电气传动技术应用报告

1、2009秋机电一体化（工业控制 PLC）专科电气传动技术及应用课程设计任务书姓 名：XXX学号:XXXXXXXX校 区：南汇分校上海电视大学2011年12月一、课程设计概述电气传动技术课程是本专业的一门专业课，主要讲述交、直流电 动机原理及其应用，是一门实践性很强的课程，通过电气传动技术的 课程设计，掌握在工厂设备中电动机的选择、校验和计算。课程设计模拟工厂常用的生产流水线，设计一条电动机驱动的输 送带，根据加工工艺要求，在输送带上的工件大小和重量是变化的， 输送的位置和距离根据不同的要求， 有所变化，要求正确的选择电动 机的额定功率、转速、工作制以及考虑生产现场的实际条件，需要釆 取的措施。

2、二、课程设计任务有一条生产流水线的输送带如下图所示，在装料点0,按生产节拍依 次装上各种电动机的零配件：A转子、B定子、C前端盖、D后端 盖、E底座。分别要求送到工位1、工位2、工位3、工位4、工位5进行加工装配。输送带采取带上无零配件的空载启动，在传送中，自动 控制系统使输送带上始终只有一个零配件，而且两个零配件传送过程中 无间隔、停顿。各种零配件依次送完后，再重复循环传送，。传动系 统设计参数：空载负载力矩Tlo = 400N m输送带的输送速度v = 12m/min ；输送带的加速度dv/dt = s2 ；电源供电电压3相380V、变压器容量20Kva电压波动安全系数O传动系统的减速装置

3、第一级减速采用皮带轮，第二和第三级采用齿轮减速箱，参数见表1:表1需称GD? (N- m2)传动参数传动效率0电动机6（初选）1带轮1e 70带轮（2）A九 45n i=3117 齿n 2=4凶轮80齿3门 亠6齿轮989齿n 3送带轮C 200mm7701j 工艺六工位1工位2工位3工位4工位52距离工步1A转子1200 / 150L1=5M工步2B定子1800/300L2=9M工步3C前端盖200/50L3=11M工步4D后端盖300 /60L4=12M工步 5E 底座 800/120L5 = 15M假设四极交流电动机转速1470i7min、六极970 r/min ,功率以分档，Ts 1/

4、Tn= , Tmax/TN=2,电源电压波动安全系数。（计算中保留两位小数点）三、课程设计要求根据输送机的启动和送料过程中给出的阻力矩和飞轮转矩，在保证启动过程和送料过程中系统要求的速度和加速度的条件下，设计、 计算所需的电动机力矩，然后分析负载特性，选择电动机的工作制, 确定电动机的额定功率、转速，最后在车间供电条件下，以及可能出现的供电电压不稳的特殊情况下，选择电动机的类型、电压、启动方 式。四、课程设计步骤1:当输送带加速度时,计算电动机在空载条件下的启动转矩、负载转矩、飞轮转矩、转速和功率。（1）求出各级传动机构速比j带轮（1）和带轮（2）的速比：245ji23.57080343.5

5、16.4717的速比：89ji4 j5616.47 77.1519带轮（1）到齿轮（4 ）的速比：j j1412带轮（1 ）到齿轮（6）jL jl6电动机轴的飞轮转矩：GDm2 GDo2 GDi2 6 1 7N m 2带轮（2 ）和带轮（3 ）的飞轮转矩:GD 232GD 22 GD 3241 5N m2带轮（4 ）和带轮（5 ）的飞轮转矩：GD452 GD 42 GD 52 53 8N m 2带轮（6 ）和送带轮的飞轮转矩：GDl2GD 62GD?29 70 79 N m总的飞轮转矩：GDz2GDm2gWgd昭GDJ*丄L,J12 2J14 2jL 2758793.5216.47277.15

6、27.45N m2总的传动效率:0.870.91 0.90.71空载负载转矩:LMdnL皮带轮7加速度:dt电动机轴加速度:diiMdt电动机空载转矩:TmTL0400jL7.3N m77.15 0.7160 dvLDl dtjL ndnLdtGD 7乙 dnu375 dt600.05 4.78 r / min gs0.277.15Tlm4.78 368.78r / min gs壬好368.78375送带轮的转速:19.Hr/min14.63N mDl0.2m电动机的转速：nMj LnL77.1519.11空载功率：PMTm nMr14.639.559.5512m / minVL1474.2

7、r/min1474.2225839W2.26KW2：分别计算电动机在启动后送各种料的过程中，电动机的转矩、负载转矩、飞轮转矩、转速和功率。电动机在运行过程中，在上料和下料的过程中转速会发生变化,在稳定运行后转速保持不变即:nM 1474.2r / min当工步1时的负载转矩:400120029.21N m77.150.7136.57 1474.29-555644.55W5.64KW当工步1时的飞轮转矩:2 2GD232GD zi GD mJ12 2GDZ2jL 27.45GD452 GDl? GDlSJ14 2JL21507.48N m277.152当工步1时的电机转矩:GDz2i dnMTm

8、i Tlmi375 dt7.4829.21 368.7837536.57 N m当工步1时的功率：1 nM 1 M9.55当工步2时的负载转矩:Tlo Tl24001800LM2JL L77.150.7140.16N m当工步2时的飞轮转矩:22GD232GD452GDl2 GDl22GDz2GD mJ12 2J14 2jL22GDl223002GDzJL 27.4577.1527.5N m当工步2时的电机转矩:TM2GD z2 ?dnM1 LM 2375 dt7.540.16 368.7837547.54 N m当工步2时的功率：1 M2 nM 47.54 1474.2P M 2 9.559

9、.557338.58W 7.34 KW当工步3时的负载转矩：T TL0 L3LM 3400 20010.95N mjL l1030.71当工步3时的飞轮转矩:2 2GDz3 GD MGD2322J12GD4522j14GDl2 GDl232jLGD竺jL 27.4577.1527.46N m2当工步3时的电机转矩:GD z2 3dnMTM3 TLM3375 dt10.957/6368.7837518.29N m当工步3时的功率：1M3 nM” M 39.552822.79W18.29 1474.209.552.82KW当工步4时的负载转矩：T TL0 L4TLM4jL L400 30012.7

10、8 N m77.150.71当工步4时的飞轮转矩:2 2GDz4 GD mGD23212GD452J14GDl2 GDl24jL2GDz2 GDdi-jL 27.45 -6Q.77.1527.46Nm22当工步4时的电机转矩:TM4GDz* 4dnM375 dt12.78?-46368.7837520.12 N m当工步4时的功率：1 nM4 M 20.12 1474.20rM49.559.553105.29W3.11KW当工步5时的负载转矩：LM5TL0TL5jL L400 800 21.91N m77.150.71当工步5时的飞轮转矩:2 2GDz5 GD MGD23?J12GD452 G

11、Dl2 GDl2 52 2jl4jLGDzGDl257.45jL 212077.15227.47Nm当工步5时的电机转矩:TGDz2 5 dn mM5 m375 dt7.4721.91 368.78375 29.26 N m当工步5时的功率：1 nM5 m 29.26 1474.20rM59.559.554516.76W4.52 KW3：根据计算得到的电动机在送各种料时各个转矩、功率和电动机的工作制，选择电动机额定功率、转速、电压参数。根据以上计算得到的电动机转矩画岀该系统的负载变化图如下: TmiTm/ N m系统负载变化图可以确定该系统为带变动负载连续工作的电动机，这种“连续工作制”可以用

12、“等值法”来计算电动机的等效转矩，它的公式:TdLi5tl606025sV12L29t2606G45sV12l311t360 6055sV12L412u606G60sV12t560 L、60n75sV12M2ltlTm2 2t 2Tm2 3t3Tm2 4t 4 Tm2 5t5|tl12 t3U t536.57225 47.5424525 45 55 60 7518.29255 20.12260 29.26275242035.226030.5IN m其等效功率为：Td nN30.51 1470Pl4696.4W 4.7KW9.559.55根据以上计算及已知条件可以确定；电动机的初选额定功率：Pn

13、=电动机的初选额定转速：nN=1470r/ min电动机的初选额定电压：三相 380V4：校验电源电压波动时，电动机的功率；当电压波动时要求所选电动机的最大转矩 Tmax必须大于运行过程中岀现的最大负载转矩TLmax,即TTunax<Tmax= 'm n即是P PL maxmax额定电压:三相380V当电源电压波动的安全系数为：时m 2 0.75 1.5此时电动机的最大功率：P咖xrn'PNmax1.5 4.7 7.05 KW最大负载功率： P PL maxM 15.64KW则PLmax<Pmax，即当电源电压波动的安全系数为：时电动机能 正常工作。5：在工厂电源供

14、电的条件下，选择电动机的额定启动方式，校验系统空载启动条件。当电源供电电压是3相380V,变压器容量为20KVAo根据有关供电，动力部门规定：有独立变压器供电，电动机的功 率与变压器的容量之比值，在电动机不频繁启动的条件下，电动机功 率小于变压器的30%,允许直接启动。即:Sor =30%Sn =30%X20=6KVA且 P = 贝 lj P > Smaxmax电动机在额定功率不可以直接启动。Tp电动机的额定转矩：n 9550丄 955030.53N mnN1470电动机的启动转矩：Kt电动机的额定电流:电动机的启动电流：Tst1.2Tn1.2 30.5336.64 N mT1 st 1

15、4.36 0.4Tst 36.64Pn 4.7 10 338012.37 A1stpmaxu7.051(P38018.55 ALst 12.37Ki 0.671st 18.55采用Y或自耦变压器降压启动，降压比为 80%o电动机空载转矩：Tm 1463Nm即Tst>TM电动机空载可以启动电动机的最大转矩：Tmax=2TN=2 X = N m负载的最大转矩：Tmax=TMl =N m因此选即电动机Tmax>TM 1电动机在最大负载时能正常运行。同步转速1500r/min的Y系列三相异步电动机电动机额定功率：Pn=KW电动机额定转速：iin=1470 r/ min五、课程设计小结本次电

16、气传动技术及应用的课程设计后，我重新梳理、 反思了设计方法和一些概念，学习功底的不扎实完全暴露了出 来，许多基本公式、知识要点早已还给了老师，通过这次的课程 设计，让我又一次巩固了知识点。在电大的专科毕业前，课程设 计是难得的一次练兵机会，意义非凡。工厂自动化控制中，电动机选择使用是很普遍的事，虽然工 作环境不同，负载性质不同，工艺要求也不尽相同，在此设计的 基础上，使我们更深入地思考研究，从设计与实际工作情况的差 异中，得到启发，相信一定受益匪浅。如加料过程中电动机的速 度、加速度，在实际使用中是变化的，传送带在加上一个零配件 后，由于负载的变化，系统将经过一个减速、加速、然后再稳速的 过程，最后速度是在电动机机械特性曲线上的另外一个相交点。这 个过程电动机的加速度分析、计算是比较复杂的，而设计中采用了保证系统在加速过程