Universitatea Dunarea de JosFacultatea de Inginerie Electrica si ElectronicaSpecializarea Electronica de Putere si Actionari ElectriceAnul III , Grupa EPAE

ProiectActionari Electrice

Prof. Indr. StudentRomeo Paduraru Ochirosi Laurentiu

-2014-Cuprins1. Introducere..1.1. Tema proiectului.1.2. Etapele proiectului..1.3. Date initiale......2. Alegerea motorului.....2.1. Alegerea vitezei motorului.....2.2. Calculul cuplurilor si puterilor la regim static (stationar)...................................2.3. Durata de actionare relativa..2.4. Calculul cuplului echivalent patratic.3. Verificarea motorului tinand cont de cuplurile de accelerare si de franare la functionarea in sarcina si in gol................................................................................3.1. Calculul cuplurilor si puterilor la regim dinamic..............................................3.2. Cuplul de accelerare Mak la ridicare/coborare in gol/sarcina..........................3.3. Cuplul echivalent patratic3.4. Puterea echivalenta calculata........................................................................4. Alegerea convertorului.5. Adaptarea schemelor de comanda6. Anexe ( scheme de comanda clasice si moderne).

1.Introducere1.1 Tema proiectului Acest proiect are ca scop proiectarea unui sistem de ridicare-coborare cu ajutorul unei masini de curent alternativ. Principalul obiectiv este alegerea motorului electric. Probleama alegerii motorului electric apare fie in cadrul proiectului unui obiectiv nou , fie in cadrul modernizarii unui obiectiv existent care functioneaza cu costuri ridicate. In primul rand se poate utilize informatia furnizata de catre proiectele existente ale unor obiective similar iar in cazul al doilea se poate apela la datele experimentale care se pot preleva din instalatia existent ,astfel in alegerea motorului se va tine cont de urmatoarele aspecte:-forma constructiva (in functie de mediul in care va functiona);-stabilirea nivelului tensiunii de alimentare (joasa sau inalta tensiune);-stabilirea tipului actionarii (in curent alternativ);-puterea nominal a motorului corespunzatoare serviciului tip determinat-alegerea convertizorului static asociat motorului;-alegerea aparatajului de comutatie si de protective pentru motor si convertizor in functie de puterea de scurtcircuit la barele de alimentare;-serviciul real de functionare al motorului si raportarea acestui serviciu la serviciul tip standardizat .Schema cinematica a sistemului de actionare

iR este raportul de transmisie al reductorului im raportul de transmisie al muflei1.2 Etapele proiectului Alegerea motorului; Verificarea motorului tinand cont de cuplurile dinamice de accelerare si franare la functionarea in sarcina si in gol; Alegerea conertizorului static Adaptarea schemei de comanda Alegerea aparatajului si intocmirea specificatiei de aparataj

1.3 Date initialeSe vor determina diferite marimi care influenteaza direct actionarea motorului in functie de un numar de catalog. In prezentul proiect , numarul de catalog este N=32 . Astfel ,datele initiale ale proiectului care se vor utiliza pentru alegerea motorului sunt urmatoarele : N=12Sarcina utila nominalaQ= 5+1,5N= 5+1,512= 23 [KdaN]Sarcina mecanismului de prindere Q0= 0,5+0,2N= 0,5+2,4= 2,9 [KdaN]Viteza de urcare/coborare v= 8-0,08N;v= 8-0,08*12=7,04[m/min] = 0,1173[m/s]Diametrul tamburuluiDt= 300+2N = 0,324 [m] Raza tamburuluiRt =0,162 [m]Inaltimea maximaH= 12- 0,05N= 12- 0,6= 11,4 [m]Durata unui ciclu de lucruTC=600 [s]

2. ALEGEREA MOTORULUI2.1 Alegerea vitezei motorului

Raportul de transmitere este un parametru foarte important acesta influentand determinarea puterii motorului de actionare .Cunoscand raportul de transmisie se poate efectua si raportarea cuplurilor statice la arborele motorului . Un raport de transmisie mare conduce implicit la un redactor cu multe trepte si deci un gabarit mare , in schimb permite alegerea unui motor cu turatie nominal mare si deci un gabarit mic , aceasta situatie depinzand si de natura utilajului actionat.Astfel putem define raportul de transmisie prin urmatoarea relatie :i= unde = , alegandu-se in functie de urmatoarele variante : (alegem numarul de perechi de poli ai motorului pentru a alege turatia motorului)

Numarul de perechi de poli PTuratia motorului n0

13000 [rot/min]

21500 [rot/min]

31000 [rot/min]

4750 [rot/min]

Pentru motorul ales : n0=3000 [rot/min] si P=2 unde p numarul de perechi de poli

Vtambur=Rtamburtambur =0,11[m/s]

tambur==0,72[rad/s][m] Cu valorile astfel determinate ale vitezelor unghiulare corespunzatoare motorului respectiv tamburului se va determina raportul de transmisie care va trebui sa se incadreze intre urmatoarele valori:iRNumar trepte

20401

40602

601003

In urma calculului efectuat se impune utilizarea unui scripete datorita faptului ca raportul de transmisie nu se incadreaza intre limitele impuse.Astfel raportul de transmisie al muflei are expresia:

Valorii iR rezultate in urma calculului ii corespunde un reductor cu 3 trepte.

2.2 Calculul cuplurilor si puterilor la regim static (stationar)TC=600M1M2M3M4t1t2t3t4tptptpMt

M1 este cuplul de ridicare in sarcinaM2 este cuplul de coborare in sarcinaM3 este cupul de ridicare in golM4 este cuplul de coborare in golt1 este timpul de ridicare in sarcinat2 este timpul de coborare in sarcinat3 este timpul de ridicare in golt4 este timpul de coborare in goltp este timpul de pauzaCuplul de ridicare in sarcina M1:

M1=unde 1 se calculeaza cu relatia:1= reductor tambur scripetiRandamentul reductorului este:reductor=0,98nunde n reprezinta numarul de trepte al reductorului.n=3reductor=0,983=0,94reductor=0,94tambur=0,96scripeti=0,981=0,940,960,98=0,881=0,88M1=M1=196,63NmCuplul de coborare in sarcina M2:

M2=unde 2 se calculeaza cu relatia:

2=

2=2-=2-1,13=0,872=0,87M2=M2= 152,26NmCupul de ridicare in gol M3 este:

M3=unde 3 are valori cuprinse intre:3=0,150,2M3=M3= 14,36 NmCuplul de coborare in gol M4 este:

M4=(1- 4)M3-unde 4 are valori aproximativ egale cu 3.-> 4= 3=0,150,2;

2.3 Durata de actionare relativaMai intai vom calcula timpii de functionare necesari pentru ridicare/coborare in sarcina/gol, pornind de la formula H=vtk, inaltimea H=11,4[m] si viteza v=7,04 [m/min]t1=t2=t3=t4=tk=97,18 [s]; =600 [s]Valorile standard ale DAstd[%] sunt: 25; 30; 40; 50; 60. In functie de aceste valori se alege valoarea cea mai apropiata valorii standard de cea calculata, in cazul nostru DASTAS [%]=60 %.DA[%]= *100=*100=*100 = 64,78 ; =64,78[%] ; =60 [%] 2.4 Calculul cuplului echivalent patratic :

[Nm] ;Cuplul echivalent Mec: Mec== 100,33 [N*m]Puterea echivalenta calculata:Pe.calc= Mecmotor=Mec0 =100,33*157= 15751,811000= 15,75[KW]2.5 Puterea echivalenta in functie de durata de actionare standard :Pe.stas= Pe.calc= 15,75 *= 16,36 [KW]Pe.stas< PN ; 16,36 < 37Alegerea motorului se va face in functie de turatie (numarul de perechi de poli : 2N-2S) ,puterea echivalenta STAS ,cuplul M1 .Motorul ales:M2BA225SMA cu PNmotor=37KwTuratia reala =1479 ;cuplul =238 [N*m] ;3.Verificarea motorului tinand cont de cuplurile de accelerare si de franare la functionarea in sarcina si in gol3 .1. Calculul cuplurilor si puterilor la regim dinamic

Cuplul de accelerare Mak la ridicare/coborare in gol/sarcina:Mak= [Nm]Momentul de inertie al motorului il alegem din catalogul motorului M2BA225SMA cu PNmotor=37KwJmotor=0,309 [kgm2] se alege din catalog ;Jreductor=(0,51,5) Jmotor1T=0,5; 2T=1; 3T=1,5 (T reprezinta treptele)Jreductor=1,5*Jmotor=1,5*0,309 = 0,4635 [kgm2]Jtranslatie=g=9,8 m/s ; =*= =154,8Jtranslatie== * =0,005466095 [kgm2]J= Jmotor +Jreductor +Jtranslatie= 0,309 + 0,4635 +0,005466095 = 0,777 [kgm2]

3.2 Cuplul de accelerare Mak la ridicare/coborare in gol/sarcina:

Mak=Mk+Jk

Mfk=Mk+JkTimpii de accelerare si de franare: tak=ta=tfk=tf=2 sCuplul de accelerare la ridicare in sarcina:

Ma1=M1+JMa1=196,63+0,777 =196,63+60,1398=256,7698 [N*m]Cuplul de accelerare la coborare in sarcina:

Ma2=M2+JMa2=152,26+0,777 =212,3998 [N*m]Cuplul de accelerare la ridicare in gol:

Ma3=M3+JMa3=14,36+0,777 =74,4998 [N*m]

Cuplul de accelerare la coborare in gol:

Ma4=M4+JMa4 = 10,05+0,777 =70,1898[N*m]Cuplul de franare la ridicare in sarcina:

Mf1=M1-J=136,4902 [N*m]Cuplul de franare la coborare in sarcina:

Mf2=M2-J=92,1202Cuplul de franare la ridicare in gol:

Mf3=M3-J=-45,7798 [N*m]Cuplul de franare la coborare in gol:

Mf4=M4-J=-50,0898 [N*m]3.4 Puterea echivalenta calculata:Pe=16,36 < PN motor =37[kw]Mmax calculat Mmax catalog motor alesMmax calculat