Zadanie nr. 18

Dobrać silnik i zabezpieczenie dla przebiegu obciążenia pokazanego na rysunku. Okres zmian momentu odpowiada jednemu obrotowi wału silnika. Dane: M1=1400Nm, M2=1100Nm. Prędkość mechanizmu około 370 obr/min. Po 150 cyklach pracy mechanizmu następuję przerwa trwająca 30s (silnik jest wyłączony).

Należy policzyć czas zmian momentu:

Skoro okres zmian momentu odpowiada jednemu obrotowi wału silnika a zatem:

-czas jednego obrotu t=$\frac{1}{370} = 2,7*10^{- 3}\min = 0,162s$ t1=0,081s, t2=0,081s

Obliczamy moc:

P1=$\frac{M1*n}{9,55} = \frac{1400*370}{9,55}54,2\ \text{kW}$

P2=$\frac{M2*n}{9,55} = \frac{1100*370}{9,55}42,6\ \text{kW}$

Metoda mocy zastępczej dla pracy ciągłej:

$$P_{z} = \sqrt{\frac{{P1}^{2}*t1 + {P2}^{2}*t2}{t1 + t2}} = \sqrt{\frac{\left( 54200^{2}*0,081 + 42600^{2}*0,081 \right)}{0,162}} = 48,746\ \text{kW}$$

Metoda mocy zastępczej dla pracy przerywanej i z przerwą trwającą 30s:

$$P_{\text{zast}} = \sqrt{\frac{{(P1}^{2}*t1 + {P2}^{2}*t2)*l}{\left( t1 + t2 \right)*150 + ts}} = \sqrt{\frac{\left( 54200^{2}*0,081 + 42600^{2}*0,081 \right)*150}{0,162*150 + 30}} = 32,6\ \text{kW}$$

Mzast=$9,55*\frac{\text{Pzast}}{n} = 838,2\text{Nm}$

Obliczamy względny czas pracy:

ε = *100 % = 44,75%

gdzie : t_p= (t1 + t2 )*150 – czas pracy;

t_S = 30s – czas postoju.

Najbliższy znormalizowany względny czas pracy wynosi ε_N = 40 %.

Moc przy pracy przerywanej:

Moc wylicza się ze wzoru : P = P_Zast34481 34,8 kW

=(1,1-1,3)P

=37kW

TYP I PARAMETRY DOBRANEJ PRZEKŁADNI

Producent: Fabryka Reduktorów i Motoreduktorów BEFARED S.A

Przekładnia stożkowo-walcowa jednostopniowa, typ: 1N – 200 – 2 – 1 – W3

Przełożenie:

Moc przenoszona:

TYP I PARAMETRY DOBRANEGO SILNIKA

Producent: Fabryka Maszyn Elektrycznych TAMEL S.A

Silnik indukcyjny klatkowy, typ: 2Sg-280S8

Moc znamionowa:

Przeciążalność: 1,8

Moment znamionowy:

Moment maksymalny:

cosφ=0,83

Krotność momentu rozruchowego:$\frac{M_{R}}{M_{N}} = 2$

Moment rozruchowy:M_R = 2 * M_N = 958 Nm

Krotność prądu rozruchowego:$\frac{I_{R}}{I_{N}} = 5,3$

Masa: 535 kg

Prędkość obrotowa znamionowa:

Silnik przeznaczony do pracy przerywanej S3 40%

Sprawdzenie:

$$\mathbf{n}^{'} = \frac{n_{N}}{i}\ = \frac{737}{2}\mathbf{= 368,5}\frac{\mathbf{\text{obr}}}{\mathbf{\min}}$$

M^′ = Mmax * i = 862, 2 * 2 = 1724, 4Nm

Sprawdzamy czy silnik nie zostanie przeciążony:

$$\mathbf{\lambda}^{'} = \frac{M^{'}}{M_{\text{MAX\ Z\ WYKRESU}}} = \frac{1724,4}{1400} = \mathbf{1,37}$$

Warunki zostały spełnione:

λ^′<λ

M^′>M_{max z wykresu}

Zabezpieczenie silnika:

Mikroprocesorowy przekaźnik silnikowy EPS

EPS przeznaczony jest do zabezpieczania silników trójfazowych do 50kW. Posiada następujące funkcję zabezpieczające:

• Zabezpieczenie termiczne- przekaźnik kontroluję obciążenie w każdej fazie.

• Zabezpieczenie od częstego rozruchu-dzięki funkcji elektronicznej kumulacji ciepła pamiętany jest ciągle stan nagrzania zabezpieczającego silnika. Przy rozruchach wydzielanie ciepła w silniku jest intensywne co prowadzi do przegrzania.

• Zabezpieczenie przed asymetrią obciążenia i pracą niepełno fazową-niezależny pomiar wartości prądu w każdej fazie sprawia, że zanik dowolnej fazy lub praca w układzie asymetrycznym obciążeń powyżej 30% zostanie wystarczającą wcześnie wykryta a silnik wyłączony.

• Zabezpieczenie przed zwarcie doziemnym- starzenie się izolacji przewodów elektrycznych jest częstą przyczyną przebicia izolacji , które może spowodować zwarcie doziemnie niebezpieczne dla silnika i osób przebywających w otoczeniu.

Zadanie nr.17

Dobrać silnik, zabezpieczenia i sposób regulacji prędkości dla przebiegu momentu podanego na rysunku. Rozruch odbywa się bez obciążenia.

Dane: M1=5Nm, M2=7Nm, M3=4Nm,

t1=40s, t2=20s, t3=20s, t4=30s,

n1=1300obr/min, n2=1500obr/min, n3=1100obr/min, n4=1400obr/min.

Obliczamy prędkości kątowe:

$$\omega 1 = \frac{2*\pi*n1}{60} = \frac{2*\pi*1300}{60} = 136\frac{\text{rad}}{s}$$

$$\omega 2 = \frac{2*\pi*n2}{60} = \frac{2*\pi*1500}{60} = 157\frac{\text{rad}}{s}$$

$$\omega 3 = \frac{2*\pi*n3}{60} = \frac{2*\pi*1100}{60} = 115\frac{\text{rad}}{s}$$

$$\omega 4 = \frac{2*\pi*n4}{60} = \frac{2*\pi*1400}{60} = 147\frac{\text{rad}}{s}$$

Następnie przeliczamy na moce:

P1=ω1 * M1 = 136 * 5 = 680W

P2=ω2 * M2 = 157 * 7 = 1099W

P3=ω3 * M1 = 115 * 5 = 575W

P4=ω4 * M3 = 147 * 4 = 588W

Obliczamy moc zastępczą:

Pz=$\sqrt{\frac{{P1}^{2}*t1 + {P2}^{2}*t2 + \left( {P2}^{2} + P2*P3 + {P3}^{2} \right)*\frac{t3}{3} + {P4}^{2}*t4}{t1 + t2 + t3 + t4}} = \sqrt{\frac{680^{2}*40 + 1099^{2}*20 + \left( 1099^{2} + 1099*575 + 575^{2} \right)*\frac{20}{3} + 588^{2}*30}{40 + 20 + 20 + 30}}$=783W

Pn=(1,1-1,3)Pz

Przyjmuję: P_N = 950W

TYP I PARAMETRY DOBRANEGO SILNIKA

Producent: MULTIMOTO Sp.z o.o. Poznań, ul. św.Wawrzyńca 1/7

Silnik prądu stałego bocznikowy, typ: GF- 9.04

Zasilanie: Zasilacz 6T - 440V DC (z sieci 3-faz. 380V; 50Hz)

Moc znamionowa:

Przeciążalność: 2

Prędkość obrotowa znamionowa:

Prędkość obrotowa maksymalna:

Moment znamionowy:

Prąd twornika I=3,1 A:

Silnik przeznaczony do pracy ciągłej S1

Sposób regulacji prędkości obrotowej:

Sterownik SDC106 dla silników DC o prądzie max. 6A

SDC106 jest prostym sterownikiem przeznaczonym dla silników prądu stałego umożliwiającym kontrolę prędkości i kierunku obrotów silnika. Prędkość silnika zadawana jest za pomocą zewnętrznego potencjometru.

Właściwości:

prąd ciągły do 6A (chwilowo max. 30A)

-         szeroki zakres napięcia zasilania 10...24V

-         miniaturowy stopień mocy

-         tranzystory o rezystancji przejścia 10 mΩ

-         sterowanie stopnia mocy sygnałem PWM

-         regulacja wypełnienia w pełnym zakresie (0 – 100%)

-         regulacja prędkości obrotowej zewnętrznym potencjometrem, lub sygnałem analogowym  0 – 5V

-         optoizolowane wejścia

-         wskaźnik LED stanu pracy oraz błędu

-         wskaźnik LED zasilania

Zabezpieczenia:

-         zabezpieczenie nadprądowe końcówki mocy

-         zabezpieczenie termiczne

-         zabezpieczenie antyzwarciowe końcówki mocy