南汇电大电气传动技术及应用课程设计任务书

1、2009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2011年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， 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，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

2、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Tlo / = 1000N m输送带的输送速度v = 7.5m/mi n;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。传动系

3、统的减速装置第一级米用减速米用皮带轮，第二和第二级米用齿轮减速箱，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1C 60n 1=0.872带轮3C 2483 :齿轮118齿n 2=0.914齿轮489齿5齿轮220齿n 3=0.96 :齿轮7101齿7送带轮560 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 1工位5工步1E底座900 / 120L1=5M工步2A转子1000/ 150L2=8M工步3B定子2000 /300L3=11M工步4D后端盖300 /60L

4、4=14M工步5C前端盖200 / 30L5=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，Ts"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

5、带加速度=0.05m/g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；248 ji24.1360带轮（1）到齿轮（4）的速比；89jl4 jl2j344.120.318带轮（1）到齿轮（6）的速比；101jL j16 j14j5620.310320电动机轴的飞轮转矩；GDM GD； GD；5 1 6N m2带轮（2）和带轮（3）的飞轮转矩；2 2 2 2GD；3 GD2 GD；3 1 4N m2带轮（4）和带轮（5）的飞轮转矩;2 2 2gd45 gd4 gd56N m2带轮（6）和送带轮的飞轮转矩;GD：GD

6、；GD；7 56263 N m总的飞轮转矩;gdZgdMGD 23_2J12GD 452j 14GD2jL44.132620.3263103226.26 N m总的传动效率:0.87 0.910.90.71空载负载转矩:TlmTl0Jl1000103 0.7113.67N m皮带轮7加速度:dnLdt60 dvLDl dt0.05 3.76r / min gs0.254电动机轴加速度:dtdnLjL 貞 1033.76387.28r/min gs电动机空载转矩:Tm2GD Z dnMT LM375 dt送带轮的转速:VlDl电动机的转速:nMjLnL103 9.4968.20r/min空载功率

7、：Pm9.55TM nM-20.13 968.209.55387.28 13.6737520.13N m7.5m/min9.40r / min0.254m2040.82W2.04 KW2: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：nM 968.20r/min当工步时的负载转矩T L0T L1I LM 1100090025.98N mjLnL1030.71当工步时的飞轮转矩2 2GD Z1 GD MGD；3_2J12gd：5J14gd' gd21JlGD；GD：

8、16.26当工步Jl12010326.27N m2时的电机转矩Tm 1Tlm 1GD；1 dnM375 dt6.2725.98387.2837532.46N m当工步时的功率:Tm 1 nM9.5532.445 968.29.553289W3.289KW当工步2时的负载转矩TTL0TL2T LM 2；1000 1000Jll1030.7127.35N m当工步2时的飞轮转矩2 2GD Z2 GD mGD；3.2J 12GD：5.2J14gd2 gd22.2JlGDZ唾Jl6.26 単 6.27N m21032当工步2时的电机转矩TM 2TLM 22GDZ2 dnM375 dt6.27387.2

9、827.3537533.825N m当工步2时的功率:PTM 2 nMPM 29.5533.825 968.29.553429W3.43KW当工步3时的负载转矩1000 20001030.7141.0228N m当工步3时的飞轮转矩GD z 3 GD mGD：_T"j12gd45.2j 14GDf GDL2JlgdZGDl36.26Jl30010326.288N m2当工步3时的电机转矩TM 3TLM 3GD Z3 dnM375 dt387.28 6.28841-37547.5N m当工步3时的功率:PM 3Tm 3 nM9.5547.5 968.29.554815.7W4.8KW当

10、工步4时的负载转矩TL0TL41000 300Jll103 0.7117.78N m当工步4时的飞轮转矩GD Z4 GD mgd23J 12GD：j142 2GD2 Gd24-2JlgdZGD：6.26606.26566NJl当工步4时的电机转矩Tm 4Tlm 42GDZ4 dnM375 dt17.786.26566387.2837524.25N m当工步4时的功率:PTm 4 nMPM 49.5524.25 968.29.552458.5W2.46KW当工步5时的负载转矩1000 200Jll103 0.7116.41N m当工步5时的飞轮转矩GD Z5 GD mgd23J 12GD：.2j

11、14GD： GDisT-2JlgdZGDl5Jl6.26 3026.2628N m2当工步5时的电机转矩Tm 5Tlm 5GDZ5 dnM375 dt16.416.262837522.88N m387.28当工步5时的功率:PM 5Tm 59.5522.88 968.29552319.6W2.32KW3: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T n/N.n5dTn340LO3020cu47,524.2522,88111415可以确定该系统为带变动负载连续工作的电动机， 这种“连续

12、工 作制”可以用“等值法”来计算电动机的等效转矩，它的公式:TdT；t2 Ltii 1Tn2tnti 6吟 6。75 40St260口7.524St360 ±-v11 860 7.524St460吐丄7.524St560U7.58STTM1t1 TM 2t2 TM 3t3 TM 4t4 TM 5t5Vt1 t2 t3 t4 t532.46240 33.8252 24 47.52 24 24.25240 24 24 24 824 22.882 8142056.6542120其等效功率为：Td nN34.4 1470P -_- 5295.08W 5.295KW9.559.55对于带变动负

13、载时的电动机额定功率的选择，根据以上计算及已知条件可以确定电动机的初选额定功率：Pn=5.3KW使Pn> Pl即可,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 380V4: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 Umax,即ITl maxw Tmax二 mTn即是p_ maxPmaxPn当电源电压波动的安全系数为：0.75时m 2 0.75 1.5此时电动机的最大功率：PmaxmPN 5 5-3 7.95KW最大负载功率：PLmax Pm1 4.68KW则PLmaxVPmax ,即

14、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，选择电动机的额定启动方式，校验系统空载启动条件。当电源供电电压是3相380V变压器容量为13KVA。根据有关供电，动力部门规定：有独立变压器供电，电动机的功 率与变压器的容量之比值，在电动机不频繁启动的条件下，电动机功 率小于变压器的30%容许直接启动。即：Sor=30%S =30%X 13=3.9KVA且Pmax=7.8KVA贝 SPmax > SOr二电动机在额定功率不可以直接启动。电动机的额定转矩：Tn 9550 甩 9550 卫334.43N mnN1470电动机的启动转矩：Tst 1.2Tn

15、1.2 34.43 41.316N mKtT stTst20.1341.3160.487电动机的额定电流:3PN 竺® 13.9AU 380电动机的启动电流：字 卑$ 20.92AU380KiI st1st13.920.920.664采用自耦变压器降压启动，降压比为 80%电动机空载转矩：Tm 20.13N m即 Tst> Tm电动机空载可以启动电动机的最大转矩：Tmax=2TN=2X 34.4=68.8n m负载的最大转矩：Tmax二Tm1=47.5N m即Tmax> Tm1电动机在最大负载时能正常运行所以，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。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。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