Автоматизированный электропривод сращивания пиломатериалов по длине

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Воронежская  государственная  лесотехническая академия

 

 

 

 

 

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

 

к курсовому проекту по

электроприводу и электромеханическим системам

 

 

Автоматизированный электропривод сращивания пиломатериалов по длине

 

 

 

 

 

 

 

 

Работу выполнила

студент гр. АП2-101-ОС

Бердиев Ф М.

 

Руководитель проекта

доцент каф. АПП Поляков С.И.

 

 

 

 

 

 

Воронеж 2013

 

                                        Содержание

 

 

1. Введения……………………………………………………………………….3

2. Типы электродвигателей, применяемые в деревообработке…………4

3. Электродвигатели постоянного тока АИР 200 М4..………………..........6

4. Разработка принципиальной схемы электропривода сращивания пиломатериалов по длине ……………………………………………………12

5. Механические характеристики электродвигателей независимого и параллельного возбуждения…………………………………………….........15

6. Расчет пусковых сопротивлений электродвигателей независимого и параллельного возбуждения…………………………………………….........18

7. Расчет механических характеристик асинхронного двигателя…….....21

8. Список литературы…………………………………………………………...25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                                Введение

 

Введение

Основная задача управления электроприводами, работающими в режиме пуска, торможения и реверса, состоит в формировании диаграмм тока, обеспечивающей заданное время переходных процессов.

Основное назначение электроприводов, работающих в режиме автоматической стабилизации скорости состоит в автоматическом поддержании скорости или существовании заданного закона изменения скорости с помощью определяемой требованиями технологического процесса. Техническими параметрами подобных систем являются электроприводы механизмов подач металлорежущих станков, обеспечивающих широкий диапазон регулирования и поддержания заданной скорости каждого механизма в отдельности и поддержание заданных соотношений скоростей этих механизмов.

Большинство производственных электроприводов выполняется с наиболее простыми статическими системами регулирования. Для этих систем большое значение имеет получение статических характеристик, обеспечивающих требуемую мощность в установившихся режимах. В современных системах широко применяются астатические системы регулирования, использующие принцип инвариантности.

Для систем стабилизации скорости большое значение имеют показатели качества переходного процесса при возмущающем воздействии.

Режим пуска и торможения являются не основными и к ним в отношении быстродействия не предъявляются повышенные требования.

В особую группу электроприводов следует выделить электрические привода механизмов, для которых в одинаковой степени важны как режим автоматической стабилизации скорости, так  и режим пуска и торможения. К этой группе относятся механизмы, в которых время пуска, торможения и реверса соизмеримо со временем установившегося режима движения.

Как правило, структура современного электропривода, работающего в режиме автоматической стабилизации скорости, представляет собой замкнутую контурную систему автоматического регулирования, содержащую главную регулируемую обратную связь и дополнительные обратные связи.

 

 

 

 

 

 

 

 

Типы электродвигателей, применяемые в деревообработке

Электродвигатель - это электрическая машина, в которой энергия электромагнитного поля превращается во вращательное или поступательное движение.

Неотъемлемые части электродвигателя

Преобразование энергии в современных электродвигателях осуществляется посредством магнитного поля. Такие электродвигатели называются индуктивными. Для получения по возможности более сильных магнитных полей применяются ферромагнитные сердечники, которые являются неотъемлемой частью каждого электродвигателя.                                                         При переменных магнитных полях сердечники с целью ослабления вихревых токов и уменьшения вызываемых ими потерь энергии изготовляются из листовой электротехнической стали.                  Другой неотъемлемой частью электродвигателя являются обмотки из проводниковых материалов, по которым протекают электрические токи. Для электрической изоляции обмоток применяются различные электроизоляционные материалы.Как известно, электродвигатели обладают свойством обратимости: каждый электрический генератор может работать в качестве двигателя и наоборот, а в каждом трансформаторе и электромашинном преобразователе электрической энергии направление преобразования энергии может быть изменено на обратное.Однако каждая выпускаемая электромашиностроительным заводом вращающаяся машина обычно предназначается для одного, определенного режима работы, например в качестве генератора или двигателя. Точно так же в трансформаторах одна из обмоток предусматривается для работы в качестве приемника электрической энергии (первичная обмотка), а другая (вторичная обмотка) - для отдачи энергии.При этом оказывается возможным наилучшим образом приспособить электродвигатель для заданных условий работы и добиться наилучшего использования материалов, т. е. получить наибольшую мощность на единицу веса электродвигателя.

электродвигатели переменного тока и электродвигатели постоянного тока. Электродвигатель переменного тока - электрический двигатель, питание которого осуществляется переменным током. В свою очередь электродвигатели переменного тока так же можно разделить на две группы: синхронные и асинхронные. электродвигатель переменного тока, ротор которого вращается синхронно смагнитным полем питающего напряжения. Данные двигатели обычно используются при больших мощностях (от сотен киловатт и выше).[3]Существуют синхронные двигатели с дискретным угловым перемещением ротора — шаговые двигатели. У них заданное положение ротора фиксируется подачей питания на соответствующие обмотки. Переход в другое положение осуществляется путём снятия напряжения питания с одних обмоток и передачи его на другие. Ещё один вид синхронных двигателей — вентильный реактивный электродвигатель, питание обмоток которого формируется при помощи полупроводниковых элементов.            Асинхронный электродвигатель — электродвигатель переменного тока, в котором частота вращения ротора отличается от частоты вращающего магнитного поля, создаваемого питающим напряжением. Эти двигатели наиболее распространены в настоящее время.

1. По количеству фаз двигатели переменного тока подразделяются на:
2. однофазные — запускаются вручную, или имеют пусковую обмотку, или имеют фазосдвигающую цепь;
3. двухфазные — в том числе конденсаторные;
4. трёхфазные;

однофазным называется такой асинхронный двигатель, который имеет на статоре одну рабочую обмотку, которая подключается к сети однофазного тока. Запуск осуществляется вращающимся магнитным полем, создающимся основной обмоткой и дополнительной (меньшей) пусковой обмоткой, которая подключается через ёмкость/индуктивность к основной сети на время пуска или замыкается накоротко (в двигателях малой мощности).

Двухфа́зный дви́гатель — электрический двигатель переменного тока с двумя обмотками, сдвинутыми в пространстве на 90°. При подаче на двигатель двухфазного тока, сдвинутого по фазе на 90°, образуетсявращающееся магнитное поле

трехфазныйдвигатель — электродвигатель, который конструктивно предназначен для питания от трехфазной сети переменного тока.

Представляет собой машину переменного тока, состоящую из статора с тремя обмотками, магнитные поля которых сдвинуты в пространстве на 120° и при подаче трехфазного напряжения образуют вращающееся магнитное поле в магнитной цепимашины, и из ротора — различной конструкции — вращающегося строго со скоростью поля статора

Электродвигатели постоянного тока применяют в тех электроприводах, где требуется большой диапазон регулирования скорости, большая точность поддержания скорости вращения привода, регулирования скорости вверх от номинальной.

 

 

 

 

 

Электродвигатель постоянного тока серии АИР 200 М4

 

 

 

 

Рис.1 Электродвигатели постоянного тока Серии АИР 200 М4

. Асинхронные электродвигатели АИР (ранее выпускались двигатели 4А, 4АМ) с короткозамкнутым ротором, благодаря простоте конструкции, отсутствию подвижных контактов, высокой ремонтопригодности, невысокой цене по сравнению с другими электрическими двигателями применяются практически во всех отраслях промышленности и сельского хозяйства. Они используются для привода вентиляционного оборудования, насосов, компрессорных установок, станков, эскалаторов и многих других машин.

Основные технические характеристики: 
- привязка мощности и установочных размеров стандарту ГОСТ Р 51689-2000; 
- степень защиты IP54, IP55 (электродвигатель АИР) по ГОСТ17494-87; 
- степень защиты IP23 (электродвигатель АМН) по ГОСТ17494-87; 
- изоляция класса нагревостойкости «F» по ГОСТ8865-93; 
- по способу монтажа, исполнения: IM 1001, IM2001, IM3011 по ГОСТ2479-79; 
- климатическое исполнение У2, У3 по ГОСТ15150-69. 
- режим работы S1 по ГОСТ183-74. 
- способ охлаждения 1С-0151 по ГОСТ20459-87. 
- уровень шума в режиме холостого хода - 2 класса по ГОСТ16372-93

 

Рис: Габаритные, установочные и присоединительные размеры двигателей основного исполнения. Монтажное исполнение .

Двигатели серии АИР 200 М4 подразделяются

По частоте вращения: 

Асинхронные трёхфазные общепромышленные электродвигатели с короткозамкнутым ротором АИР, А, 5АМХ, 5А, АД, АИ, 5АМ, АИРМ, АДМ, 5АИ. 
Трехфазные асинхронные электродвигатели АИР (также выпускались под маркой двигателей 4А, 4АМ) ротор короткозамкнутый. Существует множество моделей различного исполнения с мощностью от 0,06кВт до 315 кВт. Электродвигатели также разделяются по высоте оси вращения, минимальная высота 50, максимум 355 мм. Частота вращения от 750 до 3000 об/мин

Электродвигатель АИР

Сейчас все механизмы приводятся в действие электрическими двигателями. Их преимущество: надежность, простота конструкции, ремонтопригодность, длительный межремонтный период и срок эксплуатации. Пожалуй, асинхронные электродвигатели АИР представляют наибольший интерес. Это не один двигатель, а развитая унифицированная серия.

Конструкция двигателя

В электродвигателях корпус статора изготовлен из чугуна или алюминиевых сплавов. Двигатели могут крепиться к механизму на лапах или с помощью фланца. Торцевые щиты выполнены из чугуна, в щиты встроены радиальные подшипники вала.

Из ряда 0,06 до 315 можно очень точно подобрать требуемую мощность двигателя. Высота оси двигателя в диапазоне от 50 до 355 мм. Число оборотов 750 – 3000 об/мин. Большая линейка установочных размеров и вариантов защиты. Поэтому из двигателей АИР можно подобрать асинхронный двигатель, удовлетворяющий практически любым требованиям.

Электродвигатели имеют следующие конструктивные исполнения

основное;

по окружающей среде (тропическое, химическое, для сельского хозяйства);

по установочным размерам;

имеющие дополнительные функции (фазный ротор, электромагнитный тормоз), повышенный пусковой момент, узкоспециальные и другие функции.

Чтобы купить электродвигатель соответствующего исполнения нужно иметь представление о том, как обозначаются двигатели.

Коды, входящие в обозначение двигателя

Климатическое исполнение двигателей:

У1 - установка в помещениях;

У2 – установка под навесом;

У3 – установка на открытом воздухе;

ОМ2- морское исполнение, помещения с повышенной влажностью;

УХЛ2, УХЛ4- для холодного климата;

Т2- тропическое исполнение.

Способ монтажа двигателя:

на лапах - IM1081;

на лапах с фланецем - IM2081, 2181;

встраиваемые - IM5010;

исполнение с двумя концами вала - IM1082, 2082.

Специальное исполнение:

А - для атомных станций;

Б –температурная защита (встроенная);

Ш - для швейных машин;

Х2- для химической промышленности.

Количество концов вала:

1 – с одним концом приводного вала;

2 – с двумя концами вала.

Обозначение двигателей

Все асинхронные двигатели АИР имеют стандартизованное обозначение, которое описывает практически все характеристики двигателя. Обозначение двигателя имеет вид - АИР ХХХ ДПСИ, КККК ММММММ ЗЗЗЗ, где

АИР - обозначение серии;

ХХХ – габарит, высота оси двигателя в миллиметрах (56, 63 … 355);

Д – длина пакета статора, установочный размер (А, В, L, S, M);

П – число пар полюсов;

СИ – специальное исполнение ( Б, Е, Е2, Ж, Р3, Ш, П, Ф, А, Х2);

КККК – исполнение по климатическим условиям (У1…У3, УХЛ2, УХЛ4, Т2, ОМ2);

ММММММ – способ монтажа (IM1081, IM2081, IM2181, IM1082, IM2082, IM5010);

ЗЗЗЗ – степень защиты оболочки (IP44, IP54, IP55).

унифицированная серия асинхронных электродвигателей мощностью от 0,06 до 315 кВт, с высотой оси вращения от 50 до 355 мм и частотами вращения 3000, 1500, 1000, 750 об/мин.

Выпускаются в исполнениях для эксплуатации в районах с умеренным, тропическим, умеренно холодным и холодным климатом в условиях, определяемых категориями размещения.

Асинхронные двигатели АИР применяются в электроприводах, не требующих регулирования частоты вращения вала электродвигателя (насосы, вентиляторы, редукторы и тд.).