
Пусть машина используется в качестве генератора и якорь приводится во вращение с постоянной угловой скоростью Ω в указанном на рис. 3 направлении, а внешняя цепь отключена. В проводниках, лежащих в пазах на поверхности и пересекающих линии нормальной к ней составляющей магнитной индукции В в зазоре между полюсом и якорем, при вращении якоря наводятся э. д. с.