Курсовая работа: Система стабилизации скорости вращения двигателя постоянного тока

где к_з = 1,1 ÷ 1,3 - коэффициент, учитывающий отличие динамической нагрузочной диаграммы от статической;

М_в - момент при работе привода «Вперед», Н·м:

М_в = М₁ + М₂ + М₅ = 74 + 32 - 55 = 51 Н·м;

М_н - момент при работе привода «Назад», Н·м:

М_н = М₆ + М₃ + М₄ = - 39 + 48 - 19 = - 10 Н·м;

t_в - время работы привода «Вперед», с:

t_в = t₁ + t₂ + t₃ = 0,3 + 53 + 0,1 = 53,4 с

t_н - время работы привода «Назад», с:

t_н = t₅ + t₆ + t₇ = 0,4 + 50 + 0,1 = 50,5 с

М_ср = 1,2 · [ (53,4·51 + 50,5· (- 10)) / (53,4 + 50,5)] = 25,622 Н·м.

Далее определяется продолжительность включения:

ПВ_р% = [ (t_в + t_н ) / (t_в + t_н + t_о )] · 100%, (3.2)

где t_о - суммарная продолжительность стоянки привода за цикл, с:

t_о = t₄ + t₈ = 1 +2 = 3 с.

ПВ_р% = [ (53,4 + 50,5) / (53,4 + 50,5 + 3)] · 100% = 97, 194%.

Тогда, с учетом (3.2), мощность электродвигателя для среднего статического момента М_ср определяем по выражению:

М_дв = М_ср · √ (ПВ_р% / ПВ_ст% ), (3.3)

где ПВ_ст% - стандартное значение продолжительности включения, выраженной в процентах. Так как в справочных данных чаще всего приводятся двигатели с ПВ=100%, то в (3.3) можно подставить ПВ_ст% =100%.

М_дв = 25,622 · √ (97, 194% / 100%) = 25,26 Н·м.

Определим мощность электродвигателя по известной зависимости:

Р_дв = М_дв · w_дв , (3.4)

где w_дв - угловая скорость двигателя, с^-1 :

w_дв = 79 с^-1 .

Р_дв = 25,26 · 79 = 2 кВт.

С целью уменьшения нагрева двигателя принимаем двигатель большей мощности.

По расчетной мощности двигателя и его скорости вращения из справочника /1/ выбираем двигатель постоянного тока независимого возбуждениясерии 2П.

Тип двигателя: 2ПФ160МГУХЛ4: P_н = 4,2 кВт; U_н = 220 В; n_н = 750 об/мин; n_max = 2500 об/мин; η_н = 73%; R_я = 0,516 Ом; R_{д. п.} = 0,407 Ом; R_в = 53,1/12,6 Ом; L_я = 14 мГн.

Далее проверяем выбранный двигатель на перегрузочную способность из условия:

l·М_{дв. н.} ≥ М_{дв. max} , (3.5)