南汇电大电气传动技术及应用课程设计任务书.doc

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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, 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, 经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见的生产流水线, 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 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用减速采用皮带轮, 第二和第三级采用齿轮减速箱, 参数见表1:
表1
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=0.05m/s2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;

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:

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: 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,
根据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必须大于运
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变压器的30%容许直接启动。
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启动。
电动机的额定转矩:
电动机的启动转矩:

电动机的额定电流:
电动机的启动电流:

∴ 采用自耦变压器降压启动, 降压比为80%
电动机空载转矩:
即 Tst＞TM电动机空载能够启动
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, 最终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
在经过本次《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。比如看到一个公式, 觉得很熟悉, 却忘记了在书本的第几页介绍过, 看到一个字母, 却想不起来它的含义是什么。经过这次的课程设计, 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, 对我来说非常有意义。
其实, 在任何的学习过程中, 都应该要 ”温故而知新”。
只有常常回顾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, 只有这样, 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, 在现代社会自动化的科技生产和研发中, 占着举足轻重的地位。虽然在我当前的工作中, 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, 我要真诚的感谢担任本次《电气传动技术及应用》课程设计的辅导老师徐继老师和参与同一小组设计的同学, 是她们无私的帮助我解答了一些难题, 顺利完成设计。希望, 在明年的毕业设计中, 我能有更优异的表现。