Аннотация

В курсовом проекте выполнен расчет электропривода обкаточно-испытательного стенда для двигателя внутреннего сгорания Д-50.

Выполнены типовые расчеты для построения нагрузочной диаграммы рабочей машины, а также расчеты для построения механической характеристики электродвигателя с целью определения времени пуска . Разработанна схема управления электродвигателем. Выполнен расчет выбора необходимого электрооборудования. Проведено технико-экономическое обоснование выбранного электропривода. Разработаны мероприятия по обеспечению электробезопасности.

ABSTRACT

Calculation электропривода is executed In курсовом project test-bed for engine of internal combustion D-50.

The standard calculations are Executed for building нагрузочной diagrams worker machines, as well as calculations for building of the mechanical feature of the electric motor for the reason determinations of time of the starting. Razrabotanna scheme of electric motor management. The Executed calculation of the choice necessary электрооборудования. The Organized feasibility study chosen электропривода. The Designed action on provision electric safety.

Содержание.

Введение………………………………………………………………………….. 5

1. Краткое описание технологической и кинематической схем установки…………………………………………………...……………………………. .6

2. Выбор частоты вращения двигателя……………………………………….. ..9

3. Расчет и построение нагрузочной диаграммы рабочей

машины …………………………..………………………………….…………. 10

4. Предварительный выбор электродвигателя по мощности…………… ...13

5. Определение приведённого момента инерции системы двигатель – рабо-

чая машина…………………………………………………………………..….. 14

6. Расчет и построение механической характеристики двигателя…………...15

7. Проверка выбранного двигателя по перегрузочной способности и пусковому моменту…………………………………………………………………… 19

8. Обоснование и описание принципиальной схемы управления приводом……………………………………………………………………….. ………20

9. Выбор аппаратуры управления и защиты…………………………………...23

10. Определение устойчивости системы……………………………………… 27 11.Программирование преобразователя частоты Altivar 21HU303X ……….32

12. Разработка мероприятий по электробезопасности ……………………….36

13. Оценка стоимости оборудования …………………………………………..38

Заключение………………………………………………………………….. ….39

Литература……………………………………………………………………….40

Спецификация……………………………………………………………………41

ВВЕДЕНИЕ.

Обкаточно-тормозные стенды используются обычно на больших технических центрах для проведения различного рода испытательных процедур. Наиболее часто обкаточные стенды необходимы в эксплуатирующих организациях, имеющих большой парк техники и проводящих средний и капитальный ремонт своими силами, а также выполняющих послеремонтную обкатку указанной техники.

Послеремонтная обкатка обеспечивает увеличение ресурса обкатываемых агрегатов более чем на 80%. Очевидно, что приобретение этого вида ремонтного оборудования для предприятий, производящих ремонт и обкатку различных агрегатов, является весьма актуальным вопросом. В большинстве случаев для проведения послеремонтной обкатки ДВС обкаточо-испытательный стенд должен обеспечивать возможность работы в следующих режимах:

- холодная обкатка;

- "горячая" обкатка без нагрузки;

- "горячая" обкатка с нагрузкой 5…100% номинальной мощности (момента).

В настоящее время обкаточно-тормозные стенды должны иметь тормозное устройство на базе асинхронного электродвигателя (АЭД) переменного тока, управление которым осуществляется серийно выпускаемыми преобразователями частоты. При этом, в отличие от стендов с нагрузочным генератором, обеспечивается возможность запуска дизеля от АЭД стенда, а не от стартера и проведение холодной обкатки с использованием АЭД.

1.ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ И КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМ УСТАНОВКИ.

Рис. 1. Технологическая схема обкаточного стенда

1. монтажно-передвижной стол

2. весовой механизм

3. электродвигатель

4. выносной пульт управления

5. шарнирный вал

Холодная обкатка двигателя производится для предварительной приработки деталей и проверки работы манометра и всей масляной системы, а также состояния узлов и ответственных деталей. Испытуемый двигатель полностью заправляют чистым маслом и прорабатывают без форсунок с обильной смазкой цилиндров, подшипников и других деталей; топливную систему отключают.

В холодном режиме обкатки электродвигатель приводит в движение двигатель внутреннего сгорания. Частоту вращения вала электродвигателя повышают постепенно, начиная с наименьшего числа оборотов. Для плавного регулирования частоты вращения применяется преобразователь частоты

Режимы холодной обкатки:

500…600 об/мин — 10 мин.

700…800 об/мин — 10 мин.

900…950 об/мин —10 мин.

Горячая обкатка:

Перед горячей обкаткой необходимо удалить воздух из топливной системы и проверить угол начала подачи топлива.

Обкатку проводить на летнем дизельном топливе и дизельном масле М10В с вязкостью 11±0,5сст при1-100°С.

Давление масла в магистрали должно быть не ниже 2,0 кгс/см2 при температуре 60.. .90°С.

Режимы горячей обкатки:

1000 об/мин —15 мин.

1400 об/мин — 15 мин.

1800 об/мин — 15 мин.

Момент окончания обкатки определяется по относительной легкости проворачивания коленчатого вала.

Рассмотрим кинематическую схему обкаточно-испытательного стенда

Электродвигатель соединяется с двигателем внутреннего сгорания шарнирным валом.

Рис. 2. Кинематическая схема привода обкаточного стенда

1. двигатель внутреннего сгорания

2. шарнирный вал

3. электродвигатель

4. стойки

2. ВЫБОР ЧАСТОТЫ ВРАЩЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ.

Анализ технических требований на ремонт ДВС показывает, что для высококачественной обкатки всех ремонтируемых двигателей привод стенда должен обеспечивать плавное регулирование частоты вращения в широких пределах.

Согласно руководству по эксплуатации дизельного двигателя Д-50, авторами которого являются В.А. Савело, М.М.Голубович и В.А.Горштейн. Глава 3 «Приемка и обкатка двигателя» страница 16.

Частота вращения коленчатого вала должна быть больше частоты вращения поля асинхронной машины минимум на 100 мин^-1 [1]

.Допустимая частота вращения ДВС при обкатке 1800 об/мин.

Синхронную угловую частоту вращения электродвигателя стенда определяют , исходя из условия:

(1)

где - номинальная частота вращения ДВС, об/мин; S_н- номинальное скольжение электродвигателя в генераторном режиме.

где :n₀ - синхронная частота вращения электродвигателя, об/мин.

Следуя из рассчитанных данных, примем

3. РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ НАГРУЗОЧНОЙ ДИАГРАММЫ РАБОЧЕЙ МАШИНЫ.

Определяем номинальный момент рабочей машины:

(2)

где: Р_н – номинальная мощность рабочей машины, кВт;

ω_н - номинальная частота вращения рабочей машины, рад ∕ с.

Н·м

Первый режим – холодная обкатка, без компрессии, режим работы электродвигателя – двигательный.

Определяем момент сопротивления рабочей машины:

(3)

где: μ – относительный момент вращения.

Н·м

Определяем частоту вращения электродвигателя:

(4)

где: v – относительная скорость;

ω₀ – синхронная частота вращения электродвигателя, рад ∕ с.

рад ∕ с.

Определяем мощность.

(5)

где: М – момент сопротивления рабочей машины, Н·м;

ω - частота вращения электродвигателя, рад ∕ с.

кВт

Второй режим – холодная обкатка, без компрессии, режим работы электродвигателя – двигательный.

Определяем момент сопротивления рабочей машины:

Н·м

Определяем частоту вращения электродвигателя:

рад ∕ с.

Определяем мощность.

кВт

Третий режим – холодная обкатка, без компрессии, режим работы электродвигателя – двигательный.

Определяем момент сопротивления рабочей машины:

Н·м

Определяем частоту вращения электродвигателя:

рад ∕ с.

Определяем мощность.

кВт

Четвертый режим – холодная обкатка, с компрессией, режим работы электродвигателя – двигательный.

Определяем момент сопротивления рабочей машины:

Н·м

Определяем частоту вращения электродвигателя:

рад ∕ с.

Определяем мощность.

кВт

Пятый режим – горячая обкатка, без нагрузки, режим работы электродвигателя – генераторный.

Определяем момент сопротивления рабочей машины:

Н·м

Определяем частоту вращения электродвигателя:

рад ∕ с.

Определяем мощность.

кВт

Шестой режим – горячая обкатка, с нагрузкой, режим работы электродвигателя – генераторный.

Определяем момент сопротивления рабочей машины:

Н·м

Определяем частоту вращения электродвигателя:

рад ∕ с.

Определяем мощность.

кВт

Седьмой режим – горячая обкатка, с нагрузкой, режим работы электродвигателя – генераторный.

Определяем момент сопротивления рабочей машины:

Н·м

Определяем частоту вращения электродвигателя:

рад ∕ с.

Определяем мощность.

кВт

Восьмой режим – горячая обкатка, с нагрузкой, режим работы электродвигателя – генераторный.

Определяем момент сопротивления рабочей машины:

Н·м

Определяем частоту вращения электродвигателя:

рад ∕ с.

Определяем мощность.

кВт

Девятый режим – горячая обкатка, с нагрузкой, режим работы электродвигателя – генераторный.

Определяем момент сопротивления рабочей машины:

Н·м

Определяем частоту вращения электродвигателя:

рад ∕ с.

Определяем мощность.

кВт

Данные расчета сведем в таблицу 3.1

Таблица 3.1

Режимы обкатки	Р, кВт	t, мин
1 режим	12,86	10	62,83
2 режим	20,35	10	94,25
3 режим	28,57	10	125,664
4 режим	33,10	10	141,37
5 режим	0	10	157,08
6 режим	41,51	15	173,89
7 режим	49,99	15	219,91
8 режим	57,67	15	267,04
9 режим	64,28	15	314,16

Рис. 3. Нагрузочная диаграмма обкаточно-испытательного стенда