Дипломная (вкр): Подводящий рольганг ТЛС5000.

2.2 Расчет и построение тахограммы и нагрузочной диаграммы

Так как система осуществляет прямолинейное передвижение со скоростью v_сляб, угловая скоростьролика находится:

, (4)

где   v_сляб– линейная скорость передвижения сляба;

 – радиус ролика.

Принимаем номинальную скоростью двигателя n_нравной 310 об/мин.

рад/с,   (5)

Момент инерции ролика:

, (6)

где    – масса ролика

Момент инерции сляба, приведенный к валу двигателя:

,  (7)

где    – масса передвигаемого сляба

Момент инерции на валу двигателя при холостом ходе (без сляба):

,   (8)

где  

Суммарный момент инерции на валу двигателя (со слябом):

,   (9)

где    – количество роликов, одновременно находящихся под передвигаемым слябом.

Динамический момент одного двигателя для разгона сляба на 2,94 м/с²:

,   (10)

где    – предписываемое технологическим процессов ускорение сляба для достижения предписанной скорости сляба

Динамический момент разгона двигателя с роликом:

 (11)

Суммарный динамический момент:

  (12)

Момент холостого хода ролика:

где    – сила притяжения,

 – диаметр цапфы подшипника вращения ролика,

 – коэффициент трения в подшипнике ролика,

 – КПД вала передачи момента от двигателя к ролику.

Момент транспортирования металла по одному ролику:

где   f–коэффициент трения металла по ролику

Момент двигателя при разгоне со слябом:

Момент двигателя с постоянной скоростью со слябом:

Момент двигателя при разгоне без сляба:

Момент торможения ролика без сляба:

Момент торможения ролика со слябом:

Мощность привода при транспортировке сляба с постоянной скоростью 4 м/с:

Мощность привода при разгоне сляба:

Мощность привода при торможении сляба:

Мощность привода при торможении ролика без сляба:

На рисунке 4 представлены графики мощности и расхода энергииусловного двигателя, передвигающего сляб со скоростью V, представленную на том же графике.

Рисунок 4 – График мощности и расхода энергии, действующего на сляб ролик при разгоне и торможении сляба

Время разгона сляба с нулевой скорости до номинальной:

где    – определенная технологическим процессом постоянная скорость передвижения сляба по рольгангу.

Путь, пройденный слябом за время разгона:

Расстояние от конца сляба, до первого ролика:

где    – расстояние между роликами рольганга.

2.3 Проверка двигателя по нагреву и перегрузочной способности

Согласно нагрузочнойдиаграмме,обуславливаетсяфактическаядлительностьвключения ПВф:

,   (27)

где   ;... - время включения.

 (28)

Согласно фактической ПВ_ф,есть возможность оценить режим работы двигателя.

Если ПВ_ф? 60%, в таком случае данный режим - повторно-кратковременный.

По нагрузочной диаграмме устанавливают эквивалентный момент М_э для ПВ_ф.

Чтобы проверить двигатель по нагреву необходимо выполнение условия:

(29)

где  

  (30)

t₁,t₂,..., t_n - время этих участков;

  (31)

Исходя из того, что Мэ, равный 950 Нм, меньше Мн, равного 2150 Нм, можно сделать вывод,что выбранный двигатель проходит по нагреву.

Из условий примем значение ПВ_стравное 15%.

ПересчитываютМ_э,соответствующийПВ_фнамоментМ_ст,чтобудетотвечатьподобранному ПВ_ст.

Теперь можемопределить расчётную мощность:

(33)

Коэффициент (1,1?1,3) предусматривает дополнительное нагревание двигателя за цикл переходных процессов, который. Режим работы двигателя мало усиленный, поэтому можно принимать коэффициент 1,1.

  (34)

Согласно каталогу, принимая ПВ_ст выбирают двигатель такой, чтобы Р_н ? Р_расч, и скорость имела соответствие сw_н.

70000?64913 (35)

Для проверки по перегрузочной способности должно выполняться условие:

где   Мmax- максимальный момент на нагрузочной диаграмме, равный Мп;

?-перегрузочная способность двигателя по моменту.

Используемый двигатель не противоречит условиям нагрева и возможной нагрузки.

3 Выбор силового оборудования

3.1 Выбор преобразователя частоты и его основных элементов

Преобразователь частоты S120 – это модульный преобразователь, гарантирующий обширныемногофункциональныевозможности.Модульныеэлементыимеютвсешансылегкосочетатьсясцельюпредоставленияразличныхусловийкфункциональностиисилыконцепцииэлектропривода.

Принципиальная электрическая схема разрабатываемого электропривода механизма подводящего рольганга представлена на рисунке 5.

Рисунок 5 - Принципиальная электрическая схема механизма подводящего рольганга

3.2 Выбор автономного инвертора

Силовая часть выбирается исходя из требуемой мощности двигателя, напряжения питания.

Расчет силовой части осуществляется следующим образом:

Инверторы и выпрямителичастотных преобразователейхарактеризуютсямаленьким диапазономперегрузочнойспособности.Поэтому преобразователь частоты следует выбирать в соответствии с действующей нагрузкой технологического процесса. Кроме того,автономныеинверторыопределяются следующими параметрами:

а) номинальный ток, имеющий зависимость от температуры окружающей среды;

б) максимальный допустимый ток, определенный термической стабильностьюполупроводников;

в) предельный ток коммутации.

АвтономныеинверторыиПЧ такжеопределяютсяследующими значениями мощности:

а) номинальная мощность, т.е. максимальная длительная мощность;

б) предельная кратковременная мощность, достигаемая на выходе преобразователя частоты при номинальном токе;

в)коммутационнаямощность, определяемая:

, (37)

(38)

Еслимощностькоммутациинеприведена,принимаемеё значение равнымкратковременной мощностипреобразователячастоты. Эта мощность относительно невелика и намного меньше мощности электродвигателей. При прямом пуске с номинальным напряжением и частотой сети пусковые токи асинхронных двигателей в 4-7 раз превышают номинальный ток двигателя.Тогда номинальный ток инвертора должен быть в том же диапазоне, что приведет к увеличению мощности как инвертора, так и ПЧ.