Автоматизированный электропривод (стр. 3 )

Динамические моменты для нагруженного и ненагруженного механизма:

(7.43)

(7.44)

Моменты сопротивления двигателя при пуске и торможении с грузом:

(7.45)

(7.46)

Моменты сопротивления двигателя при пуске и торможении без груза:

(7.47)

(7.48)

Эквивалентный момент двигателя при стандартной продолжительности включения (ПВн=40%)

(7.49)

Номинальный момент двигателя

(7.50)

Выбранный двигатель проходит по нагреву, если выполняется условие . Двигатель проходит по перегрузочной способности, если выполняется условие .

Если хотя бы одно из этих условий не выполняется, необходимо принимать двигатель следующий больший по мощности.

7.3.1. Общие сведения

Механизм передвижения моста и механизм передвижения тележки принципиально не отличается, то есть кинематические схемы передвижения аналогичны.

Для выбора типа и мощности электродвигателя необходимы следующие технические данные механизма передвижения моста: грузоподъемность , кг; скорость передвижения моста , м/с; диаметр ходового колеса , м; диаметр цапф (подшипников) колес , м; ускорение (замедление) , ; передаточное число редуктора ; длительность цикла , с; к. п.д. механизма ,о. е.; путь передвижения моста , м; длина пролета (моста) , м.

7.3.2. Указания к расчету

Для выбора мощности электродвигателя (электродвигатель) необходимо также знать вес крана. Вес крана можно рассчитать по следующей формуле:

, (7.51)

. (7.52)

В формулах определения моментов статической нагрузки вместо веса тележки необходимо использовать вес крана . В остальном методика выбора типа и мощности электродвигателя механизма передвижения моста не отличается от вышеизложенной методики для механизма передвижения тележки. Методика расчета и выбора элементов электрической схемы механизмов передвижения тележки и моста очень незначительно отличается от методики, изложенной для электрической схемы механизма подъема.

В проекте для наглядности и лучшего понимания выполненной работы результаты должны быть представлены в виде таблиц, диаграмм, графиков и т. п.

Пример оформления задания по курсовому проекту приведен в прил. 1, технические данные электродвигателей с фазным ротором приведены в прил. 2, варианты заданий на курсовой проект – в прил. 3, 4.

Омский государственный технический университет

Кафедра «Электрическая техника»

Пояснительная записка

К курсовому проекту по дисциплине

«Автоматизированный электропривод»

«Проектирование электропривода подъемной установки мостового крана»

Выполнил:

студент группы

Проверил:

Омск

Задание

Вариант на разработку: 0.

Грузоподъемность лебедки G1=350 кН.

Вес грузозахватного устройства G0=17,5 кН.

Диаметр барабана Dб=0,7 м.

Скорость подъема и опускания груза Vн=0,49 м/с.

Ускорение замедления при работе с грузом а1=0,56 м/с2.

Ускорение замедления при работе без груза а0=0,84 м/с.

Кратность полиспаста iп=7.

Передаточное число редуктора iр=5,0.

Длительность цикла tц=840 с.

КПД редуктора hр=0,85.

КПД полиспаста hп=0,99.

КПД барабана hб=0,95.

Высота подъема Н=13 м.

Продолжительность включения механизма ПВ=63%.

Кинематическая схема механизма показана на рисунке 1.

Рисунок 1. Кинематическая схема механизма подъема:

1 – электродвигатель; 2 – редуктор; 3 – барабан; 4 – полиспаст; 5 – тормоз; 6 – соединительная муфта

Цикл работы механизма состоит из операций подъема, перемещения, опускания груза, затем подъема, перемещения и опускания захватного приспособления.

Введение

Общепромышленные механизмы являются основными механизмами множества конкрет­ных разновидностей производственных установок. К их числу относятся: подъемные краны, экскаваторы, пассажирские и грузовые подъемники различной конструкции, промышленные манипуляторы и роботы, канатные дороги, эскалаторы, различные конвейеры, осуществляющие транспортировку людей и грузов, насосы, вентиляторы, воздуходувки и т. п.

Общепромышленные механизмы играют в народном хозяйстве важнейшую роль. Они являются основным средством механизации и автоматизации различных производственных процессов. Поэтому уровень промышленного производства и производительность труда в значительной степени зависят от их технического совершенства. Наиболее универсальны как средства механизации подъемно-транспортных операций подъемные краны, нашедшие широкое применение в самых различных отраслях промышленности, в строительстве и на транспорте.

На промышленных предприятиях наиболее распространенным и универсальным подъемно-транспортным устройством является мостовой кран. Основными механизмами мостового крана являются: механизм передвижения моста, механизм передвижения тележки и подъемная лебедка, которая снабжается индивидуальным электроприводом.

В данном курсовом проекте рассчитывается электропривод подъемной лебедки.

Расчет времени пуска и торможения

Время пуска двигателя равно времени его торможения:

с грузом

с,

без груза

с.

Средняя скорость передвижения груза (грузозахватного устройства) за время пуска и торможения

м/с.

Путь, пройденный грузом (грузозахватным устройством) за время пуска и торможения:

м,

м.

Путь, приходящийся на движение груза (грузозахватного устройства) при установившейся скорости:

м,

м.

Время подъема (опускания) груза (грузозахватного устройства) с установившейся скоростью:

с,

с.

Полное время подъема (опускания) с грузом

с.

Полное время подъема (опускания) без груза

с.

ПРИВЕДЕНИЕ К ВАЛУ ДВИГАТЕЛЯ МОМЕНТА СТАТИЧЕСКОЙ НАГРУЗКИ

Вес груза и грузозахватного устройства

кН.

Коэффициент полезного действия передачи

,

где – КПД передачи при поднятии и опускании грузозахватного устройства. При =0,3.

Подъем с грузом

Н×м.

Опускание с грузом

Н×м.

Подъем без груза

Н×м.

Опускание без груза

Н×м.

Определяем статический среднеквадратический (эквивалентный) момент:

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР МОЩНОСТИ И ТИПА

ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Предварительный выбор мощности электродвигателя производится по статическому среднеквадратичному (эквивалентному) моменту, с учетом коэффициента запаса Кз, который учитывает неизвестную на этапе предварительных расчетов динамическую составляющую нагрузки.

Кз=(1,1–1,5). Принимаем Кз=1,3.

Н×м.

Действительная продолжительность включения

%.

Требуемая номинальная скорость двигателя:

об/мин,

рад/мин.

Эквивалентная расчетная мощность двигателя

кВт.

Пересчитанная на стандартную продолжительность включения мощность

кВт.

По рассчитанной скорости вращения и номинальной мощности с учетов принятой системы электропривода предварительно принимаем двигатель типа 4МТН355L10.

Параметры выбранного двигателя:

Pн	nн	Uрот	Iрот	Iст	cos j	r1	x1	x2/	JP	MK	I0
кВт	об/мин	В	А	а	-	Ом	Ом	Ом	Ом	Н×м	А
160	586	408	245	392	0,61	0,012	0,048	0,085	15	7310	247

УТОЧНЕННЫЙ ВЫБОР МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Выбранный двигатель необходимо проверить по условиям нагрева и перегрузки. Для этого необходимо рассчитать и построить нагрузочную диаграмму привода.

Динамический момент зависит от момента инерции привода и его ускорения.

;

,

где – угловое ускорение, 1/с2;

– суммарный приведенный момент инерции для нагруженного и ненагруженного механизма, кг×м2.

– момент инерции вращающихся передач, кг×м2.

Массы поступательно движущихся частей:

кг,

кг.

Радиус приведения кинематической цепи между двигателем и исполнительным механизмом

м.

Угловые ускорения:

с-2,

с-2.

Моменты инерции:

кг×м2,

кг×м2,

кг×м2.

Динамические моменты:

Н×м,

Н×м.

Моменты двигателя при пуске с грузом:

Н×м,

Н×м.

Моменты двигателя при торможении с грузом:

Н×м,

Н×м.

Моменты двигателя при пуске без груза:

Н×м,

Н×м.

Моменты двигателя при торможении без груза:

Н×м,

Н×м.

По рассчитанным моментам строим нагрузочную диаграмму электропривода (рисунок 2).

Эквивалентный момент двигателя при ПВрасч=18,17 %

где a=0,75 – коэффициент, учитывающий ухудшение охлаждения двигателя при пуске и торможении (для двигателей с само вентиляцией).

Приведем эквивалентный момент двигателя к стандартной ПВ=40 %:

Н×м.

Номинальный момент предварительно выбранного двигателя

Н×м.

Необходимое условие по нагреву Мн ³ Мэкв. ст выполняется.

Перегрузочная способность двигателя

, => Мк ×0,81 > Мп1,

7310×0,81=5921,1 => 5921,1 > 5646,977 – условие выполняется.

Окончательно принимаем двигатель 4МТН355L10.

Pн	nн	Uрот	Iрот	Iст	cos j	r1	x1	x2/	JP	MK	I0
кВт	об/мин	В	А	а	-	Ом	Ом	Ом	Ом	Н×м	А
160	586	408	245	392	0,61	0.012	0.048	0,085	15	7310	247

РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ДВИГАТЕЛЯ

Зависимость момента от скольжения определяется формулой

.

Номинальное скольжение двигателя

.

Сопротивление фазы обмотки ротора:

Ом,

Ом,

,

рад/мин.

Скольжение s изменяется от 1 до 0

s	1,0	0,9	0,8	0,7	0,6	0,5	0,4	0,3	0,2	0,1
М	2186	2413	2693	3041	3488	4077	4875	5969	7339	7673

Критическое скольжение и критический момент: