Электропривод полиграфической машины

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ

МОСКОВСКИЙ  ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПЕЧАТИ им.ИВАНА ФЕДОРОВА 
 
 
 
 

РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ  РАБОТА

по  дисциплине:

 «Электрооборудование полиграфических машин»

На  тему:

 «Электропривод полиграфической машины»

Вариант № 31 
 
 
 

                                                                       Выполнила: студентка гр.ДЦат-5-1

                                                                                             Лебедева О.С.

                                                                       Проверил: Артыков Э.С. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

      Москва, 2010г.

Содержание

  Техническое задание……………………………………………………………………….……….3

Исходные данные……………………………………………………………………….………3

        Задание………………………………………………………………………………….……..…4

1. Нагрузочная диаграмма и механическая характеристика машины …………………..………...5
1. Механическая характеристика …………………………………………….………....5
2. Нагрузочная диаграмма …………………………………………………………....5

2. Расчет  мощности ЭД  и построение электромеханической  характеристики……………..6

1. Расчет  мощности и выбор ЭД……………………………………………………6

2. Расчет  и построение естественной  электромеханической характеристики ДПТ………………………………………………………………………………………………..7
3. Структурная и кинематическая схемы ЭП и краткое их описание………………………..8

           3.1 Структурная схема  и краткое описание…………………………………………...8

       3.2 Кинематическая схема привода и ее краткое описание………………………….9

4. Расчет тормозного сопротивления………………………………………………………….11
5. Выбор и описание функциональной схемы системы автоматического управления(САУ) электроприводом (ЭП)…………………………………………………………………………….15
1. Выбор структуры системы ЭП……………………………………………..………16
2. Описание выбранной САУ ЭП……………………………………………...……..16
6. Разработка релейно-контакторной схемы управления ЭП……………………………..17
7. Принципиальная схема САУ ЭП……………....................................................................19

  Список  используемой литературы………………………………………………………………...20 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

1.ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

1. Механическая характеристика машины  М_с.м = f(w): М_с.м.н = 100 Н×м,   М_с.м.о = 55 Н×м.

2. Нагрузочная диаграмма машины М_с.м = f(t) = const при t ® ¥.

3. Номинальная частота вращения вала машины: n_м.н. = 115 об/мин.

4. Частота вращения вала машины на заправочной скорости в режиме “Толчок”:    n_м.з.т. = 12 об/мин.

5. Относительная точность поддержания заданной скорости двигателя при изменении М_с._. от 0 до М_с.макс: d_з. = 5%.

6. Момент инерции машины на её приводном валу: J_м. = 17 кг×м².

7. Вращающий момент ЭД передаётся к приводному валу машины посредством редуктора и клиноременной передачи: h_п. = 0,95;      J_п. = 1,25×J_дв..

8. Время разгона ЭП до заправочной и толчковой скорости: t_{раз.з.т.} = 2 с.

9. Время разгона ЭП до номинальной скорости: t_раз.н. = 5 с.

10. Номинальное напряжение задания на рабочую скорость: U_з.раб = 10 В.

11. Время торможения ЭП (технологическая остановка машины):  t_тор. = 1 с.

12. Среднее значение тормозного момента электромеханического тормозного устройства: М_{т.мех.ср.} = 0,5 М_н.дв..

13. Максимальное напряжение выхода задатчика рабочей скорости:     U_з. = 10 В.

14. Максимально допустимый ток цепей задания скорости для режимов “Рабочая скорость”, “Заправка”, “Медленно” и “Толчок”: I_max = 20 мA.

15. Напряжение обратной связи контура регулирования скорости при         w = w_н  равно: U_он = 9,8 В. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  2. ЗАДАНИЕ

1. Привести нагрузочную диаграмму и механическую характеристику машины. Определить диапазон регулирования скорости.
2. Рассчитать требуемую мощность электродвигателя и выбрать по каталогу из условия      Р_н ³ Р_расч, U_d.0.т.п ³ U_н и с n_н.дв., наиболее близкой к n_м.н. Данные свести в таблицу.

        По каталожным данным рассчитать  и построить естественную электромеханическую        характеристику ДПТ и требуемую  электромеханическую характеристику  электропривода. Определить перепад  частоты вращения Δn_н и сравнить с заданным значением перепада Δn_зад. Определить передаточное число передаточного механизма.

3. Составить кинематическую схему привода и дать ее краткое описание.
4. Рассчитать среднее значение тормозного момента М_т.эл.ср, режима динамического торможения ДПТ, величину и мощность тормозного сопротивления, обеспечивающего необходимое время торможения. Рассчитать время свободного выбега машины. Построить механическую характеристику режима динамического торможения.
5. В соответствии с исходными данными обосновать и выбрать функциональную схему системы автоматического управления (САУ) электроприводом (ЭП). Дать описание выбранной САУ ЭП.
6. Разработать релейно-контакторную схему управления (РКСУ) ЭП, обеспечивающую все необходимые режимы работы машины, контроль основных параметров ЭП и сигнализацию. Дать описание работы схемы.
7. Разработать принципиальную схему спроектированного электропривода.

 

 

  

1. НАГРУЗОЧНАЯ ДИАГРАММА И МЕХАНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА               МАШИНЫ
1. Механическая характеристика

 

  Механической  характеристикой машины называется зависимость ее скорости от развиваемого ею вращающего момента, т.е ww = f(М). Для построения механической характеристики необходимо рассчитать номинальную скорость вращения вала машины.

  

  Построение  характеристики производится по двум точкам: с координатами

  (0; М_с.м.о) и (_.w_н; М_с.м.н). В нашем случае М_с.м.о. = 55 Н×м, М_с.м.н. = 100 Н×м. Механическая характеристика показана на рис. 2.1.

Рис.1.1.1 Механическая характеристика машины 

1.2 Нагрузочная диаграмма

  Нагрузочной диаграммой машины называется зависимость развиваемого ею вращающего момента от времени. Поскольку момент сопротивления машины М_с не изменяется, в соответствии с уравнением движения в установившемся режиме вращающий момент двигателя М = М_см. = f(t) = const. Время работы машины называется зависимость развиваемого ею вращающего момента от времени. Нагрузочная диаграмма показана на рис.1.2

Рис.1.2.1 Нагрузочная диаграмма машины

2. Расчёт мощности электродвигателя и построение электромеханической характеристики

2.1 Расчет мощности  и выбор электродвигателя

     Для  выбора электродвигателя необходимо вычислить  следующие величины:

1.Номинальная  угловая скорость вращения вала  машины:

ω_н = 12 (рад/с) 

2.Мощность на  валу рабочей машины определяется  по формуле:

 (Вт)

3.Расчетная мощность  двигателя определяется по формуле:

 (Вт)

где hh_пм – коэффициент полезного действия передаточного механизма. 

      По  каталогу выбирается электродвигатель из условия Р_рас. £ Р_н,, т.е. его номинальная мощность должна быть равна или больше расчетной, а также из условия

U_d.o   U_н с n_н.дв, наиболее близкая к n_м.н..

В данном случае это двигатель типа  4А 100L8 со следующими параметрами: 

2.2 Расчет и построение естественной электромеханической характеристики ДПТ

Для расчета  электромеханических характеристик  двигателя необходимо по паспортным данным определить следующие параметры:

  1. Передаточное число редуктора приняв номинальную частоту вращения выбираемого двигателя  750 об/мин:

1. Номинальная угловая скорость вращения:

(рад/c)

  3.    Номинальный момент двигателя: