· Номинальную угловую скорость двигателя:
рад/с, (2.4)
где n – номинальная частота вращения двигателя.
рад/с. рад/с.
рад/с. рад/с.
· Номинальный вращающий момент двигателя:
Н·м. (2.5)
Н·м. Н·м.
Н·м. Н·м.
Так как двигатель постоянного тока допускается перегружать по току в раза, то значение расчетного крутящего момента можно принять равным .
Построение характеристик выполняется в координатах Ω(М),Рэнерг(М)
Рисунок 2.1 – Энергетические характеристики выбранных двигателей
o Требуемый момент
Н·м, (2.6)
Н·м.
o Требуемая угловая скорость
рад/с, (2.7)
рад/с.
Расчет ориентировочного значения передаточного числа редуктора
, (2.8)
, ,
, .
Определение ожидаемой линейной скорости на выходе редуктора с ориентировочным передаточным числом
м/с, (2.9)
м/с.
м/с.
м/с.
м/с.
Полученные значения удовлетворяют принятому условию: .
Исходя из массогабаритных параметров, требований, ограничений, связанных с выбором редуктора, выбираем двигатель с номинальной мощностью 700 Вт и частотой вращения 750 об/мин, т. е. двигатель П32
Определение реального передаточного числа и пересчет линейной скорости с учетом редуктора.
Реальное передаточное число выбирается из ряда (для двухступенчатых соосных редукторов): 8, 10, 12.5, 16, 20, 25, 28, 31.5, 40, 50.
Соответственно выбираем для двигателя П32 ближайшее наибольшее
передаточное число, .
Пересчитываем линейную скорость
м/с, (2.10)
м/с.
Полученная скорость должна удовлетворять условию:
, (2.11)
.
2.3 Выбор редуктора
Выбор редуктора осуществляется по параметрам выбранного двигателя и рассчитанным характеристикам: , кВт, Н·м.
Выбираем редуктор двухступенчатый соосный типа Ц2С-100 с основными параметрами:
1. Крутящий момент на тихоходном валу, Н·м………..…..…….500
2. Межосевое расстояние, мм………………………………...……100
3. Передаточное число…………………………………………..…31,5
4. Допускаемая радиальная нагрузка на выходных концах валов, кН:
· быстроходного…………………………………………….1,0
· тихоходного………………………………………….……..5,6
5. КПД, %………………….………………………………………..0,98
Масса, кг………………………..…………………………………..……45
2.4 Выбор схемы тиристорного преобразователя
Таблица 2.2 – Номинальные параметры схемы преобразователя
|
Схема преобразователя |
Ке |
К0 |
Кic |
Ктэ |
Кт |
Кi1 |
Ктр |
Кi2 |
m |
λ гр. эл. |
|
Трехфазная мостовая схема Y/λ |
0,42 |
1,04 |
0,33 |
0,58 |
1,05 |
0,81 |
0,81 |
1,05 |
6 |
60 |
где Ке – отношение действующего значения напряжения вторичной обмотки трансформатора к наибольшему значению средней выпрямленной ЭДС; К0 – отношение максимального обратного напряжения на тиристоре к выпрямленной ЭДС; Кic – отношение среднего значения тока тиристора к среднему значению выпрямленного тока; Ктэ – отношение действующего значения тока тиристора к среднему значению выпрямленного тока; Кт – отношение типовой мощности трансформатора к мощности на стороне выпрямленного тока; Кi1 – отношение действующего значения тока фазы первичной обмотки трансформатора, к числу витков вторичной обмотки, к среднему значению выпрямленного тока, Ктр – коэффициент трансформации трансформатора; Кi2 – отношение действующего значения тока фазы вторичной обмотки трансформатора к среднему выпрямленному току; λ – предельный угол проводимости тиристора; m – число фаз.
2.5 Выбор силового трансформатора
Определим фазную ЭДС вторичной обмотки силового трансформатора
В. (2.12)
где Кс – коэффициент запаса, учитывающий возможное снижение напряжения сети, ; Кr – коэффициент, учитывающий падение напряжения на тиристорах и обмотках трансформатора, ; Кα – коэффициент, учитывающий неполное открытие вентилей при максимальном управляющем сигнале, .
В.
Определим действующее значение тока вторичной обмотки силового трансформатора
А. (2.13)
где Кi – коэффициент непрямоугольности, учитывающий отклонение формы кривой тока от прямоугольной, , Id – действующий выпрямленный ток, А.
А.
Определим действующее значение тока первичной обмотки
А. (2.14)
Расчетная типовая мощность трансформатора
Вт. (2.15)
Вт.
По расчетной параметрами мощности Ртр подбираем трансформатора типа ТС-1 со следующими основными:
~ номинальная мощность трансформатора, S1н, кВт………...……1,0
~ номинальное линейное напряжение вторичной обмотки трансформатора, U2н, В…………………………………………………...……170
~ напряжение короткого замыкания, Uкз, %...………………...……10
~ мощность при коротком замыкании, ΔРкз/S1н, %..…………...……5
2.6 Расчет параметров схемы и выбор тиристоров
Определим среднее значение тока тиристора
, А. (2.16)
А.
Определим максимальную величину обратного напряжения
, В. (2.17)
где Кα – коэффициент запаса по углу управления тиристоров, ; Ed0 – выпрямленная ЭДС преобразователя, В.
В.
Кратковременный допустимый ток, проходящий через тиристор, не должен превышать 15-кратного значения номинального тока тиристора IТН
, (2.18)
где Iкз – величина тока, проходящего через тиристор при коротком замыкании на стороне постоянного тока,
. (2.19)
.
Определим максимальное напряжение для выбора класса тиристоров
В. (2.20)
В.
Выбираем тиристоры КУ211Ж 5-го класса, имеющие основные параметры:
· средний ток в открытом состоянии, It=10А;
· максимальное обратное напряжение, Utmax=500 В;
· отпирающее постоянное напряжение управления, =7 В.
2.7 Расчет параметров контура нагрузки ТП
Находим расчетное сопротивление цепи якоря двигателя, питаемого от тиристорного преобразователя через силовой трансформатор
Ом, (2.21)
где Rур – сопротивление уравнительного реактора, Ом,
Определим линейное напряжение вторичной обмотки U2л
В, (2.22)
