Система управления электрическим приводом механизма поворота башенного крана грузоподъёмностью 25 тонн

 

 

 

 

Условием проверки двигателя  по перегрузочной способности является:

=198                                                                                               (2.23)

где,

при выборе двигателя постоянного  тока обычного исполнения и синхронного  двигателя М_мах= М_доп=1,5-2,5 М_ном, для асинхронного двигателя с фазным

ротором этот момент может  быть принят примерно равным критическому.

При выборе двигателя с  короткозамкнутым ротором двигатель  должен быть

также по условиям пуска, для  чего сопоставляется пусковой момент с моментом нагрузки при пуске.

= 198                                                                               (2.24)

Если выбирается двигатель  не длительного режима, а  с продолжительностью включения с ПВ=40%, то выбор производится по условию:

                                                         (2.25)

Номинальная мощность двигателя  с учетом коэффициента запаса К_з=1,1-1,4

18,9 кВт

Проверка электродвигателя механизма поворота

Проверка ЭД на нагрев.

Для проверки двигателя по нагреву используем метод эквивалентного момента. Используя нагрузочную  диаграмму, находим эквивалентный  момент за

цикл работы привода. Для  нормального теплового состояния  необходимо, чтобы эквивалентный  момент нагрузки был не больше номинального момента двигателя.

Для расчёта приведённого момента всех вращающихся масс механизма вращения башни находим момент инерции вращающихся масс, который состоит из момента инерции вращения башни, момента инерции вращения противовеса, момента

инерции вращения стрелы, момента  инерции вращения груза, момента  инерции двигателя и момента  инерции передаточного механизма.

 

 кг∙м²                   (2.26)

 

 

 

J_ред - момент инерции редуктора

выбираем примерно на 30% больше момента инерции двигателя

=0,65 кг∙м²(2.27)

J_дв - паспортный осевой момент инерции электродвигателя,

J_б - момент инерции башни:

кг∙м²(2.28)

где r₁-средний радиус поворотной платформы

J_пр - момент инерции противовеса:

 

                                                                                                               (2.29)

J_ст - момент инерции стрелы:

0,53 кг∙м²(2.3)

J_гр - момент инерции груза:

 кг∙м²(2.31)

Расчет времени разгона  выбранного ЭД

Предварительно рассчитываем момент на валу двигателя и время  его разгона до установившейся скорости:

с грузом:

197,9Нм                                                       (2.32)

469,6Нм                                             (2.33)

2,7 сек.                                                            (2.34)

138,5Нм                                                    (2.35)

 

 

= 2,4сек.                                                        (2.36)

                                                             (2.37)

 

Номинальный момент двигателя:

Нм                                                 (2.38)

Выбираем колодочный пружинный  тормоз с тормозным моментом:

217,7 = 544,3Нм                                                     (2.39)

 МН                                                                                         (2.4)

ТКГ-600М

Время торможения:

с грузом:

                                                                      (2.41)

Без груза:

                                                                 (2.42)

Суммарное время торможения  в рабочем цикле:

                                                              (2.43)

Время движения с установившейся скоростью:

с грузом:

 сек.                                        (2.44)

без груза:

37- (1,7 + 2,4) = 32,9 сек.                                          (2.45)

 

 

 

 

 

Суммарное время движения с установившейся скоростью:

 

                                                    (2.46)

 

Эквивалентный момент на валу электродвигателя:

 

 

 

  Нм                                                                                (2.47)

По полученным данным строим нагрузочную диаграмму моментов:

Условие проверки по нагреву:

(2.48)

217,7  168,9 Нм

Так как, значит выбранный двигатель удовлетворяет условию нагрева.

Перепроверка электродвигателя на перегрузочную способность при  разгоне по модулю.

                                                    (2.49)

                                                  (2.5)

                                              (2.51)

                                          (2.52)

Рисунок 2 Нагрузочная диаграмма

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.3 Расчёт передаточного числа i, момента на валу механизма, выбор редуктора

 

 

(2.53)

                                                                                            (2.54)

 

 

Рисунок 3. Схема редуктора

 

 

 

 

 

 

 

2.4.Расчет пускового реостата для асинхронного двигателя  с фазным ротором.

При пуске асинхронные двигатели  потребляют из питающей сети значительные пусковые токи. В момент пуска, вращающееся  магнитное поле статора в 20 раз  чаще пересекает обмотку ротора, поэтому  пусковой ток возрастает в 5-6 раз. Большие  броски тока приводят к броскам напряжения, что неблагоприятно сказывается  на режиме работы других потребителей. В связи с этим пусковые токи необходимо ограничивать. В то же  время при  больших токах двигатели развивают  небольшой вращающий момент, т.к. наибольший момент, соответственно наибольший КПД получаются при равенстве  магнитных и электрических потерь. Поэтому для уменьшения пусковых токов, для увеличения пускового  момента, т. е. для выравнивания выше указанных потерь в цепь ротора вводятся добавочные сопротивления.

Выбран двигатель MTF411-6

 

 

 

режим работы средний.

                                        (2.55)

 

                                                                  (2.56)

 

Определяем сопротивление фазы ротора :

 Ом                                                                 (2.57)

 

 

 

 

(2. 58)

Скорость должна регулироваться в 4 ступени.

Определяем коэффициент  небаланса:

= 0,55                                                     (2.59)

(2.6) 
                                                                              (2.61)

Определяем активное сопротивление  одной фазы ротора при полностью  введенном реостате:

Ом                                                             (2.62)

Сопротивление одной фазы при работе двигателя на 2 ступени  определяется:

                                                             (2.63)

Сопротивление одной фазы ротора при работе двигателя на 3 ступени:

                                               (2.64)

Сопротивление одной фазы ротора при работе двигателя на 4 ступени:

                                                    (2.65)

                                                     (2.66)

                                                  (2.67)

                                               (2.68)

              (2.69)

 

 

 

Рассчитываем номинальное  сопротивление ротора:

                               (2.7)

Рассчитываем номинальную  угловую скорость вращения ротора:

рад/сек                                                                       (2.71)

По методу отрезков рассчитываем перепады скорости при номинальном моменте:

 рад/сек                                               (2.72)

= 104,7рад/сек                                                                                 (2.73)

                                                   (2.74)

рад/сек                                                   (2.75)

рад/сек                                                         (2.76)

рад/сек                                                         (2.77)

рад/сек                                                      (2.78)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 4.График перепада скоростей при номинальном моменте

 

 

 

                                                                                     (2.79)

                                                                                 (2.8)

                                                                                  (2.81)

                                                                                (2.82)

                                                                                   (2.83)

 

(2.84)

Нм                                                 (2.85)

Нм                                                                 (2.86)

Нм                                                          (2.87)

Нм                                                            (2.88)

 Нм                                                               (2.89)

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 6.  Данные механических электромеханических  характеристик электропривода

						skе=	s ном=
Естествен.	S	1	0,8	0,6	0,4	0,08	0,035	s =0
1		0	20,93333	41,86667	62,8	96,29333	101,0033	104,6667
	M	103,3386	128,7129	170,3057	250	650	477,377	0
2	S	1	0,8	0,6	0,4	0,08	0,035	s =0
		0	20,93333	41,86667	62,8	96,29333	101,0033	104,6667
	M	448,2759	520	600	650	250	112,8857	0
3	S	1	0,8	0,6	0,4	0,08	0,035	s ном=
		0	20,93333	41,86667	62,8	96,29333	101,0033	104,6667
	M	636,3166	594,1753	512,2537	382,3301	84,19667	36,96194	0
4	S	1	0,8	0,6	0,4	0,37	0,05	s =0
		0	20,93333	41,86667	62,8	65,94	99,43333	104,6667
	M	524,6983	453,1841	362,3288	253,5079	235,843	32,97368	0
5	S	1	0,8	0,6	0,4	0,37	0,05	s =0
		0	20,93333	41,86667	62,8	65,94	99,43333	104,6667
	M	461,5385	390	305,8824	210,8108	195,7639	27,07158	0