Электрический привод

 Величина  момента двигателя находится  из уравнения:                                                             

 Мg = bМ_н

где   b - коэффициент, зависящий от типа двигателя и условия пуска.               

 Для двигателя постоянного тока и асинхронных двигателей с фазным ротором                                                                                                                                              

b = 1.4 ¸ 1.6.               

 Для данного  двигателя  b = 1.6.                     

                                    

где     М_н – номинальный момент двигателя         

 Р_н – номинальная мощность двигателя (Р_н = 22 кВт);         

n_дв – частота вращения двигателя (n_дв = 723                

                                                             

                                     

 Мj₁ = Мg – М_с = 47.47 – 32.45 = 15.02      

                            Мj₂ = - Мg – М_с = - 47.47 – 32.45 = - 79.92                 

 Время пуска                                              

   с;               

 Время торможения                       

   с.

В дальнейших расчётах знак минус, стоящий у времени  торможения, не учитывается.

6.   Определение пути, пройденного рабочим органом за время пуска и

торможения.

Путь, пройденный рабочим органом за время пуска  и торможения, вычисляется по формулам:              

                                                                                    

 

где   t_n – время пуска привода (t_n = 1.64 с);       

t_m – время торможения привода (t_m = 0.31 с);       

V – скорость  поступательно движущегося элемента (V = 0.3 м/сек).                                                 

   м;                                                

   м.               

7.  Определение пути, пройденного рабочим органом                                     

 с установившейся скоростью.         

 Путь, пройденный  рабочим органом, с установившейся  скоростью вычисляется по формуле:                                                        

 

где    Н – высота подъёма башенного крана – расстояние по вертикали от уровня стоянки крана до грузозахватного органа, находящегося в верхнем рабочем положении. Под уровнем стоянки       поднимается горизонтальная поверхность основания (например, поверхность головок рельсов для рельсовых кранов, путь перемещения гусеничных и пневмоколёсных кранов, нижняя опора самоподъёмного крана), на которую опирается неповоротная часть крана. (Принимаем Н =16 м)               

S_n – путь, пройденный рабочим органом за время пуска (S_n = 0.25 м)               

S_m – путь, пройденный рабочим органом за время торможения (S_m = 0.05 м)

S_p = H – (S_n + S_m) = 16 – (0.25 + 0.05) = 15.7 м.           

8.  Определение времени равномерного хода рабочей машины.                

 Время равномерного  хода рабочей машины можно  определить по формуле:                                                                  

 

где   S_p – путь, пройденный рабочим органом с установившейся скоростью (S_p = 15.7 м);       

V – скорость  поступательно движущегося элемента (V = 0.3                                                      

   сек.          

9.   Определение времени паузы (исходя из условий                              

   технологического процесса).         

 Исходя из  условий технологического процесса  принимаем время паузы равным:                                                          

t₀ = 210c = 3.5 мин 

что удовлетворяет  техническим требованиям выбранного двигателя.

10.    Определение продолжительности включения.

Время одного включения  двигателя, его работы и последующей  остановки, называется рабочим циклом. Продолжительность цикла обычно не более 10 мин. Промышленность выпускает  крановые электродвигатели, рассчитанные на 15, 25, 40 и 60% - ную относительную продолжительность включения.

Величина ПВ показывает, сколько времени двигатель  находится включенным в течение  цикла:                               

 

Обычно крановые двигатели рассчитаны на работу при 25% ПВ, но один и тот же двигатель  может работать и при 15 % ПВ, и при 40% ПВ, но при этом должна соответственно изменяться его нагрузка.

В данном случае

11.    Построение нагрузочной диаграммы.

Нагрузочной диаграммой называется зависимость силы тока, момента, мощности в функции времени.

Для выбранного двигателя по полученным данным строим нагрузочную диаграмму       М =¦(t) учитывая реальные времена  протекания переходных процессов и величины пусковых и тормозных моментов, а также реальные значения пауз между временами работы двигателя.

 
где  t_n- время пуска;        

t_p- время работы;      

t_m- время торможения;      

t₀-  время паузы.     

  M_n- момент пуска;      

M_p- момент работы;      

M_m- момент торможения.       

   

12.    Определение мощности двигателя из условий нагрева.

Электрические машины не должны нагреваться свыше  допустимых пределов. При пере-

греве машины изоляция обмоточных проводов быстро стареет, теряет изоляционные свойства, становится хрупкой и при дальнейшей работе может обуглиться, что может привести к короткому замыканию и выходу машины из строя.               

 По нагрузочной  диаграмме определяем эквивалентный  по нагреву момент двигателя  за время его работы без учёта времени пауз                                               

 

где   М_n и М_m – моменты, развиваемые двигателем при пуске и торможении.                                                               

 Эквивалентная  мощность                                                            

                 

 После этого  производится пересчёт эквивалентной  мощности на ближайшую, стандартную  продолжительность включения                                                            

 

где   ПВ_д – действительная продолжительность включения двигателя       

 ПВ_к – ближайшая по величине стандартная продолжительность включения по отношению к действительной ПВ.               

 Если полученная  в результате расчёта мощность  Р_к < Р_н двигатель, который был предварительно выбран, по условиям нагрева проходит.               

 Если же  Р_к > Р_н, то необходимо задаваться следующим габаритом двигателя и расчёт производить вновь.                                               

 Определяем  эквивалентный момент:   

 

где   M_n = 1.3 M_н = 1.3 ^. 29.67 = 38.57  (кг ^. м)                                        

         

где   k – поправочный коэффициент (k = 1.5);       

(Q+Q₀) – вес груза с грузозахватным приспособлением;        

D_б – диаметр барабана;       

m – число  полиспастов;       

i – передаточное  отношение;       

h - кпд привода.                                         

 

Эквивалентная мощность:                                        

                                         

 

Поскольку Р_к = 21.6 кВт < Р_н = 22 кВт то двигатель по условию нагрева проходит.

13.      

Выбранный по каталогу двигатель (МТ51-8) проверяется на перегрузочную  способность на основании неравенства:           

                                 

где   l - перегрузочная способность двигателя (выбирается по каталогу), l = 3;       

 М_н – номинальный момент (М_н =29.67 кГ^.м )       

 М_max  - максимальный момент двигателя (выбирается по каталогу ), М_max = 85 кГ^.м.               

 Проверка  по пусковому моменту осуществляется  на основании неравенства:                                                  

 

где       =2.8;            

 М_с – момент сопротивления (М_с = 32,45 кГ^.м).                

 Если выбранный  двигатель не проходит по перегрузке  или пусковому моменту, то выбирается  двигатель большего габарита, который  удовлетворял бы этим неравенствам:             

                                   3^.29.67 = 58 кГ^.м

двигатель проходит на перегрузочную способность                                            

                                    

0.7 ^. 2.8 ^. 29.67 = 58 кГ^.м > 32.45 кГ^.м

двигатель проходит по пусковому моменту.

14.    Выбор данных двигателя по каталогу.

Выписываем все  каталожные данные двигателя МТ 51- 8

15.    Построение естественной механической характеристики двигателя.

Механической  характеристикой двигателя называется, зависимость частоты вращения n от момента М нагрузки на валу.