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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 2022 春机电一体化技术工业掌握 PLC 专业电气传动技术及应用课程设计任务书祝景奎学号 118120689 上 海 电 视 大 学信 息 与 工 程 系2022 年 6 月1 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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,主要叙述交、 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,把握在工厂设备中电动机的挑选、校验和运算；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,依
2、据加工工艺要求,在输送带上的工件大小和重量是变化的,输送的位置和距离依据不同的要求,有所变化, 要求正确的挑选电动机的额定功率、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以下图所示,在装料点 0,按生产节拍依次装上各种电动机的零配件：后端盖、 E 底座；分别要求送到工位A 转子、 B 定子、 C 前端盖、 D 1、工位 2、工位 3、工位 4、工位 5 进行加工装配；输送带实行带上无零配件的空载启动,在传送中,自动掌握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, ；
3、传动系统设计参数：空载负载力矩 TL0 = 400Nm 输送带的输送速度 = 12m/min；输送带的加速度 dv/dt2；电源供电电压3 相 380V、变压器容量 20Kva电压波动安全系数；2 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - L1 L2 L3 L4 L5 装TL工件工工工工TL0工料位位位位位0 123457 电装配输送机及传动布置1 0 动3 5 2 4 6 机传动系统的减速装置第一级采纳减速采纳皮带轮,其次和第三级采纳齿轮减速箱,参数见表1：传动效率 1 2 3工位距离L5=15M 表 1 名称GD2Nm
4、2传动参数0 电动机6初选 1 带轮1 70 2 带轮4 245 3 齿轮1 17 齿4 齿轮5 80 齿5 齿轮3 19 齿6 齿轮9 89 齿7 送带轮70 200mm 工艺要求送料的次序和位置见表2：表 2：负载 T L / GD2 工艺九工位 1 工位 2 工位 3 工位 4 工位 5 N M / N M2 工步 1 C 前端200 / 100 盖工步 2 D 后E 底座A 转子B 定子1900 / 600 L4=12M 工步 3 900 / 300 L3=9M 工步 4 600 / 240 L2=8M 工步 5 400 / 180 L1=5M 端盖假设四极沟通电动机转速1470 r/
5、min、六极 970 r/min,功率以分档,Tst/TN,Tmax/TN=2,电源电压波动安全系数； 运算中保留两位 3 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 小数点三、课程设计要求 依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、运算所需的电动机力矩,然后分析负载特性,挑选电动机的工作制,确定电动机的额定功率、转速,最终在车间供电条件下,以及可能出 现的供电电压不稳的特别情形下,挑选电动机的类型、电压、启动方 式；四、课程设计步骤1：当输送带加速
6、度2时,运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；j 122453.570带轮 1到齿轮的速比；j14j12j343.58016.517带轮 1到齿轮的速比；Ljj16j14j5616.5897719电动机轴的飞轮转矩；2 GD M2 GD 02 GD 16172 N m带轮和带轮的飞轮转矩；2 GD 232 GD 22 GD 34152 N m4 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 带轮和带轮的飞轮转矩；2 GD 452 GD 42
7、GD 55382 N m带轮和送带轮的飞轮转矩；GD2GD2GD2970792 N mL67总的飞轮转矩；GD2 ZGD22 GD 23GD2GD2 L45Mj122j142jL2758793.522 16.57722 7.45N m总的传动效率：L 1 2 3 0.87 0.91 0.9 0.71T L 0 400 空载负载转矩：T LM 7.32 N m j L L 77 0.71皮带轮 7 加速度：dn dt L 60 D L dv dt L 60 0.2 0.05 4.78 / min gs电动机轴加速度：dn dt M j L dn dt L 77 4.78 368.06 / min
8、 gs2 电动机空载转矩：T M GD 375 Z dn dt M T LM7.45 368.06 7.32 375 14.63 N m送带轮的转速：n L v D LL 12 m 0.2 / min m 19.11 / min电动机的转速：n M j n L 77 19.11 1471.47 / min1 1 空载功率：P M 9.55 T n M 9.55 14.63 1471.472254.2 W 2.25 KW2：分别运算电动机在启动后送各种料的过程中,电动机的转矩、5 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 负
9、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,在稳固运行后转速保持不变即：n M 1471.47 / min当工步 1 时的负载转矩T LM1TL0LT L140020010.97N mjL770.71当工步 1 时的飞轮转矩GD212GD2 MGD2 23GD2 45GD2 LGD21LZj122j 142jL2GDGD27.451007.472 N mL1ZjL2772当工步 1 时的电机转矩2T M 1 T LM 1 GD Z 1 dn M375 dt7.4710.97 368.0637511.95 N m当工步 1 时的功率：P M1T M1n
10、M11.95 1471.479.559.551841.3W1.84KW当工步 2 时的负载转矩T LM2T L0LT L2400190042.07N mjL770.71当工步 2 时的飞轮转矩6 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - GD22GD2GD2GD2GD2jLGD222345LLZMj122j 1422GD2GD2 L27.476007.57N m 2ZjL277 2当工步 2 时的电机转矩T M2TLM2GD2 Z2dnM375dt42.077. 57368 .0637549.50Nm当工步 2 时的功率：
11、P M2T M2nM7.49 . 501471 .4776269.559. 55.99W62KW当工步 3 时的负载转矩T LM3T L0LT L340090023.78N mjL770.71当工步 3 时的飞轮转矩GD23GD2 MGD2 23GD2 45GD2GD2LL3Zj122j142jL22 GD Z2 GD L 37.473002 7.521 N mjL2772当工步 3 时的电机转矩T M3TLM3GD2 Z3dnM06375dt23. 787.521368.37531.2 Nm当工步 3 时的功率：7 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 13 页精选学习资料
12、 - - - - - - - - - P M3T M3n M31.2 1471.479.559.554807.31W4.81KW当工步 4 时的负载转矩T LM4T L0LT L440060018.29N mjL770.71当工步 4 时的飞轮转矩GD242GD2 M4GD2 23GD2 45GD2 LGD2 L4Zj122j 142jL2GDGD2 L7.472402 7.51 N mZjL22 77当工步 4 时的电机转矩TM4TLM4GD2 Z4dnM375dt18.297.51368.0637525.66 N m 当工步 4 时的功率：P M4T M4n M25.66 1471.479
13、.559.553953.9W3.95KW当工步 5 时的负载转矩T LM5T L0LT L540040014.633N mjL770.71当工步 5 时的飞轮转矩GD25GD2GD2GD2GD2GD252345LLZMj122j142jL22 GD Z2 GD L57.471802 7.5 N mjL27728 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 当工步 5 时的电机转矩T M5TLM5GD2 Z5dnM375dt14.6337.5368.0637521.99 N m当工步 5 时的功率：P M5T M5n M21.
14、99 1471.47功率和电动9.559.553388.23W3.39KW3：依据运算得到的电动机在送各种料时各个转矩、机的工作制,挑选电动机额定功率、转速、电压参数；依据以上运算得到的电动机转矩画出该系统的负载变化图如下 到的电动机转矩画出该系统的负载变化图如下依据以上运算得名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 可以确定该系统为带变动负载连续工作的电动机,这种“ 连续工作制” 可以用“ 等值法” 来运算电动机的等效转矩,它的公式：T d2 T t12 T t2i2 T tn2 T M5 5 t402 14.63325
15、n75 Sti1t 160L 56015v12t260L 4601260 Sv12t360L360945Sv12t460L 260 81240 Svt560L160525Sv12T24 4 tT d2 T M1 1 t2 T M2 2 tt22 T M3 3 tMt1t3t4t52 45 18.292 10.97752 42.07602 23.7825.5N m7560454025其等效功率为：P LT dn25.514713.93KW95509550依据以上运算及验算后通过已知条件可以确定电动机的初选额定功率：PN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 3
16、80V 10 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 所选电动机的额定转矩：TN9550P N95504.025.99N mn N1470故电动机的最大转矩：Tmax= TN=2N m电机运行中到达的最大转矩为 T M 2 49.50 N M且 Tm2Tmax电动机起动转矩：T STK T T N1.2 25.9931.19 N m电动机空载转矩为T M14.63 N MT mT ST4：校验电源电压波动时,电动机的功率电机运行时遇到最大负载转矩为 Tlm2 N M当电源电压波动的安全系数为：时T MAXT NU222
17、 0.75T N1.13 TN29.23N MTlm2 UN即当电源电压波动的安全系数为时电动机不能正常工作；5：在工厂电源供电的条件下,挑选电动机的额定启动方式,校验系统空载启动条件；电源供电电压 3 相 380V、变压器容量 20KVA 依据公式：320KVA2Ist6.5444.0KWIN所以,所选电动机不能直接启动；故采纳自耦变压器降压启动；挑选 K=65%的自耦变压器；就电动机空载启动电压：11 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - U0.65 UN0.65380247 Vst电动机空载启动转矩： T st
18、T st 0.652T st0.4231.1913.18N mT LM,符合系统空载启动条件；最终确定选用的电动机参数为：额定功率： PN 额定转速： nN=1470r/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 平常在学习过程中存在的不足完全暴露出来：学习的不够深 入,学问点明白不透彻；比方看到一个公式,觉得很熟识,却遗忘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,让我又一次稳固 了之前所学习的学问点；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终一次练兵,对我来说 特别有意义；其
19、实,在任何的学习过程中,都应当要 “ 温故而知新”；只有经常回忆并温习曾经学过的学问,让它真正的扎根于自己的脑海中, 然后再去学习新的学问,前后照料, 只有这样,12 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 13 页精选学习资料 - - - - - - - - - 在将来用到这些学问点的时候,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,占着举足轻重的位置；虽然在我目前的工作中,并没有使用 到这门技术,但我会连续学习和锤炼,让自己多把握一门技 术；最终,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加同一小组设计的同学,是他们无私的帮忙我解答了一些难题,顺当完成设计； 期望,在明年的毕业设计中,我能有更优异的表现；13 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 13 页