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正文內(nèi)容

關(guān)于皮帶機(jī)軟啟動(dòng)的畢業(yè)論文_(編輯修改稿)

2025-08-17 16:13 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 (2- 7) P -電機(jī)功率; AK =起動(dòng)系數(shù),NstA MMK ? ; i -傳動(dòng)系數(shù)比; rTD-傳動(dòng)滾筒直徑; Nn -電機(jī)額定速度; pm -單個(gè)傳動(dòng)單元折算到傳動(dòng)滾筒外圓的等效直線運(yùn)動(dòng)質(zhì)量 m -滿載輸送機(jī)等效總質(zhì)量 山東科技大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)生畢業(yè)論文用紙 第 20 頁(yè) 由起動(dòng)中作用到輸送帶上的最大起動(dòng)力不超過(guò)許用值,即maxuauA FF ? ,因此傳動(dòng)系統(tǒng)在任何時(shí)刻的最大起動(dòng)系數(shù)滿足 : ???????? ?????????????????? ????mZmZPinDmZmFTS BKKpNTpuANAr129 5 5 511m a x? (2- 8) 最小的起動(dòng)系數(shù)滿足要提供足夠的起動(dòng)力矩(最小起動(dòng)力矩)克服輸送機(jī)的靜止力矩,并使輸送帶和載荷在給定的起動(dòng)時(shí)間內(nèi)加速到額定帶速,因此傳動(dòng)系統(tǒng)最小起動(dòng)系數(shù)應(yīng)滿足: ZPi nDFK NTuA r????? in (2- 9) 傳動(dòng)系統(tǒng)平均起動(dòng)系數(shù) AmK 傳動(dòng)系統(tǒng)平均起動(dòng)系數(shù) AmK 決定了輸送機(jī)的起動(dòng)時(shí)間,為了保證輸送機(jī)起動(dòng)平穩(wěn),避免發(fā)生 潛在地動(dòng)力學(xué)問(wèn)題,輸送機(jī)的滿載起動(dòng)時(shí)間應(yīng)滿足下列兩個(gè)公式, At 應(yīng)根據(jù)計(jì)算取大值。 15CLtA? ,1AmA avt ? (2- 10) 式中: v -額定帶速, sm/ ; Ama -滿載平均起動(dòng)加速度,2/~ smaAm ? 因此傳動(dòng)系統(tǒng)平均起動(dòng)系數(shù)應(yīng)滿足 : ZPinDFtvmKNTuAAmr??????????? ??? 29555 (2- 11) 山東科技大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)生畢業(yè)論文用紙 第 21 頁(yè) minAK 、 maxAK 、 AmK 將作為設(shè)計(jì)的依據(jù),用于判斷軟起動(dòng)系統(tǒng)是否滿足輸送機(jī)的起動(dòng)要求。 異步電動(dòng)機(jī)起動(dòng)的機(jī)械特性 由電機(jī)學(xué)原理,可作如下假設(shè) a 忽略空間和時(shí)間諧波 、 b 忽略磁飽和 、 c 忽略鐵損耗,可畫(huà)出如圖所示的感應(yīng)電機(jī)等效電路圖: 圖 26 異步電動(dòng)機(jī) T 型等效電路 圖中, 1?U 為定子電壓; 1?E 為定子電勢(shì); 1?I 為定子電流; mI? 為勵(lì)磁電流; s 為轉(zhuǎn)差率; 1r 、 1x 為定子繞組的電阻和漏抗; 1r? 、 ?2x 為轉(zhuǎn)子繞組的電阻和電抗的折算值; mr 為與定子鐵芯損耗相對(duì)應(yīng)的等值電阻; mx 為與主磁通相對(duì)應(yīng)的定子繞組電路的電抗;21 rss ??為與輸出功率相對(duì)應(yīng)的附加電阻。 山東科技大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)生畢業(yè)論文用紙 第 22 頁(yè) 因?yàn)槠饎?dòng)時(shí), mI? 很小和轉(zhuǎn)子電流相比可以忽略,即在忽略鐵損耗和勵(lì)磁電流下,電流為: 221221121?????? ??????????? ?????xxsrrUII (2- 12) 電磁功率 srIPm??? 2223 ,同步機(jī)械角速度pn11 ??? ,則電機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩為: ???????????????? ??????????? ??????221221122113xxsrrsrUnPMpme? (2- 13) 我們將起動(dòng)過(guò)程分成兩個(gè)部分, 1~0 t 在約束條件下的起動(dòng), 21~tt直接起動(dòng)的階段 所以起動(dòng)過(guò)程的時(shí)間: 21 ttt ?? (2- 14) stNU ZtIUtK )()( ? (2- 15) 由前面 等效電路, 221221 ?????? ??????????? ??? xxsrrZst (2- 16) 在 1tt? 時(shí),有 1)( 1 ?tKU ,此時(shí)有: 山東科技大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)生畢業(yè)論文用紙 第 23 頁(yè) 22122121 )(?????? ??????????? ??????????? xxsrrtIU N ( 2- 17) 解得:12212121)( rxxtIUrsN ??????? ????????????? ( 2- 18) 在 1t 時(shí)間內(nèi),電磁力矩為: 21 223stNUpem st sZf rUKnM ? ?? 或 2122290stNUem st sZn rUKM ? ?? ( 2- 19) 將式( 2- 15)代入式( 2- 19): sn rtIM em st 1222 )(90 ? ?? ( 2- 20) 負(fù)載力矩可典型地表示為: ?stst KnM ?2 ( 2- 21) 由拖動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方程式有: dtdJMMstem st ??? 2 ? ??? ??? sste m st MMdsGDnt1 221375 ( 2- 22) 對(duì)負(fù)載力矩可以改寫(xiě)成如下形式: 11 22 )1( )1(30 ?? ?? ??? NNst sn sPM ( 2- 23) 將式( 2- 23)與( 2- 20)代入( 2- 22)解得: ? ? ?????????? sNNssPsrtIdsGDnt11222221)1()1()(33581?? ( 2- 24) a. 對(duì)于恒電流起動(dòng) 山東科技大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)生畢業(yè)論文用紙 第 24 頁(yè) 有 NIKtI 1)( ? , 1K 限流倍數(shù),( 2- 25) 以NNNN s IsrP 222 )1(3 ??? 代入式( 2- 24)得: ?? ?????? ? s NNNN ssssK s dsP GDsnt 1 212 2121 )1()1(3581 )()1( ??? ( 2- 25) 由( 2- 22)可知起動(dòng)時(shí)間取決于電磁力矩和負(fù)載力矩之差,這涉及到負(fù)載的機(jī)械特性和 )(tKU 的變化。當(dāng) 0?? 時(shí),即為恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載 此時(shí),式 ( 2- 25)變?yōu)椋? ?? ???? s NN ssK sd sGDsnt 1 2121 3 5 8 1 ))(1( ( 2- 26) 可求得解析解 ? ? ?????? ??????? ? 1ln13581)1(21212121NNNN sK ssKsKsGDsnt ( 2- 27) 給定一個(gè) s 和 t 值,由式( 2- 15)和式( 2- 16)求出 UK 與時(shí)間 t 的關(guān)系,以式( 2- 18)求得 1s 值,代入式( 2- 27)求得 1t 值。 對(duì)于 1?? 或 2,只能用數(shù)值積分的方法計(jì)算式( 2- 25),對(duì)于皮帶運(yùn)輸機(jī)可近似看成恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載,所以本文只對(duì) 0?? 的負(fù)載情形討論。 山東科技大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)生畢業(yè)論文用紙 第 25 頁(yè) 圖 2- 7 電壓比 UK 曲線 [24] 起動(dòng)條件 NMem s t MKM 2? , stNU ZtIUtK )()( ? ( 2- 28) 由前面式( 8)得 ? ??? 2 1290 r snMKtI NM ? ( 2- 29) 由式( 2- 22),起動(dòng)時(shí)間, ? ?????? s ste m st MM dsGDnt 1 221375 恒轉(zhuǎn)矩起動(dòng)時(shí)間 ? ?????? 11211 3 7 5sstMdsGDnt ( 2- 29) 式中: C O N S TKMMMM Nste m s t ?????? 22 . 由于 M? 是常數(shù),設(shè) ? ? CMGDn ???375 21 ,從式( 2- 29)解得: )1( sCt ?? ( 2- 30) 山東科技大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)生畢業(yè)論文用紙 第 26 頁(yè) 式( 2- 30)代入 ( 2- 29)則:C tCr nMKtI NM ??? 2 1290)( ? ( 2- 31) 式( 2- 30)和式( 2- 31)代入( 2- 28)得 )(tKU 與 t 的關(guān)系: NNMNstU UxxtCCrrC tCrnMKUZtItK22122121290)()(?????? ????????????????????? ( 2- 32) 圖 2- 8 恒轉(zhuǎn)矩起動(dòng)時(shí)的電流曲線 山東科技大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)生畢業(yè)論文用紙 第 27 頁(yè) 圖 2- 9 電壓比 UK 曲線 c. 電機(jī)以一定加速度起動(dòng) 由于膠帶機(jī)在起停過(guò)程中會(huì)在膠帶中產(chǎn)生很大地應(yīng)力波動(dòng),嚴(yán)重影響著膠帶機(jī)的安全使 用,為了限制起動(dòng)過(guò)程中的應(yīng)力波動(dòng),國(guó)外資料推薦使用三角形或正弦形加速度曲線,該文獻(xiàn)中推薦了一如圖所示的梯形加速度曲線,可以滿足膠帶機(jī)安全起動(dòng)過(guò)程中,很好抑制應(yīng)力波動(dòng)的影響。 圖中取加速時(shí)間為 T ,其中設(shè) 1321 Tttt ??? (基波振動(dòng)周期),加速度曲線的計(jì)算式為: ma1t 2t 3tat圖 2 - 1 1 皮 帶 機(jī) 加 速 度 曲 線山東科技大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)生畢業(yè)論文用紙 第 28 頁(yè) ? ?? ?? ?????????????????? ?????????????3221122 11t 1tt0 1)(tttTTTvttTvTvtta??????? ( 2- 33) 式中: v -膠帶機(jī)的速度; ? 按上式涉及的加速度曲線可有效消除膠帶機(jī)起動(dòng)時(shí)的應(yīng)力波動(dòng),使膠帶的動(dòng)應(yīng)力達(dá)到最小。 電機(jī)轉(zhuǎn)速的加速度曲線響應(yīng)如下: ??????????????? ?????TTTTTtta??????????1111)(11221 ( 2- 34) 第一階段電機(jī)加速度加速運(yùn)動(dòng) at?? , 1212 2221??? ?????? T tn ( - 35) 11 Ttt ?? 時(shí), 112121 122 2111 ???? ??????? TTn t ( - 36) 第二段電機(jī)速度 )1(2121122 11111 ????????? ?? ???? ??????? T tTTtatnn t ( 2- 37) 12 2Ttt ?? 時(shí), 12 12 ?? ????tn ( 2- 38) 第三段電機(jī)速驅(qū)曲線 山東科技大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)生畢業(yè)論文用紙 第 29 頁(yè) )1(1212 11 Ttttn ?? ???? ??? ????? ( 2- 39) 令 Ttt ?? 3 時(shí), Nnn? ,代入上式得: ? ? ? ?11211 2 411 ? ??????? NNN ???????? ( 2- 40) 則起動(dòng)時(shí)間 ?1TT? ( 2- 41) 對(duì)電機(jī)以該加速度曲線起動(dòng)的特性分析 加速度加速起動(dòng)階段 1221 ???? ???? T tJdtdJMM L ( 2- 42) 在這段時(shí)間內(nèi),電磁轉(zhuǎn)矩為:21 22290stNUe m st sZn rUKM ? ?? ,對(duì)負(fù)載轉(zhuǎn)矩?stst KnM ?2 ,對(duì)很轉(zhuǎn)矩負(fù)載考慮, 0?? , 190221221 2222 ?????????? T tJMsZn rUKMM ststNUste m s t ( 2- 43) 起動(dòng)時(shí)間 為 11 Tt? (基波振 動(dòng)周期 ), 設(shè)對(duì)應(yīng) 的轉(zhuǎn)差 為 1s ,)()( 1TKtK UU ? . ( 2- 44) 將式 stNU ZtIUtK )()( ? 代入上式。 1)(90221221 222???????? T tJMsZn rZtI ststst ( 2- 45) 由 )1(221)( 12221 snnT ttta ?????? ?????? 山東科技大學(xué)繼續(xù)
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