- •Методические указания
- •Введение
- •Организация лабораторных занятий
- •Порядок выполнения лабораторных работ
- •Требования к отчету
- •Техника безопасности при работе студентов в лаборатории
- •Лабораторная работа №1 изучение конструкции и эксплуатационно-технических данных асинхронных электродвигателей
- •Лабораторная работа №2 изучение конструкции и работы регулируемого привода двухударного ходновысадочного автомата
- •Лабораторная работа №3 исследование работы электропривода пневматического ковочного молота
- •Лабораторная работа №4 исследование работы электропривода кривошипного пресса
- •Лабораторная работа №5 исследование работы электропривода гидравлического пресса
- •Лабораторная работа №6 изучение элементов систем управления
- •Лабораторная работа №7 система управления кривошипного пресса с фрикционной муфтой включения
- •Лабораторная работа №8 система управления гидравлическим прессом
- •Библиографический список
- •Содержание
- •394026 Воронеж, Московский просп., 14
Техника безопасности при работе студентов в лаборатории
Для того чтобы уберечь себя и товарищей от несчастного случая, а государственное имущество от аварии, необходимо хорошо знать и полностью выполнять правила внутреннего распорядка, техники безопасности и пожарной безопасности.
К лабораторным работам допускаются студенты, которые ознакомились с общими конкретными требованиями техники безопасности и прошли соответствующий инструктаж.
Проведение инструктажа и проверка знаний правил техники безопасности должны быть зарегистрированы соответствующими записями в лабораторном журнале. Конкретные требования техники безопасности при проведении той или иной работы изложены в описании к лабораторным работам.
Лабораторная работа №1 изучение конструкции и эксплуатационно-технических данных асинхронных электродвигателей
Цель работы.
Работа преследует цель практического ознакомления студентов с устройством и конструктивными исполнениями основных видов асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором, составление представления о современной маркировке базовых моделей, их паспортных данных, освоение методики расчета для использования асинхронных двигателей при различных режимах эксплуатации.
Описание работы.
В главных приводах кузнечнопрессовых машин, в приводах вспомогательных узлов и средств механизации широко применяются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором.
Принцип действия их основан на образовании вращавшегося магнитного поля от переменного тока в обмотке статора и воздействии этого поля на токи, индуцированные в короткозамкнутых витках ротора.
По способу монтажа и расположения оси ротора двигатели различаются в соответствии с ГОСТ 2470-79 (/I/ стр. 10, табл.1.3). Каждому установочному размеру (условно это высота оси вращения) соответствует условная длина станины, выраженная буквами L, S, M, и мощность двигателя при заданном числе полюсов. Увязка мощностей с установочными размерами определена ГОСТ 19523-81 (/I /, cтр. 7, табл. 1.1, 1.2).
До 1970 года промышленность выпускала асинхронные двигатель серии А, АО, А2. В настоящее время в стране выпускаются асинхронные двигателя единой серии 4А с широким рядом модификаций и специализированных исполнений.
Для двигателей серии 4А установлена следующая структура обозначения:
1 - порядковый номер серии; 2 - род двигателя (асинхронный), 3 - обозначение модификации, где Р - с повышенным пусковых моментом, С - с повышенным скольжением, К - с фазным ротором, Е - со встроенным тормозом, Н - малошумные двигатели; 4 - исполнение по степени защиты, которое в соответствии с принятыми международными соглашениями могут быть: а) закрытые с вентилятором на оси ротора - обозначение IP44; б) защищенные (прикрытые от механических воздействий корпусом с жалюзи – IP23). Если в обозначении двигателя на данном месте стоит буква Н, то степень защиты IР23, если знак отсутствует – IP44. 5 - исполнение двигателя по материалу станины и щита (А - станина и щит алюминиевые; X - станина алюминиевая, щиты чугунные или наоборот). Отсутствие знака означает, что станина и щиты чугунные или стальные. 6 - высота вращения ротора; 7 - условная длина станины; 8 - длина сердечника статора (А или В). Если знака нет, то длина одинакова с установочным размером. 9 - число полюсов ( Р = 2; 4; 6; 8; 10; 12); 10 - климатическое исполнение (У - для умеренного климата, Т - тропическое, ХЛ- холодного климата); 11 - категории размещения (от 1 до 5 в зависимости от среднемесячной температуры, относительной влажности, длительности воздействия /I/; стр. 12, табл. 1.4).
Из всех модификаций электродвигателей единой серия 4А в приводе механических КПМ наибольшее применение имеют электродвигатели с повышенным скольжением - 4АС. Кузнечнопрессовые машины, работающие в условиях пиковой нагрузки, снабжаются маховиком.
Во время рабочей операции маховик снижает свою скорость, расходуя часть накопленной энергии на выполнение полезной работы. Во время холостого хода электродвигатель разгоняет маховик, восстанавливая его первоначальный запас кинетической энергии. В результате происходит выравнивание нагрузки на валу электродвигателя. С некоторой долей условности можно считать, что нагрузка на валу электродвигателя в приводе кривошипного пресса меняется незначительно и его режим работы характеризуется как продолжительный.
Кроме продолжительного режима различают такие:
а) кратковременный режим, при котором электродвигатель за время нагружения не успевает нагреться до установившейся температуры, но в течение паузы успевает полностью охладиться. Для кратковременного режима установлены следующие стандартные длительности времени цикла - 30, 60, 90 мин.
б) повторно-кратковременный режим, когда электродвигатель за время нагружения не успевает нагреться до установившейся температуры, а во время паузы не успевает полностью охладиться. Режим характеризуется величиной относительной продолжительности включения
ПВ = ·100%
Продолжительность цикла равна 10 мин, а циклы работы 1,5; 2,5; 4 и 6 мин. При этом режиме рассчитывается также число допустимых включений в час.
Порядок выполнения работы:
1. Определяются паспортно-технические данные асинхронного двигателя, установленного на открытом однокривошипном прессе усилием 100 кН.
2. В соответствии с действующими ГОСТ и правилами идентификации произвести перемаркировку двигателя для серии 4А.
3. Провести поверочный расчет для использования этого двигателя в кратковременном и повторно-кратковременном режиме.
Поверочный расчет.
При использовании электродвигателя продолжительного режима для кратковременной работы мощность последнего находят по формуле
Рк = Рн
где, Рн - номинальная мощность,
tk = 30, 60, 90 мин. - время работы,
Т = 20 мин. - постоянная времени нагрева электродвигателя,
α = 0,8 - отношение постоянных потерь к переменным при номинальном режиме.
При использовании электродвигателя продолжительного режима для повторно-кратковременной работы мощность последнего находят по формуле:
Рпк = Рн
где ПВ - продолжительность включения в относительных единицах (0,15; 0,25; 0,4; 0,6);
= 0,4 - коэффициент отличия охлаждения при паузе и номинальных оборотах.
Допустимое число включений в час при повторно-кратковременном режиме будет равно:
n = 3700·∆Рн
где ∆Рн = Рн ( - 1),
- номинальный КПД
∆Ап = (кгм) -потеря энергия при пуске
I ≈Nн · 10-3 (кгмс2)
где N- мощность двигателя в кВт,
= 1 – отношение активного сопротивления обмотки статора к активному сопротивлению обмотки ротора;
Мн = - номинальный момент в кгм;
- номинальные обороты двигателя в мин;
- кратность пускового момента к номинальному;
Мс = - момент сопротивления от сил трения;
- скорость вращения магнитного поля в статоре;
- число оборотов магнитного поля в мин;
f = 50- промышленная частота тока в Гц , Р - число пар полюсов в эл. Двигателе.
∆Атп ≈ ∆3Ап , ∆Атр ≈ ∆4Ап , ∆Атд ≈ ∆Ап
∆Атп - потери энергии при торможении противовключением;
∆Атр - потери энергии при торможении рекуперативным торможением;
∆Атд - потери энергии при динамическом торможении.
Результаты работы и выводы.
1.Определяются технические и паспортные данные изучаемого двигателя.
2. Проводится маркировка двигателя в соответствии с современными правилами идентификации.
3.Производится поверочный расчет двигателя для различных режимов работы.
ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ.
Осмотр электродвигателя проводится при обесточенной линии питания пресса.
Контрольные вопросы.
1. Почему в приводе кривошипных прессов устанавливаются асинхронные двигатели с повышенным скольжением?
2. Чем отличаются двигатели с повышенным скольжением от обычных?
3. В чем сущность динамического торможения асинхронного двигателя.
Литература / 2, 1, 6, 7/