电气传动技术及应用

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        TL0 = 1000N·M

输送带的输送速度    ν=7.5米/分；

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。    

传动系统的减速装置第一级采用减速采用皮带轮，第二和第三级采用齿轮减速箱，参数见表1： 

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。

课程设计步骤：

1：当输送带加速度=0.05M/S2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；

2：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；

3：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；

4：校验电源电压波动时，电动机的功率；

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。

四、课程设计步骤

1：当输送带加速度=0.05M/S2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；

带轮（1）和齿轮（4）的速比；

带轮（1）和齿轮（6）的速比；

电动机轴的飞轮转矩；

带轮（2）和带轮（3）的飞轮转矩；

 带轮（4）和带轮（5）的飞轮转矩；

 带轮（6）和送带轮的飞轮转矩；

 总的飞轮转矩；

总的传动效率；

折算到电动机轴上的负载转矩；

加速度：

电动机空载启动转矩：

送带轮的转速：

电动机的转速：

空载功率：

2.  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允许后转速保持不变即：

当工步一时的负载转矩

当工步一时的飞轮转矩

当工步一时的电机转矩

当工步一时的功率

当工步二时的负载转矩

当工步二时的飞轮转矩

当工步二时的电机转矩

当工步二时的功率

当工步三时的负载转矩

当工步三时的飞轮转矩

当工步三时的电机转矩

当工步三时的功率

当工步四时的负载转矩

当工步四时的飞轮转矩

当工步四时的电机转矩

当工步四时的功率

当工步五时的负载转矩

当工步五时的飞轮转矩

当工步五时的电机转矩

当工步五时的功率

3.  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

    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”来计算电动机的功率，他的公式：

            4.06kw         

    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：

电动机的初选额定转速：

电动机的初选额定电压;三相380V

    4.效验电源电压波动时，电动机的功率：

当电压波动时要求算选电动机的最大转矩Tmax必选大于运行过

程中出现的最大负载转矩即

                 即是  

当电源电压波动的安全系数为：0.75时

此事电动机的最大功率

            最大负载功率：

因此，查表得：此时电动机的选择功率=7.5kw

则，即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，效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，电动机功率大于变压器的30%不容许直接起动。

             即：则

电动机在额定功率下不可以直接启动。电动机应采用降压启动。

         电动机的额定转矩 

         电动机的启动转矩 

          电动机的最大负载转矩大于启动转矩电动机能启动：

                负载的最大转矩： 

            即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：

         电动机的额定转矩 

         电动机的启动转矩 

         电动机的最大负载转矩小于启动转矩电动机能启动

               电动机额定转速

                   额定电压：三相380V

             最终确定电机型号：Y132S-4 5.5KW

      六、课程设计小结

机电传动控制这门课，是以电机为被控制对象，控制为核心的一门课程。所以，我们不仅要掌握现代工业的控制方法，同时也应了解电机的原理以及特性。在这次的设计中我们主要将重点放在了对课程设计过程的反思，着重对课程设计中的基本概念和方法重新进行梳理，以真正的掌握在工厂自动化控制中电动机的计算和选择方法。

本次的设计中我们总共经历了改变工艺的条件、重新计算和选择电动机、传送及加料过程中的变化和对设计的分析等过程。

在这次设计我们运用到了大量的计算以及公式还明白了一些以前没有接触到的规定,通过这次的课程设计的各个过程我明白到了选择适当的电动机是需要许多的数据、条件、过程和效验，这样才能选择出适当的电动机。通过课程设计使我们对电气传动技术及应用有了一个初步的了解，从中也得出了比较好的方案等等，总的来说这次的课程设计对我来说受益匪浅，在一个团队里，要讲求分工，合作，要积极参与其中，在两周的课程设计里，还是碰到了不少困难，团体的力量是强大的。经过重重困难之后，终于完成了，相信这也是我们重理论跨出实践的第一步，意义非常.