1、2009 級機電實用技術專業(yè)電氣傳動技術及應用課程設計任務書姓名學號上海電視大學南匯分校2018 年 11 月1/14一、課程設計概述電氣傳動技術課程是本專業(yè)的一門專業(yè)課，主要講述交、直流電動機原理及其應用，是一門實踐性很強的課程，通過電氣傳動技術的課程設計，掌握在工廠設備中電動機的選擇、校驗和計算。課程設計模擬工廠常用的生產(chǎn)流水線，設計一條電動機驅動的輸送帶，根據(jù)加工工藝要求，在輸送帶上的工件大小和重量是變化的，輸送的位置和距離根據(jù)不同的要求，有所變化，要求正確的選擇電動機的額定功率、轉速、工作制以及考慮生產(chǎn)現(xiàn)場的實際條件，需要采取的措施。二、課程設計任務有一條生產(chǎn)流水線的輸送帶如下圖所示，

2、在裝料點0，按生產(chǎn)節(jié)拍依次裝上各種電動機的零配件：A 轉子、B 定子、C 前端蓋、 D 后端蓋、 E 底座。分別要求送到工位1、工位 2、工位 3、工位 4、工位 5 進行加工裝配。輸送帶采取帶上無零配件的空載啟動，在傳送中，自動控制系統(tǒng)使輸送帶上始終只有一個零配件，而且兩個零配件傳送過程中無間隔、停頓。各種零配件依次送完后，再重復循環(huán)傳送， 。傳動系統(tǒng)設計參數(shù)：空載負載力矩TL0 = 1000N·m輸送帶的輸送速度= 7.5m/min；輸送帶的加速度dv/dt = 0.05m/s2 ；電源供電電壓3相 380V、變壓器容量 13Kva電壓波動安全系數(shù)0.75。2/14L1L2L3L

3、4L5裝工工工工工料位位位位位012345工件T LT L07電動3560機4裝配輸送機及傳動布置12傳動系統(tǒng)的減速裝置第一級采用減速采用皮帶輪，第二和第三級采用齒輪減速箱，參數(shù)見表1：表 1名 稱GD2(N· m2)傳動參數(shù)傳動效率0電動機5(初選 )1帶輪1 60 1=0.872帶輪32483齒輪118 齒 2=0.914齒輪489 齒5齒輪220 齒3=0.96齒輪7101 齒7送帶輪56254mm工藝要求送料的次序和位置見表2：表 2：負載 TL/工位工藝四工位 1工位 2工位 3工位4 工位5GD 2距離(N·M /2N·M )工步 1B 定2000 /

4、310L1=5M子工步 2E 底座800 / 120L2=9M工步 3A 轉1100 / 150L3=11M子工步 4D 后端400 /60L4=14M蓋工步 5C 前端蓋150 / 40L5=15M假設四極交流電動機轉速1470 r/min 、六極970 r/min ，功率以3/140.1Kw 分檔， Tst/TN=1.2 ， Tmax/TN =2 ，電源 電壓波動安全系數(shù)0.75。（計算中保留兩位小數(shù)點）三、課程設計要求根據(jù)輸送機的啟動和送料過程中給出的阻力矩和飛輪轉矩，在保證啟動過程和送料過程中系統(tǒng)要求的速度和加速度的條件下，設計、計算所需的電動機力矩，然后分析負載特性，選擇電動機的工作

5、制，確定電動機的額定功率、轉速，最后在車間供電條件下，以及可能出現(xiàn)的供電電壓不穩(wěn)的特殊情況下，選擇電動機的類型、電壓、啟動方式。四、課程設計步驟1：當輸送帶加速度 =0.05m/s2 時，計算電動機在空載條件下的啟動轉矩、負載轉矩、飛輪轉矩、轉速和功率；（1）求出各級傳動機構速比j帶輪（ 1）和帶輪（ 2）的速比；j122484.1360帶輪（ 1）到齒輪（）的速比；j14j12 j 344.1 8920.318帶輪（ 1）到齒輪（）的速比；j Lj16j14 j5620.3 10110320電動機軸的飛輪轉矩；GDM2GD02GD12516N m2帶輪（）和帶輪（）的飛輪轉矩；4/14GD2

6、32GD22GD32314N m2帶輪（）和帶輪（）的飛輪轉矩；GD452GD42GD52426N m2帶輪（）和送帶輪的飛輪轉矩；GD L2GD62GD7275663N m2總的飛輪轉矩；GDZ2GDM2GD232GD452GDL2j 122j142j L2646634.13220.3210326.26N m2總的傳動效率：L1 230.870.91 0.9 0.71空載負載轉矩：TLMTL 01000jL10313.67N mL0.71皮帶輪 7 加速度：電動機軸加速度：電動機空載轉矩：dnL60dvL60dtDLdt0.05 3.76r / min gs0.254dnMjL dnL103

7、 3.76 387.28r / min gsdtdtTMGD Z2dnMTLM375dt6.26387.2813.6737520.13N m送帶輪的轉速：電動機的轉速：vL7.5m / minnL9.40r / minD L0.254mnMj LnL103 9.4968.20r / min空載功率： PM1 TM nM120.13 968.209.559.555/142040.82W2.04 KW2：分別計算電動機在啟動后送各種料的過程中，電動機的轉矩、負載轉矩、飛輪轉矩、轉速和功率；電動機在運行過程中，在上料和下料的過程中轉速會發(fā)生變化，在穩(wěn)定運行后轉速保持不變即：nM968.20 r /

8、min當工步 1 時的負載轉矩TL 0TL110002000TLM 110341.02N mjL nL0.71當工步 1 時的飛輪轉矩GD Z21GD M2GD 232GD 452GD L2jLGD L21j122j1422GD Z2GDL216.263106.28Nm2j L1032當工步 1 時的電機轉矩GD Z21dnMTM1TLM1dt37541.026.28387 .2837541.04 Nm當工步 1 時的功率：TM 1 nM 41.02 968.2PM 19.559.554158.7W4.16KW當工步 2 時的負載轉矩TLM 2TL0TL21000800jL nL10324.6

9、1N m0.716/14當工步 2 時的飛輪轉矩GDZ22GD M2GD232GD 452GD L2GD L22j122j142j L2GDZ2GD L226.261206.27Nm2j L1032當工步 2 時的電機轉矩TM 2GD Z22dn MTLM 2dt37524.616.27387.2837531.09 N m當工步 2 時的功率：PM 2TM 2 nM 31.09 968.29.559.553151.97W3.15KW當工步 3 時的負載轉矩TL 0 TL310001100TLM 310328.716N mjL nL0.71當工步 3 時的飛輪轉矩GDZ23GDM2GD 232G

10、D452GDL2GDL23j122j142j L2GDZ2GDL236.261506.274Nm2j L1032當工步 3 時的電機轉矩TM 3GD Z23dn MTLM 3dt37528.7166.274387.2837535.2N m當工步 3 時的功率：7/14PM 3TM 3 nM 35.2 968.29.559.553568.65W3.57 KW當工步 4 時的負載轉矩TLM 4TL0TL41000400jL nL10319.14N m0.71當工步 4 時的飛輪轉矩22GD232GD 452GD L2GD L24GDZ 4GD M222j12j14j LGDZ2GD L246.26

11、606.26566N m2jL1032當工步 4 時的電機轉矩TM 4GD Z24dnMTLM 4dt3756.26566387.2819.1437525.61N m當工步 4 時的功率：PM 4TM 4 nM 25.61 968.29.559.552596.4W2.6KW當工步 5 時的負載轉矩TLM 5TL0TL51000150jL nL10315.725 N m0.71當工步 5 時的飛輪轉矩22GD232GD452GDL2GDL25GDZ 5GDM222j12j14j LGDZ2GDL256.26406.2637N m2jL10328/14當工步 5 時的電機轉矩GD Z25dn MT

12、M5TLM5dt37515.7256.2637387.2837522.2Nm當工步 5 時的功率：PM 5TM 5 nM22.2 968.29.559.552250.68W2.25KW3：根據(jù)計算得到的電動機在送各種料時各個轉矩、功率和電動機的工作制，選擇電動機額定功率、轉速、電壓參數(shù)；根據(jù)以上計算得到的電動機轉矩畫出該系統(tǒng)的負載變化圖如下9/14可以確定該系統(tǒng)為帶變動負載連續(xù)工作的電動機，這種“連續(xù)工作制”可以用“等值法”來計算電動機的等效轉矩，它的公式：TdT12t1 T22 t2Tn2tnntii 1t160 L160540Sv7.5t260 L2L160 9532Sv7.5t360 L

13、3L26011916Sv7.5t460L4L360141124Sv7.5t560L5L46015148Sv7.5TdTM2 1t1TM2 2 t2 TM2 3t3TM2 4t4 TM2 5t5t1t2t3t4 t541.04 24031.09 23235.221625.6122422.228403216248137810 .37361201184.42N .m其等效功率為：PLTd n N34.4 14705295.08W 5.295KW9.559.55對于帶變動負載時的電動機額定功率的選擇，使PN PL 即可，根據(jù)以上計算及已知條件可以確定10/14電動機的初選額定功率：PN=5.3KW電動

14、機的初選額定轉速：nN =1470r/min電動機的初選額定電壓：三相380V4：校驗電源電壓波動時，電動機的功率；當電壓波動時要求所選電動機的最大轉矩Tmax 必須大于運行過程中出現(xiàn)的最大負載轉矩TLmax,即TL maxTmax='mTN即是PL maxPmax'm PN當電源電壓波動的安全系數(shù)為：0.75 時'm20.751.5此時電動機的最大功率：Pmax'mPN1.55.37.95KW最大負載功率：PL max PM 1 4.68 KW則 PLmax<Pmax ,即當電源電壓波動的安全系數(shù)為： 0.75 時電動機能正常工作。5：在工廠電源供電的條

15、件下，選擇電動機的額定啟動方式，校驗系統(tǒng)空載啟動條件。當電源供電電壓是3 相 380V 變壓器容量為 13KVA。根據(jù)有關供電，動力部門規(guī)定：有獨立變壓器供電，電動機的功率與變壓器的容量之比值，在電動機不頻繁啟動的條件下，電動機功率小于變壓器的30%容許直接啟動。即 ： Sor=30%Sn =30%×13=3.9KVA且Pmax=7.8KVA則Pmax Sor11/14 電動機在額定功率不可以直接啟動。電動機的額定轉矩： TN9550 PN95505.334.43N mnN1470電動機的啟動轉矩： Tst1.2TN 1.234.4341.316N mT ' st20.13K

16、 T0.487Tst41.316電動機的額定電流：PN5.3 103I N13.9AU380電動機的啟動電流：Pmax7.95103U38020.92AI ' st13.9K I0.664Ist20 .92 采用自耦變壓器降壓啟動，降壓比為80%電動機空載轉矩：TM 20.13N m即 TstTM 電動機空載可以啟動電動機的最大轉矩： Tmax=2TN =2×34.4=68.8N m負載的最大轉矩： Tmax=TM1 =41.04 N m即 TmaxTM1 電動機在最大負載時能正常運行。所以，最終所選電動機額定功率：PN=5.3 KW電動機額定轉速：nN=1470 r/min額定電壓：三相 380V12/14五、課程設計小結在通過本次電氣傳動技術及應用的課程設計，將平時在學習過程中存在的不足完全暴露出來：學習的不夠深入，知識點了解不透徹。比如看到一個公式，覺得很熟悉，卻忘記了在書本的第幾頁介紹過，看到一個字母，卻想不起來它的含義是什么。通過這次的課程設計，讓我又一次鞏固了之前所學習的知識點。這次課程工程設計是在電大的專科畢業(yè)前，對于電氣傳動這門課程的最后一次練兵，對我來說非常有意義。其實，在任何的學習過程中，都應該要 “溫故