2024年南汇电大电气传动技术及应用课程设计任务书.doc

级机电实用技术专业

《电气传动技术及应用》

课程设计任务书

姓名

学号

上 海 电 视 大 学
南 汇 分 校
11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，重要讲述交、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，依照加工工艺要求，在输送带上的工件大小和重量是变化的，输送的位置和距离依照不一样的要求，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，需要采取的措施。
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开启，在传送中，自动控制系统使输送带上一直只有一个零配件，并且两个零配件传送过程中无间隔、停止。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 TL0 ＇= 1000N·m
输送带的输送速度 ν= 7.5m/min；
输送带的加速度 dv/dt = 0.05m/s2 ；
电源供电电压 3相380V、变压器容量13Kva
电压波动安全系数 0.75。
1
2
6
5
3
4
7
0
ν
TL0
TL
工件
装配输送机及传动布置
L5
L4
L3
L2
装料0
工位1
工位2
工位3
工位4
工位5
电动机
L1

传动系统的减速装置第一级采取减速采取皮带轮，第二和第三级采取齿轮减速箱，参数见表1：
表1
名 称
GD2(N·m2)
传动参数
传动效率
0
电动机
5(初选)

1
带轮⑴
1
￠60
η1=0.87
2
带轮⑵
3
￠248
3
齿轮⑶
1
18齿
η2=0.91
4
齿轮⑷
4
89齿
5
齿轮⑸
2
20齿
η3=0.9
6
齿轮⑹
7
101齿
7
送带轮
56
￠254mm

工艺要求送料的次序和位置见表2：
表2：
负载TL / GD2
(N·M / N·M2)
工位
距离
工艺二
工位1
工位2
工位3
工位4
工位5
工步1
E底座

900 / 120
L1=5M
工步2

A转子

1000 / 150
L2=8M
工步3

B定子

/300
L3=11M
工步4

D后端盖

300 /60
L4=14M
工步5

C前端盖
200 / 30
L5=15M
假设四极交流电动机转速1470 r/min、六极970 r/min，功率以0.1Kw分档，Tst/TN=1.2，Tmax/TN=2，电源电压波动安全系数0.75。（计算中保存两位小数点）
三、课程设计要求
依照输送机的开启和送料过程中给出的阻力矩和飞轮转矩，在确保开启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，以及也许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、开启方式。
四、课程设计步骤
1：当输送带加速度=0.05m/s2时，计算电动机在空载条件下的开启转矩、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；

带轮（1）到齿轮（４）的速比；

带轮（1）到齿轮（６）的速比；

电动机轴的飞轮转矩；

带轮（２）和带轮（３）的飞轮转矩；

带轮（４）和带轮（５）的飞轮转矩；

带轮（６）和送带轮的飞轮转矩；

总的飞轮转矩；

总的传动效率：
空载负载转矩：
皮带轮7加速度：
电动机轴加速度：
电动机空载转矩：

送带轮的转速：
电动机的转速：
空载功率：

2：分别计算电动机在开启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：

当工步1时的负载转矩

当工步1时的飞轮转矩

当工步1时的电机转矩

当工步1时的功率：

当工步2时的负载转矩

当工步2时的飞轮转矩

当工步2时的电机转矩

当工步2时的功率：

当工步3时的负载转矩

当工步3时的飞轮转矩

当工步3时的电机转矩

当工步3时的功率：

当工步4时的负载转矩

当工步4时的飞轮转矩

当工步4时的电机转矩

当工步4时的功率：

当工步5时的负载转矩

当工步5时的飞轮转矩

当工步5时的电机转矩

当工步5时的功率：

3：依照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；
依照以上计算得到的电动机转矩画出该系统的负载变化图如下

能够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”能够用“等值法”来计算电动机的等效转矩，它的公式：

其等效功率为：

对于带变动负载时的电动机额定功率的选择，使PN≥PL即可，
依照以上计算及已知条件能够确定
电动机的初选额定功率：PN=5.3KW
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380V
4：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必须不小于运
行过程中出现的最大负载转矩TLmax,即
TLmax≤Tmax=
即是
当电源电压波动的安全系数为：0.75时

此时电动机的最大功率：
最大负载功率：
则PLmax<Pmax ,即当电源电压波动的安全系数为：0.75时电动机能正常工作。
5：在工厂电源供电的条件下，选择电动机的额定开启方式，校验系统空载开启条件。
当电源供电电压是3相380V变压器容量为13KVA。
依照有关供电，动力部门要求：有独立变压器供电，电动机的功率与变压器的容量之比值，在电动机不频繁开启的条件下，电动机功率小于变压器的30%允许直接开启。
即 ： Sor=30%Sn =30%×13=3.9KVA
且 Pmax=7.8KVA 则 Pmax ＞ Sor
∴ 电动机在额定功率不能够直接开启。
电动机的额定转矩：
电动机的开启转矩：

电动机的额定电流：
电动机的开启电流：

∴ 采取自耦变压器降压开启，降压比为80%
电动机空载转矩：
即 Tst＞TM电动机空载能够开启
电动机的最大转矩：Tmax=2TN=2×34.4=68.8
负载的最大转矩：Tmax=TM1=47.5
即 Tmax＞TM1电动机在最大负载时能正常运行。
因此，最后所选电动机额定功率： PN=5.3 KW
电动机额定转速： nN=1470 r/min
额定电压： 三相380V

五、课程设计小结
在通过本次《电气传动技术及应用》的课程设计，将平时在学习过程中存在的不足完全暴露出来：学习的不够深入，知识点了解不透彻。例如看到一个公式，以为很熟悉，却忘掉了在课本的第几页简介过，看到一个字母，却想不起来它的含义是什么。通过这次的课程设计，让我又一次巩固了之前所学习的知识点。这次课程项目设计是在电大的专科毕业前，对于电气传动这门课程的最后一次练兵，对我来说非常故意义。
其实，在任何的学习过程中，都应当要 “温故而知新”。
只有常常回忆并温习曾经学过的知识，让它真正的扎根于自己的脑海中，然后再去学习新的知识，前后呼应，只有这么，在将来用到这些知识点的时候，才能得心应手。
电气传动技术，在当代社会自动化的科技生产和研发中，占着举足轻重的地位。虽然在我目前的工作中，并没有使用到这门技术，但我会继续学习和锻炼，让自己多掌握一门技术。
最后，我要真诚的感激担任本次《电气传动技术及应用》课程设计的辅导老师徐继老师和参加同一小组设计的同学，是他们无私的协助我解答了某些难题，顺利完成设计。希望，在来年的毕业设计中，我能有更优秀的体现。