Расчёт электропривода грузоподъёмного механизма

 

 

3.2 Расчёт и построение электромеханической  характеристики.

 

Ток холостого хода:

       (33) 
где

   

I 24,5·

 

Ток, значение которого обусловлено  параметрами скольжения и момента на валу:

      (35)    
Используя формулы 33, 34, 35 составим расчётную таблицу:

 

Таблица 4 – Данные для  построения электромеханической характеристики.

 

S	0	0,01	0,04	0,05	0,07	0,09	0,1	0,12	0,166	1
М, Н·м	0	12,5	50	61,3	84,5	106,1	115	133,1	207	124,3
I1, A	6,4	7,2	15,2	18,3	27,8	31	34	39,8	81,4	170

 

 

 

 

 

Рисунок 2 – Механическая и электромеханическая характеристики асинхронного  

                      двигателя типа  МАП 422-4  при 2р=8.         

 

 

 

 

 

 

 

4. Построение нагрузочной диаграммы

 

4.1 Подъём номинального груза.

 

Приведенный к валу двигателя момент инерции электропривода:

= 1,2·0,2+ 0,06 кг·м                   (36) 
Передаточное число:

=                                                                          (37) 
Момент на валу электродвигателя:

                               (38)

 

Время разгона:

                                                         (39) 

где угловая скорость ω₁ определена по механической характеристике двигателя и соответствует моменту М_1ст.

 

Выбранный двигатель  типа МАП 422-4 снабжён дисковым тормозом типа ТМТ-42  с М_т = 120 Н· м

 

Постоянные потери в электродвигателе:

                                          (40) 
Тормозной момент, обусловленный постоянными потерями в  электродвигателе:

 

 

Суммарный тормозной  момент:

 

 

Время остановки поднимаемого груза  при отключении двигателя:

 

 

Установившаяся скорость подъёма номинального груза:

 

 

Путь, пройденный грузом при разгоне и торможении:

 

        

 

Время подъёма груза  при установившемся режиме:

                                                                          (46)

 
Ток, потребляемый двигателем, в пределах допустимых нагрузок пропорционален моменту  на валу и может быть найден по формуле:

                              (47) 

4.2 Тормозной спуск груза.

 

Момент на валу электродвигателя при опускании номинального груза:

 

 

Поскольку в пределах  допустимых нагрузок механическую характеристику для генераторного и двигательного режимов можно представить одной линией, скорость рекуперативного торможения определяется по формуле:

                                                              (49) 

где угловая скорость ω₂ определена по механической характеристике двигателя и соответствует моменту М_2ст.

 

Если ток тормозного режима I₂ принять равным току двигателя, работающего с моментом М_2ст, то:

                                                                       (50)

 

Время разгона при  опускании груза с включённым двигателем:

                                  (51) 

Тормозной момент при  отключении двигателя от сети:

                                                                                                                                                                                                                                       

 

Время остановки опускаемого груза:

                                        

                                                                        (53)      

 

Скорость опускания  груза:

                                                            (54) 
Путь, пройденный грузом при разгоне и торможении:

                                                      (55)  
Время опускания груза при установившемся режиме:

                                           

 

3. Подъём холостого гака.

 

Момент на валу электродвигателя при  подъёме холостого гака:

 

                                    (57) 

Моменту М_3ст=5,1 Н · м соответствует, согласно механической характеристике, скорость двигателя ω₃ =153 рад/с

Ток, потребляемый двигателем:

                      (58) 

Приведенный к валу двигателя  момент инерции электропривода:

                                    (59) 

 

 

 

Время разгона при  подъёме холостого гака:

                                                   (60) 

Тормозной момент при  отключении двигателя в конце  подъёма гака:

 

Время остановки поднимаемого гака:

 

 

 

Скорость подъёма холостого  гака:

                                                          (63) 

Путь, пройденный гаком  при разгоне и торможении:

 

                                                    (64) 

Время установившегося  движения при подъёме холостого  гака:

 

                                                                     (65) 

 

4. Силовой спуск силового гака.

 

 

Момент на валу электродвигателя при опускании холостого гака:

 

                   (66) 

Моменту М_4ст = 21,4 Н·м  соответствует скорость двигателя ω = 158 рад/с

и потребляемый ток:

 

 

 

                                                                             (67) 

 

Время разгона при опускании  холостого гака:

 

                                            (68)                                                                                  

 

Тормозной момент при отключении двигателя:

                                    (69) 

Время остановки опускаемого гака:

 

                                                          (70)                      

Скорость опускания холостого  гака:

 

                                                     (71)

  

Путь, пройденный гаком при разгоне  и торможении:

 

                                                (72) 

Время установившегося движения при  опускании холостого гака:

 

                                                                        

                                                                    (73) 

 

 

 

 

 

 

Расчётные данные работы двигателя сводим в таблицу 5.

 

Таблица 5 – Расчётные данные работы двигателя.

 

 

Режим работы	Ток, А	Время, с
Подъём номинального груза:       разгон…………………………………………       установившийся  режим………………………       торможение…………………………………… Горизонтальное перемещение  груза……………. Тормозной спуск груза:       разгон…………………………………………       установившийся  режим………………………       торможение…………………………………… Расстроповка груза……………………………….. Подъём холостого гака:       разгон…………………………………………       установившийся  режим………………………       торможение…………………………………… Горизонтальное перемещение  гака……………... Силовой спуск холостого  гака:       разгон…………………………………………       установившийся  режим………………………       торможение…………………………………… Застроповка груза…………………………………	Iп = 142 I1 = 24 — —   Iп = 142 I2 = 14,5 — —   Iп = 142      I3 =  1,4 — —   Iп = 142      I4  =  0,8 — —	t1п = 0,2 t1у = 6,5 t1т = 0,04 t01 = 6   t2п = 0,05 t2у = 6,7 t2т = 0,1 t02 = 4   t3п = 0,3 t3у = 6 t3т = 0,2 t03 = 7   t4п = 0,3 t4у = 5,8 t4т = 0,3 t04 =7

 

 

 

5. Проверка выбранного двигателя на обеспечение

заданной производительности лебёдки.

 

 

Полная продолжительность цикла:

                                                                (74) 
Число циклов в час:

 

   >                                                                (75)

 

 

 

6. Проверка выбранного двигателя на нагрев.

 

 

Расчётная продолжительность включения:

                                                                                               (76)

 

Эквивалентный ток при  повторно-кратковременном режиме,

соответствующий расчётной  ПВ% (полагая ток плавно спадающим 

от пускового до рабочего, берём для расчёта его среднее значение,

тем более что время  переходного процесса ничтожно мало):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

         

 

             (77)  

Эквивалентный ток при  повторно-кратковременном режиме, пересчитанный  на стандартную ПВ% выбранного двигателя, по уравнению:

 

          (78)

 

 

Таким образом, I_εн = 16 А < I_н = 24,5А, т. е. в заданном режиме работы выбранный двигатель перегреваться не будет.

 

 

 

8. Список используемой литературы.

 

 

1. Чекунов К. А. “Судовые электроприводы электродвижение судов”. – Л.:

Судостроение, 1976.- 376с.

 

 

2.  Теория электропривода. Методические указания к курсовой работе для           

     студентов дневных и заочных факультетов высших учебных заведений по   

      специальности 1809 “Электрооборудование и автоматика судов”.-

      Калининград  1990г. 

 

 

3.  Чиликин М. Г.  “Общий курс электропривода”.- М.: Энергия 1981г.