作业帮电动机的起动角加速度怎么知道?
来源：学生作业帮 编辑：作业帮 分类：综合作业 时间：2024/09/02 21:43:01
电动机的起动角加速度怎么知道?
在计算电动机起动一个设备所需要的扭矩时,需要用到电动机起动角加速度,但是我在设计手册中的某具体型号电动机中查不到该机的起动角加速度,我想知道怎么获取电动机起动角加速度?是要自己计算吗?怎么计算?恳请高人指教,我刚注册,只有25分,全部贡献!
在计算电动机起动一个设备所需要的扭矩时,需要用到电动机起动角加速度,但是我在设计手册中的某具体型号电动机中查不到该机的起动角加速度,我想知道怎么获取电动机起动角加速度?是要自己计算吗?怎么计算?恳请高人指教,我刚注册,只有25分,全部贡献!
动力学分析
在对齿面检查中发现部分齿面磨损,特别是第一轴上齿轮齿顶有飞边现象.从前面的计算结果得知,由于有11.1 mm的空行程,所以电机起动后齿轮啮合时产生冲击；停机时滚筒制动后并没有使电机与减速器同步停车,在电机惯性作用下也产生了冲击.这必然造成齿面的锤压形成飞边.下面对这两种冲击现象进行动力学分析.
(1)起动过程.由于有11.1 mm的空行程,电机起动时,由
得 (2)
式中 M——电机空载起动力矩；
J——电机转子转动惯量；
ε——起动角加速度；
ω——起动角速度；
t——起动时间；
α——旋转角度.
由于
J＝(GD2)d/4g＝53.57 kg.m2
α＝11.1/(189/2)＝0.1175 rad
M＝(1/2)×9549×p/n＝
1 618.47 N.m
式中 (GD2)d——电动机的飞轮转矩；
g——重力加速度；
p——额定容量；
n——额定转速.
所以由(2)式得ω=2.665 rad/s
设电机空运行后,第一轴上齿轮与第二轴上齿轮碰撞力矩为M′,时间为t′,且碰撞过程为完全弹性碰撞.
据冲量定理 M′t′＝Jω
有 M′＝Jω/t′＝2 039.49 N.m
一般钢与钢碰击时间为毫秒级,考虑到弹性恢复过程和计算保险起见,取0.07 s.
由于电机本身还有主动力矩,所以碰撞过程中最大力矩为
Mmax＝M+M′＝3 658 N.m＜
9 974 N.m (设计扭矩)
说明碰撞最大力矩尚未超过原设计值.
(2)停车过程.当提升容器接近井口位置时,提升机爬行速度V近于0.5 m/s,相应的电机转速为
n＝(V/πD)i＝1.13 r/s
式中 D——卷筒直径；
i——总传动比；
V——提升机爬行速度.
制动器抱闸后,由于有11.1 mm的空行程,电机将继续旋转,直到齿面相碰后再反向运转为止.假定电机阻尼很小(可忽略不计),则碰撞力矩为
M＝Jω/t＝J×2πn/t＝5 433.5 N.m＞
4 240.7 N.m(设计静扭矩)
式中 M——碰撞力矩；
J——电机转子转动惯量；
ω——角速度；
t——碰撞时间,取0.07 s；
n——提升机爬行速度为0.5 m/s时的电机转速.
碰撞力矩M比额定力矩Me提高量δ为
δ＝(M－Me)/Me×100％ (3)
由于
Me＝9549p/n＝3236.9 N.m
式中 p——额定容量；
n——额定转速.
将M、Me代入(3)式得δ＝67.9％
3.2 铁谱分析
以上分析是基于目前情况进行的,但在以后的使用中磨损情况如何,为此抽取油样进行铁谱分析,将所取油样分别在MC-1型磁感应式磨屑检测仪和TPF-1型分析式铁谱仪上进行了测量并将磨屑检测仪读数A、磨损烈度指数Is分别与累计运转时间t描成曲线(图1、图2).
图1 A－t曲线
图2 Is－t曲线
从曲线可以看出,数据没有明显的增长趋势.虽然存在上下波动,但总趋势是平缓的.又对铁谱片进行了定性观察,没发现大于15 μm的大颗粒.由此可断定,减速器经胶合后重新换润滑油以来,润滑良好,磨损缓慢处于正常磨损状态.
4 结论与建议
(1)由于该减速器目前的综合侧隙较大,造成起、停均有一定冲击,从而使碰撞力矩增大至额定力矩的69.7％(停车过程),虽未超出减速器设计的动扭矩,但已超出减速器设计的静扭矩.
(2)铁谱分析表明,对于该减速器只要保证润滑正常,齿轮在近期内不会出现胶合故障.
(3)建议改进制动装置,使停车时电机与滚筒同时制动,以减缓停车冲击,延长减速器使用寿命.
(4)建议改进后备保护,尽量减少紧急停车.
在对齿面检查中发现部分齿面磨损,特别是第一轴上齿轮齿顶有飞边现象.从前面的计算结果得知,由于有11.1 mm的空行程,所以电机起动后齿轮啮合时产生冲击；停机时滚筒制动后并没有使电机与减速器同步停车,在电机惯性作用下也产生了冲击.这必然造成齿面的锤压形成飞边.下面对这两种冲击现象进行动力学分析.
(1)起动过程.由于有11.1 mm的空行程,电机起动时,由
得 (2)
式中 M——电机空载起动力矩；
J——电机转子转动惯量；
ε——起动角加速度；
ω——起动角速度；
t——起动时间；
α——旋转角度.
由于
J＝(GD2)d/4g＝53.57 kg.m2
α＝11.1/(189/2)＝0.1175 rad
M＝(1/2)×9549×p/n＝
1 618.47 N.m
式中 (GD2)d——电动机的飞轮转矩；
g——重力加速度；
p——额定容量；
n——额定转速.
所以由(2)式得ω=2.665 rad/s
设电机空运行后,第一轴上齿轮与第二轴上齿轮碰撞力矩为M′,时间为t′,且碰撞过程为完全弹性碰撞.
据冲量定理 M′t′＝Jω
有 M′＝Jω/t′＝2 039.49 N.m
一般钢与钢碰击时间为毫秒级,考虑到弹性恢复过程和计算保险起见,取0.07 s.
由于电机本身还有主动力矩,所以碰撞过程中最大力矩为
Mmax＝M+M′＝3 658 N.m＜
9 974 N.m (设计扭矩)
说明碰撞最大力矩尚未超过原设计值.
(2)停车过程.当提升容器接近井口位置时,提升机爬行速度V近于0.5 m/s,相应的电机转速为
n＝(V/πD)i＝1.13 r/s
式中 D——卷筒直径；
i——总传动比；
V——提升机爬行速度.
制动器抱闸后,由于有11.1 mm的空行程,电机将继续旋转,直到齿面相碰后再反向运转为止.假定电机阻尼很小(可忽略不计),则碰撞力矩为
M＝Jω/t＝J×2πn/t＝5 433.5 N.m＞
4 240.7 N.m(设计静扭矩)
式中 M——碰撞力矩；
J——电机转子转动惯量；
ω——角速度；
t——碰撞时间,取0.07 s；
n——提升机爬行速度为0.5 m/s时的电机转速.
碰撞力矩M比额定力矩Me提高量δ为
δ＝(M－Me)/Me×100％ (3)
由于
Me＝9549p/n＝3236.9 N.m
式中 p——额定容量；
n——额定转速.
将M、Me代入(3)式得δ＝67.9％
3.2 铁谱分析
以上分析是基于目前情况进行的,但在以后的使用中磨损情况如何,为此抽取油样进行铁谱分析,将所取油样分别在MC-1型磁感应式磨屑检测仪和TPF-1型分析式铁谱仪上进行了测量并将磨屑检测仪读数A、磨损烈度指数Is分别与累计运转时间t描成曲线(图1、图2).
图1 A－t曲线
图2 Is－t曲线
从曲线可以看出,数据没有明显的增长趋势.虽然存在上下波动,但总趋势是平缓的.又对铁谱片进行了定性观察,没发现大于15 μm的大颗粒.由此可断定,减速器经胶合后重新换润滑油以来,润滑良好,磨损缓慢处于正常磨损状态.
4 结论与建议
(1)由于该减速器目前的综合侧隙较大,造成起、停均有一定冲击,从而使碰撞力矩增大至额定力矩的69.7％(停车过程),虽未超出减速器设计的动扭矩,但已超出减速器设计的静扭矩.
(2)铁谱分析表明,对于该减速器只要保证润滑正常,齿轮在近期内不会出现胶合故障.
(3)建议改进制动装置,使停车时电机与滚筒同时制动,以减缓停车冲击,延长减速器使用寿命.
(4)建议改进后备保护,尽量减少紧急停车.