Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Разработка и обоснование параметров привода безредукторного молочного сепаратора для фермерских хозяйств Икоева Эмма Юрьевна

Разработка и обоснование параметров привода безредукторного молочного сепаратора для фермерских хозяйств
<
Разработка и обоснование параметров привода безредукторного молочного сепаратора для фермерских хозяйств Разработка и обоснование параметров привода безредукторного молочного сепаратора для фермерских хозяйств Разработка и обоснование параметров привода безредукторного молочного сепаратора для фермерских хозяйств Разработка и обоснование параметров привода безредукторного молочного сепаратора для фермерских хозяйств Разработка и обоснование параметров привода безредукторного молочного сепаратора для фермерских хозяйств Разработка и обоснование параметров привода безредукторного молочного сепаратора для фермерских хозяйств Разработка и обоснование параметров привода безредукторного молочного сепаратора для фермерских хозяйств Разработка и обоснование параметров привода безредукторного молочного сепаратора для фермерских хозяйств Разработка и обоснование параметров привода безредукторного молочного сепаратора для фермерских хозяйств
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Икоева Эмма Юрьевна. Разработка и обоснование параметров привода безредукторного молочного сепаратора для фермерских хозяйств : Дис. ... канд. техн. наук : 05.20.01, 05.20.02 : Владикавказ, 2004 146 c. РГБ ОД, 61:05-5/1087

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Состояние вопроса и задачи исследования, 9

1.1. Обзор и анализ конструктивных схем электроприводов молочных сепараторов. 9

1.2. Состояние теории динамики сепараторов. 26

Выводы 30

1.3. Цель и задачи исследований. 30

Глава 2. Теоретическое исследование технологической схемы безредукторного сепаратора . 31

2.1. Обоснование и выбор схемы сепаратора. 31

2.2. Анализ режимов работы безредукторного сепаратора без пусковой муфты . 34

Выводы 43

Глава 3. Теоретическое исследование системы «Безредукторный электропривод молочного сепаратора — источник питания». 44

3.1. Исследование приводных характеристик безредукторньгх сепараторов. 44

3.1.1. Технологические характеристики безредукторного сепаратор а. 44

3 Л .2. Механические характеристики сепаратора. 46

3.1.3. Инерционные характеристики системы электродвигатель — сепаратор. 51

3.2. Обоснование и исследование комплектного электропривода повышенной частоты тока безредукторного молочного сепаратора. 52

3.2.1. Выбор типа и мощности преобразователя частоты и особенности его расчета . 52

3.2.2. Исследование режимов работы системы электропривод - сепаратор при различных способах емкостной компенсации. 57

3.3. Исследования пусковых режимов асинхронного электродвигателя безредукторного сепаратора. 71

3.3.1. Влияние пускового напряжения на нагрев электродвигателя. 74

3.4. Исследование тормозных режимов работы. 79

3.4.1.Обоснование способов торможения безредукторных молочных сепараторов. 79

3.4.2. Торможение противовключением. 80

3.4.3. Динамическое торможение постоянным током. 82

3.4.4. Динамическое конденсаторное торможение. 82

3.5. Исследования режима самовозбуждения системы «ферромагнитный преобразователь частоты тока - емкостная компенсация - асинхронный двигатель». 85

Выводы 90

Глава 4. Экспериментальные исследования системы преобразователь частоты - электропривод безредукторного молочного сепаратора . 92

4.1. Определение критических частот вращения вала-веретена. 93

4.2. Исследование внешних характеристик преобразователя частоты при различных способах емкостной компенсации. 102

4.3. Механические характеристики электропривода безредукторного молочного сепаратора . 105

4.4. Исследование инерционных характеристик системы электродвигатель-барабан сепаратора. 111

4.5. Исследование нагрева приводного электродвигателя при пуске и торможении. 113

4.6. Сравнительный анализ надежности безредукторного сепаратора. 119

Выводы 121

Глава 5. Экономическая оценка встроенного безредукторного электропривода молочного сепаратора . 122

Выводы. 133

Общие выводы. 134

Список литературы. 136

Приложения. 145

Введение к работе

Концепция государственной политики в области здорового питания населения России на период до 2005 года прослеживает тесную связь между здоровьем, продолжительностью жизни и рациональным питанием [1,2]. В ассортимент продуктов, способствующих улучшению здоровья, входят и молочные продукты (сметана, сливки, кисломолочные продукты, творог и т.д.), получение которых часто связано с центрифугированием исходных продуктов.

Вопросы совершенствования молочных центрифуг с.-х, назначения и их электроприводов непосредственно связаны с интенсификацией с.-х. производства на основе внедрения результатов научных исследований в практику. Это тем более важно, что электроприводы выпускаемых в настоящее время молочных сепараторов, как за рубежом, так и в России, во многом не соответствуют технологическим требованиям. Сепараторы с редукториыми электроприводами имеют ряд недостатков: наличие редуктора, низкая надежность, относительная большая удельная металлоемкость, высокий уровень шума и вибраций, повышенные эксплуатационные затраты и др.

Значительные возможности в совершенствовании современных молочных сепараторов заложены в разработке и применении рационального безре-дукторного электропривода повышенной частоты тока, не имеющего указанных недостатков.

Такой электропривод позволяет существенно упростить кинематическую схему сепаратора до схемы «электродвигатель-барабан» значительно уменьшить массогабаритные показатели сепаратора, увеличить надежность, долговечность и экономичность его работы [3,4,5,6,7,8].

Приоритет в создании и исследовании электропривода повышенной частоты тока молочных сепараторов принадлежит нашей стране. В частности, значительная работа в этой области проделана в Горском государственном аграрном университете, Краснодарском политехническом институте, и др., под

руководством Краморова Ю.И., Рапутова Б.М., Гайтова Б.Х., Суркова В.Д., Блгомина Г.З., Ходова А,У., Пахомова СВ.

В их работах показана эффективность применения повышенной частоты тока в электроприводе молочных сепараторов [3,5,8,9], созданы и исследованы статические ферромагнитные [8,10,11,12], и полупроводниковые преобразователи частоты тока [4,5,6], исследована динамика электропривода с гидродинамической муфтой [6,13,14], разработан и исследован сепаратор с «барабан - ротором» [4,5,15]. Кроме того, значительная работа проведена в области улучшения технологии центробежного сепарирования молока [16,17], исследования конструктивных параметров, повышающих эффективность работы сепараторов [18], исследования динамики, надежности и прочности сепараторов [14,19], исследования преобразователей частоты тока и электродвигателей [4,8,20,21] и других, раскрывших широкие возможности безредукторного электропривода повышенной частоты тока молочных сепараторов.

Изложенное позволяет констатировать актуальность работ по совершенствованию высокоскоростных молочных сепараторов с применением безре-дукторных электроприводов а сформулировать цель и задачи исследования.

Целью исследования является обоснование параметров безредукторного без пусковой муфты электропривода повышенной частоты тока молочного сепаратора.

Для реализации цели решению подлежат следующие задачи:

провести анализ существующих конструкций приводов отечественных и зарубежных молочных сепараторов и научной литературы посвященной их исследованию;

разработать наиболее рациональную схему привода молочного сепаратора и провести необходимые исследования по обоснованию рабочей зоны вращения вала-веретена;

теоретически и экспериментально обосновать основные параметры системы «статический ферромагнитный преобразователь частоты встроенный

— асинхронный двигатель» (СФПЧВ-АД) и исследовать основные режимы ее работы;

- испытать в производственных условиях сепаратор с разработанным
приводом и определить экономическую эффективность от ее внедрения.

Объектом исследования является безредукторный без пусковой муфты молочный сепаратор с приводом повышенной частоты тока.

Предметом исследования является высокоскоростной электропривод вала-веретена одновременно являющегося валом ротора электродвигателя.

В работе используются общепринятые методы исследования динамики вала, приводных характеристик рабочего органа, работы систем «источник питания - асинхронный двигатель» соизмеримой мощности.

В процессе работы над диссертацией была изучена доступная литература по технологии процесса сепарирования и центрифугирования многофазных систем, подлежащих разделению, математическому анализу работы высокоскоростного гибкого вала, исследования приводных характеристик вращающихся рабочих органов и изучению систем «источник питания — АД соизмеримой мощности».

Научная новизна диссертации заключается:

в теоретическом и экспериментальном исследовании основных режимов вала-веретена сепаратора;

в обосновании основных параметров системы «статический ферромагнитный преобразователь частоты встроенный — асинхронный двигатель» и результаты исследования ее основных режимов работы.

На базе проведенных исследований был разработан и изготовлен экспериментальный образец сепаратора, который успешно прошел испытания в условиях завода «Смычка» и ЦОКБ ГГАУ. Опытный образец сепаратора эксплуатируется в условиях «Гормолзавода» г.Владикавказа.

Результаты исследования используются при чтении лекции и проведении лабораторно-практических занятий по курсу «автоматизированный электропривод с.-х. машин».

Результаты исследований докладывались на ежегодных научно-практических конференциях ГГАУ, на международной научно-практической конференции (ВИЭСХ - г. Москва - 2003 г), на региональной научно-практической конференции (г. Краснодар -2003г) и изложены в материалах этих конференций.

Анализ режимов работы безредукторного сепаратора без пусковой муфты

Привод большинства молочных сепараторов и центрифуг различного назначения осуществляется от асинхронных электродвигателей промышленной частоты тока через центробежную фрикционную муфту и винтовую пару (мультипликатор). Однако опыт эксплуатации и результаты исследования ряда авторов [3,13,14,87,88,89] показали следующие недостатки такой схемы привода:

1. Фрикционная центробежная муфта, служащая для облегчения пуска электродвигателя, отличается низкой надежностью, нуждается в регулярном уходе и частых ремонтах, попадания масла на колодки или их износ приводит к снижению частоты вращения барабана и нарушению режима технологического процесса: неправильная регулировка и «прилипание» приводят к нарушению режима пуска, перегрева и выходу электродвигателя из строя.

2. Винтовая пара (червячный мультипликатор) является источником дополнительных вибраций вертикального вала, вызываемых односторонним (боковым) давлением на винт со стороны винтового колеса, а также ударных воздействий, обусловленных недостаточной точностью изготовления и износом зубчатой пары, срок службы незначителен (400..,500 часов).

Поиски более рациональной кинематической схемы привода привели к разработке безредукторных сепараторов и центрифуг с приводом от асинхронных с короткозамкнутым ротором электродвигателей повышенной частоты тока, в которых для обеспечения плавности пуска барабана и исключения перегрева обмоток двигателя ряд авторов рекомендует использовать гидромуфту [3,13,87,14,88,89]. Это тем более привлекательно, что механические характеристики сепараторов имеют вентиляторный характер, полностью соответствующий внешней характеристике гидромуфты [3,13]. Такая схема впервые была предложена и разработана доктором технических наук Ю.И.Краморовым и к.т.н. А.А.Марзагановым и реализована в центрифуге ОСП-ЗМ производительностью 3000 л/час.

Легкость конструкции, надежность привода, малые габариты и стоимость, снижение уровня вибраций - это основные достоинства указанной схемы привода. В то же время тяжелые условия пуска и его большая продолжительность предопределяют необходимость завышения мощности электродвигателя. Решение вопроса облегчения пуска предложено д.т.н. Ю.А.Хетагуровой [14] посредством применения регулируемой гидромуфты, которая благодаря введению сильфона, жестко связанного с насосным колесом, позволяет регулировать рабочий зазор между насосным и турбинным колесами при помощи центробежного механизма.

Применение регулируемой гидромуфты позволяет осуществлять пуск приводного электродвигателя практически вхолостую, и лишь затем плавно нагружать его, обеспечивая разгон барабана при работе электродвигателя на рабочей части механической характеристики.

При этом обеспечивается отсутствие нагрузки на валу двигателя в пусковом режиме и при соответствующем законе регулирования полностью исключить возможность перегрева обмоток электродвигателя.

Однако применение регулируемой гидромуфты привносит определенные сложности, связанные как с необходимостью ее охлаждения, так и с управлением работой: автоматизация процесса нагружения, обеспечение постоянства частоты вращения при изменениях подачи продукта в рабочем режиме и др.

Эти недостатки полностью исключаются при отказе от всевозможных эластичных элементов (в том числе и гидромуфт) в приводе и прямом соединении барабана с валом высокоскоростного электродвигателя. Это следующий шаг в процессе совершенствования системы электропривода, кульминацией которого является создание совмещенных воедино с электродвигателем машин и аппаратов.

Механическая характеристика сепаратора (рис. 3.1) с высоскоростным электроприводом и непосредственным соединением валов барабана и электродвигателя имеет вентиляторный характер, в связи с чем пуск его может быть обеспечен асинхронным электродвигателем нормального (общепромышленного) исполнения, выбранного по условию обеспечения работы в номинальном режиме [13]. Однако из-за значительных потерь энергии в процессе пуска, которые приводят к нагреву обмоток, приходиться завышать мощность электродвигателя. При этом вероятность нагрева обмоток уменьшается, но возрастает вероятность поломки высокоскоростного вала из-за значительного (до 1,8...2М„) пускового момента асинхронного электродвигателя обусловливающего эффект «рывка» [96].

Учитывая, что для питания высокоскоростного электродвигателя необходим источник повышенной частоты тока, который может быть индивидуальным (как в предлагаемом нами случае), указанные выше недостатки сравнительно просто исключаются выбором соотношения между мощностями электродвигателя и источника тока (преобразователя частоты тока). Методика и порядок выбора будут рассмотрены в следующих главах работы, здесь же следует отметить, что осуществляется выбор уровня снижения напряжения источника тока повышенной частоты так, чтобы обеспечивался разгон барабана, а энергия, выделяющаяся в обмотках и стали электродвигателя не приводит к перегреву обмоток. Одновременно снижение напряжения питания электродвигателя резко снизит эффект «рывка» и будет обеспечен плавный разгон барабана.

Очевидно, что исключение промежуточных звеньев из кинематической схемы привода сепаратора окажет определенное влияние на динамику его работы вследствие уменьшения длины высокоскоростного вала [103]. В первую очередь изменятся значения критических частот вращения ікр) »2кр вала и для их определения и установления факта соответствия рабочей частоты вращения ар рекомендуемой области 1,4 сл сор 0,7 (о2кр необходимо провести соответствующие исследования.

Выбор типа и мощности преобразователя частоты и особенности его расчета

В качестве источников повышенной частоты тока в различных отраслях народного хозяйства применяются статические и вращающие преобразователи.

Последние разделяются на ферромагнитные и полупроводниковые. Выбор того или иного преобразователя частоты определяется в зависимости от требований предъявляемых приводными характеристиками сепаратора.

Основными особенностями электроприводов молочных сепараторов являются: относительная высокая частота вращения барабана (более 300...500 рад/с); значительные маховые массы барабана; стабильность частоты вращения; значительное время пуска и торможения; отсутствие необходимости регулирования частоты вращения.

Условия окружающей среды, в которых работают сепараторы характеризуются повышенно» влажностью, а обслуживающий персонал чаще всего недостаточно квалифицирован в области эксплуатации электротехнических устройств. В связи с этим к преобразователям частоты тока в электроприводах молочных сепараторов предъявляют следующие требования: нормальная работоспособность в помещениях с повышенной влажностью воздуха; простота конструкции, эксплуатации и надежность в работе; способность выдерживать перегрузки по току (из-за значительной продолжительности режима пуска); относительно высокие технико-экономические показатели: КПД, coscp, малая стоимость; возможность организации серийного производства при малых капитальных затратах и эксплуатационных издержках.

Проанализируем достоинства и недостатки различных типов преобразователей частоты с учетом приведенных требований. Электромашинные преобразователи частоты имеют ряд недостатков по сравнению со статическими: значительно меньшая надежность из-за более сложной конструкции и наличие вращающихся частей; низкий коэффициент полезного действия; зависимость частоты от нагрузки; сложность ремонта и ухода; худшая способность выдерживать длительные перегрузки по току; относительно большая стоимость; сложность организации серийного производства и др. Исходя из этого и учитывая предъявленные требования, применение электромашинных преобразователей частоты в электроприводах повышенной частоты тока молочных сепараторов нецелесообразно.

Полупроводниковые преобразователи частоты, относящиеся к статическим, по сравнению с электромашинными преобразователями, лишены некоторых их недостатков. Ценным свойством статических полупроводниковых преобразователей частоты для регулируемых электроприводов является возможность плавного регулирования частоты вращения в широком диапазоне.

Но для большинства высокоскоростных установок, в частности молочных сепараторов, не требующих регулирования частоты вращения, применение полупроводниковых преобразователей частоты по технико-экономическим соображениям менее целесообразно, чем применение статических ферромагнитных преобразователей частоты.

Кроме того, этот вид преобразователей слишком сложен в изготовлении и настройке, имеет недостаточную перегрузочную способность по току и, следовательно, большой коэффициент соизмеримости мощностей. У данных преобразователей неудовлетворительная форма выходного напряжения, высокая чувствительность к условиям окружающей среды и вибрациям. Маломощные преобразователи имеют относительно большие массо-габаритные показатели и стоимость. Перечисленные недостатки этих преобразователей частоты определяют нерациональность их применения в безредукторных электроприводах молочных сепараторов сельскохозяйственного назначения.

Согласно [3,5,8,13] для регулируемых или ступенчато-регулируемых электроприводов повышенной частоты тока наиболее рационально применение статических ферромагнитных преобразователей частоты. Основные их преимущества по сравнению с вышеупомянутыми следующие: высокая надежность в работе, большой срок службы, постоянная готовность к работе, способность выдерживать значительные кратковременные перегрузки по току, независимость частоты от нагрузки, относительная простота изготовления, отсутствие необходимости в постоянном уходе.

Однако, статическим ферромагнитным преобразователям частоты трансформаторного типа (СФПЧ) присущи и такие недостатки, как искажение формы и симметрии выходного напряжения при изменении нагрузки, сравнительно большие габариты, низкий коэффициент мощности, крутопадающая внешняя характеристика.

Этих недостатков частично лишены статические ферромагнитные преобразователи частоты с вращающимся полем (СФПЧВ), отдельные недостатки которых могут быть устранены или ослаблены при необходимости такими способами, как включение конденсаторов параллельно входу преобразоватсля, применение продольной или поперечной емкостной компенсации на выходе преобразователя. Магнитопровод и обмотки СФПЧВ выполняются по типу машин переменного тока [10, 33], Наиболее рационально изготовление преобразователей этого типа на базе статора серийного асинхронного двигателя (рис.3.2, 3.3).

Исследования режима самовозбуждения системы «ферромагнитный преобразователь частоты тока - емкостная компенсация - асинхронный двигатель».

Согласно [37], влияние сопротивления нагрузки, включенной параллельно конденсаторам (в рассматриваемом случае — сопротивление вторичной цепи преобразователя - Кцр) на значение частот вращения самовозбуждения незначительно. А индуктивное сопротивление оказывает значительное влияние на Zc и соответственно на область частот возбуждения, с другой стороны, на распределение потерь энерпш при торможении активное сопротивление оказывает значительное влияние.

Если рассматривать систему как асинхронный генератор с самовозбуждением от конденсатора, нагруженный на смешанную активно — индуктивную нагрузку, то известно, что максимальную активную мощность генератор отдает при равенстве сопротивления Хс эквивалентному индуктивному сопротивлению схемы замещения. При этом большая часть потерь энергии выделится в нагрузке.

Согласно [35]значение емкостей конденсаторов, необходимые для компенсации реактивной мощности, являются оптимальными и для режима конденсаторного торможения. Исследования режима самовозбуждения системы «ферромагнитный преобразователь частоты тока- емкостная компенсация - асинхронный двигатель».

В связи с тем, что при соизмеримости мощностей преобразователя и электродвигателя применяется емкостная компенсация, возможны явления, связанные с параметрическим резонансом цепей с индуктивностью и емкостью, проявляющиеся в исследуемой системе в виде самовозбуждения двигателя [8, 39, 40, 41]. Условия самовозбуждения могут возникнуть в исследуемой системе при определенных значениях её параметров: внутреннего индуктивного сопротивления преобразователя (зависит от изменения питающего напряжения), степени и способа емкостной компенсации, величины и характера сопротивления нагрузки (зависит от скольжения асинхронного двигателя). При определенных условиях свободные колебания, возникающие в системе при самовозбуждении системы могут нарастать, затухать или поддерживаться незатухающими.

Зависит это от соотношения между энергией, вносимой в систему при изменении того или иного параметра и потерями энергии в ней.

При частоте свободных колебаний А., больших частот вынужденных со, скольжение SCB ротора двигателя, вращающегося с частотой вращения а Р относительно поля токов свободной частоты, положительно, т.е. при числе пар полюсов двигателя Р = 1, принято для упрощения записей.

В этом случае асинхронная машина работает относительно токов Лев в режиме двигателя, при положительном направлении чередования фаз токов Асв или в режиме электромагнитного тормоза — при противоположном. В обоих этих случаях самовозбуждение не возникает.

При частоте Хсв а 2 скольжение SCB 0 и асинхронная машина работает в режиме генератора по отношению к колебательному контору. При этом энергия из сети через ротор передается в колебательный контур и если активное сопротивление колебательного контура недостаточно для его поглощения, наступает незатухающий режим самовозбуждения.

Следует отметить, что в подобных системах возможны и другие явления, связанные с параметрическим резонансом и нелинейностью ферромагнитных элементов системы, тригерный эффект [8, 14, 39], Однако, как показали эти же исследования, тригерный эффект в рассматриваемой системе возникает лишь при значительных изменениях напряжения на входе преобразователя (более чем на 20...25%), что при нормальных условиях эксплуатации молочных сепараторов не имеем места. Поэтому наибольший теоретический и практический интерес представляет режим самовозбуждения электродвигателя при питании от статических ферромагнитных преобразователей частоты. В работах [8, 40, 41] самовозбуждение исследуемой системы относительно полно изучено при применении продольной емкостной компенсации, определены границы зоны самовозбуждения, рассмотрено влияние различных параметров системы на условия возникновения и развития процесса самовозбуждения, исследованы рациональные способы предупреждения самовозбуждения системы при продольной компенсации,

В то же время вопросы самовозбуждения асинхронного электродвигателя при питании от ферромагнитного преобразователя частоты соизмеримой мощности при применении поперечной компенсации исследованы недостаточно. Имеются лишь крайне немногочисленные исследования самовозбуждения системы при применении поперечной компенсации. В [33, 42] рассмотрена система при поперечной компенсации и исследован триггерный эффект. В [43] рассмотрен режим самовозбуждения системы при применении согласующего трансформатора между преобразователем и электродвигателем. В то же время режимы работы системы при непосредственном подключении двигателя к преобразователю при поперечной емкостной компенсации имеет свои особенности, рассмотренные в разделе 3.2.2.

Механические характеристики электропривода безредукторного молочного сепаратора

Механические характеристики являются наиболее важным при разработке и исследовании электроприводов. Правильное сочетание механических характеристик электропривода и рабочей машины - одно из важнейших и непременных условий высоких технико-экономических показателей работы производственного агрегата. Это требование имеет особо важное значение для безредукторного электропривода повышенной частоты тока, где мощность электродвигателя и преобразователя частоты тока являются соизмеримыми. Создание рационального безредукторного электропривода повышенной частоты тока молочного сепаратора невозможно без наличия экспериментальных механических характеристик рабочего органа (барабана) сепаратора и приводного электродвигателя. Вследствие этого важное значение имеет выбор рациональной методики экспериментальных исследований механических характеристик. Методы экспериментального исследования механических характеристик можно разбить на три группы: методы, основанные на измерении статического момента двигателя в установившемся режиме или полного момента при переходном режиме; методы, основанные на измерении динамического момента при разгоне путем измерения усилий при ускорении маховых масс; методы, основанные на измерении динамического момента путем графического или электрического дифференцирования частоты вращения при разбеге. Всем этим методам присущи те или иные недостатки: сложность и громоздкость устройств измерения, необходимость применения усилителей, зависимость результатов измерений от места установки датчиков (для методов второй группы) или от характеристик нагрузочного устройства (методы первой группы) и др. Часто усложнение устройств измерения момента вызывается необходимостью получения динамического момента двигателя. Наиболее предпочтительными для снятия механических характеристик молочных сепараторов являются методы третьей группы, т.к. они при относительной надежности схемы и устройств измерения дают достаточно высокую точность. Для безредукторного молочного сепаратора наиболее целесообразен метод Иттерберга для определения момента инерции вращающихся тел с последующим возможным определением их механических характеристик [48]. Сущность метода Иттерберга состоит в том, что с помощью тахогенератора постоянного тока, присоединенного к валу машины, самопишущим прибором, включенным на зажимы тахогенератора через конденсатор емкостью С, записывается ток, который пропорционален ускорению, а следовательно, динамическому моменту машины. При изменении напряжения тахогенератора через самописец, обладающий сопротивлением R, протекает ток заряда конденсатора: Для получения достаточной точности результатов измерений требуется тахогенератор с большим к и значительная емкость конденсаторов (порядка С = 1000...2000 мкФ), что приводит к увеличению члена - Т в уравнении (4.7) и, следовательно, приводит к увеличению погрешности измерений. Поэтому в данной работе для снятия механических характеристик использован метод графического дифференцирования кривой выбега сепаратора. Из уравнения движения электропривода: следует, что при свободном выбеге момент статического сопротивления барабана сепаратора равен динамическому моменту: В эксперименте применялся тахогенератор постоянного тока и самопишущий прибор (рис. 4.11, 4.12). Тахогенератор соединялся непосредственно с валом двигателя сепаратора с помощью упругой муфты. Момент инерции барабана был определен методом «падающих грузов». Механические характеристики безредукторного сепаратора представлены на (рис.3.1). Для сравнения также представлены механические характеристики серийно выпускаемого сепаратора Ж5-ОСБ. Молочные сепараторы относятся к механизмам с нелинейно-возрастающей (параболической) механической характеристикой, которую можно выразить следующим выражением: Коэффициент х, характеризирующий изменение момента сопротивления при изменении частоты вращения может быть определен методом выравнивания из экспериментально снятых механических характеристик. Для серийного сепаратора Ж5-ОСБ номинальный момент статических сопротивлений Мсн=0,47 Н м, а момент трогания Мо=0,1 Нм, при этом коэффициент х = 2. При работе сепаратора без нагрузки момент на валу двигателя, приведенный к валу барабана Мхх=0,3 Н Для безредукторного сепаратора той же производительности, барабан которого непосредственно соединен с валом приводного двигателя, МС„=0,39Н м; Мо=0,04 Н мили М0=ОДМСН, коэффициентх= 1,9. При холостом ходе момент соответствующий номинальной частоте вращения в 2 раза меньше, чем под нагрузкой, т.е. Отсюда следует, что момент потерь, а следовательно, и мощность потерь в промежуточной передаче у серийного сепаратора составляет 25...30% от момента и мощности на барабане сепаратора. Механическая характеристика асинхронного двигателя сепаратора также снята методом Иттерберга и приведена на рис.4.13.

Похожие диссертации на Разработка и обоснование параметров привода безредукторного молочного сепаратора для фермерских хозяйств