Мостовой кран 80тонн

           Мст.н  - момент сопротивления при номинальной  скорости, Нм;

            [pic]  -   номинальная   угловая   скорость   вращения   ротора

электродвигателя, рад/с;

             [pic]-   изменяемая    угловая   скорость   вращения    ротора

электродвигателя, рад/с;

           х  - показатель степени, который  характеризует статический момент

при изменении скорости вращения.  Для механизмов перемещения и  подъёма

кранов х = 0. Следователь- но:

                  Мст. = Мст.н. = [pic],                     (7.12.2)  [pic]

       где Рст  =  65,98  кВт  -  статическая  эквивалентная   мощ  -  ность,

пересчитанная на стандартную продолжительность  включения, кВт;

               [pic]  -  номинальная  угловая   скорость   вращения   ротора

электродвигателя, рад/с;

                      Мст. = Мст.н. = [pic] = 649,8 Нм.

       7.13 Построение  графика механической характеристики  механизма подъёма

мостового крана производим на том  же графике, где и механическая

характеристика выбранного электродвигателя (Рисунок 7.1).

      7.14 По  графику   видно,  что  механическая  характеристика  механизма

подъёма имеет форму прямой линии, из этого следует, что  статический  момент

Мст не зависит от скорости вращения.

 

       Таблица 7.1 - Сводная  таблица по результатам расчётов  естественной  и

искусственных механических характеристик  электродвигателя.

 

 

 

        Рисунок   7.1   –   Естественные   и   искусственные    механические

характеристики электродвигателя и механизма подъема мостового  крана.

 

 

 

  8 Расчет переходного процесса  электропривода механизма подъема  мостового

                                    крана

 

       Целью расчета  является построение характеристик  зависимости момента и

угловой скорости вращения электродвигателя от времени при пуске, а также

определение времени переходного  процесса.

       Исходными данными   являются технические данные  двигателя, пункта 5,

его механические характеристики пункта 7, значения выбранных ступеней

сопротивлений пункта 6.

 

       8.1 По реостатным  характеристикам (рисунок 7.1), вид  -но, что

электродвигатель можно запустить  только по характеристикам 4, 5, 6, поэтому

переходной процесс рассчитаем при введенных в цепь ротора сопротивлений

rд4, rд5  и  rд6.

 

       8.2 На рисунке  7 находим установившиеся и начальные  значения

скоростей на каждой пусковой характеристике.

 

     Характеристика     Установившиеся                    Начальные

                                    скорости  рад/с                 скорости

                                                                       рад/с

               4                          [pic] = 68

        [pic]  =0

               5                          [pic]=88

        [pic] =54

               6                          [pic]  =97

         [pic] =82

 

       8.3 Определяем  электромеханическую  постоянную  времени  для  каждой

ступени, сек.:

                 Тм = Jприв ?  [pic]                            (8.3)  [pic]

 

       где  Jприв = 1,37 кг/м2 - момент инерции электропривода;

 

          w0 = 104,6 рад/с - угловая скорость идеального  холостого хода;

               w - начальная скорость;

                 М1 = 1385,5 Нм момент пуска.

 

              Тм = Jприв ?  [pic][pic]= 1,37 ?[pic]= 0,126 сек;

              Тм = Jприв ? [pic][pic]= 1,37 ?[pic]= 0,061 сек;

                Тм = Jприв ? [pic]  = 1,37 ? [pic]= 0,028сек.

 

       8.4 Для каждого  интервала скорости рассчитаем  соот - ветствующий

интервал времени, сек.:

 

                      t = Тм ? ln ? [pic]                       (8.4)  [pic]

 

       где М2 = 779,4 Н  м - момент переключения;

              Мст = 649,5 Н м- момент статической  нагрузки.

 

 

                    t1 = 0,126 ? In ? [pic] = 0,217 сек;

 

                    t2 = 0,061 ? In ? [pic] = 0,105 сек;

 

                     t3 = 0,028 ? In ?[pic] = 0,048 сек.

 

    8.5 Определим время переходного процесса:

 

        t = t1 + t2 + t3 = 0,217 + 0,105 + 0,048 = 0,37 сек.    (8.5)  [pic]

 

 

       8.6 Зависимость  w=((t) для каждой ступени можно  рассчи- тать по

уравнению изменения угловой скорости во времени:

 

      [pic]w = wуст. ? (1 - е-t/Tм)+wнач?e-t/Tм,                       (8.6)

                                                                       [pic]

 

       где wуст. - установившаяся  угловая скорость, рад/с.

 

       8.7 Зависимость  М=((t) для каждой ступени можно  рассчи- тать по

уравнению изменения момента во времени:

 

            М = Муст. ? (1 - е-t/Tм) + М1 ? е-t/Tм              (8.7)  [pic]

 

       Результаты расчета  занесем в таблицу 8.1 (для rд4), таблицу 8.2 (для

rд5) и таблицу 8.3 (для rд6).

 

       Таблица 8.1 - Расчетные  данные необходимые для пос  - троения графиков

зависимостей w=((t) и М=((t).

 

|Вели -   |Характеристики при  введённых                                    |

|чины     |добавочных сопротивлениях                                       |

|         |rд4                                                            |

|t, сек.  |0           |0,07            |0,14            |0,217           |

|w, рад/с |0           |29              |45              |56              |

|М, Нм    |1385,5      |1073            |893             |782             |

 

 

 

       Таблица 8.2 - Расчетные  данные необходимые для пос  - троения графиков

зависимостей w=((t) и М=((t).

 

|Вели -   |Характеристики при  введённых                                    |

|чины     |добавочных сопротивлениях                                       |

|         |rд5                                                            |

|t, сек.  |0           |0,035           |0,07            |0,105           |

|tнач,    |0,217       |0,252           |0,287           |0,322           |

|сек.     |            |                |                |                |

|w, рад/с |55          |69              |77              |82              |

|М, Нм    |1385,5      |1065            |885             |782             |

 

 

       Таблица 8.3 - Расчетные  данные необходимые для пос  - троения графиков

зависимостей w=((t) и М=((t).

 

|Вели -   |Характеристики при  введённых                                    |

|чины     |добавочных сопротивлениях                                       |

|         |rд6                                                            |

|t, сек.  |0           |0,016           |0,032           |0,048           |

|tнач,    |0,322       |0,338           |0,354           |0,37            |

|сек.     |            |                |                |                |

|w, рад/с |82          |88              |92              |94              |

|М, Нм    |1385,5      |1067            |886             |782             |

 

    8.8 По данным таблицы  8.1 строим графики переходного  процесса w=((t) и

М=((t), изображенных на рисунке 8.1.

 

 

 

М,Нм    (, рад/с

 

 

 

                        t, сек

 

Рисунок 8.1 – График переходного  процесса

 

 

 

   9 Выбор аппаратуры управления  и защиты электропривода механизма  подъема

                               мостового крана

 

       Целью расчета  является выбор магнитного контрол  - лера, контакторов,

магнитных пускателей, реле защиты от токов перегрузки, конечных

выключателей электропривода, и  защитной панели.

       Исходными данными  являются технические данные  электродвигателя пункта

5, режим работы крана.

 

       9.1 Выбор магнитного  контроллера.

       Магнитные контроллеры  представляют собой сложные комплектные

коммутационные устройства для  управления крановыми электроприводами. В

магнитных контроллерах коммутация главных  цепей осуществляется с помощью

контакторов с электромагнитным приводом.

       Выбор магнитных  контроллеров для крановых механизмов  определяется

режимом работы механизма и зависит  от параметров износостойкости

контакторов. Магнитные контроллеры  должны быть рассчитаны на коммутацию

наибольших допустимых значений тока включения, а номинальный ток  их Iн

должен быть равен или больше расчетного тока двигателя при заданных

условиях эксплуатации и заданных режимах работы механизма:

 

                 Iн( Iр*к                                       (9.1)  [pic]

 

       где к = 0,8- коэффициент,  учитывающий режим работы ме- ханизма.

 

       Выберем магнитный  контроллер серии ТСАЗ160, так как  он удовлетворяет

условию выбора:

 

                   Iн = 160 А ( 68,8 А = 86 * 0,8 = Iр * к

 

       Таблица 9.1 - Технические  данные магнитного контрол - лера  ТСАЗ160.

 

|Тип      |Режим работы  |Назначение   |Номинал|Наибольший |Количество|

|контролле|механизма     |             |ьный   |допустимый |управляемы|

|ра       |              |             |ток, А |ток        |х         |

|         |              |             |       |включения, |двигателей|

|         |              |             |       |А          |          |

|1        |2             |3            |4      |5          |6         |

|ТСАЗ160  |С для кранов  |Механизм     |160    |700        |1         |

|         |металлурги -  |подъема со   |       |           |          |

|         |ческого       |встроенной   |       |           |          |

|         |производства  |защитой      |       |           |          |

 

 

                           КП.1806.61.13.00.04.ПЗ

 

       9.2 Выбор контакторов.

       Контакторы используются  в системах управления крановыми

электроприводами для осуществления  коммутации тока в главных цепях  при

дистанционном управлении.

       Контакторы серий  КТ и КТП предназначены для  ком - мутации главных

цепей электроприводов переменного  тока с номинальным напряжением 380 В.

       Контакторы серии  КТП выполняются с втягивающими  катушками постоянного

тока на номинальное напряжение: 24, 48, 110 и 220 В. Серии контакторов КТП

применяемые в крановых ЭП, охватывают четыре величины на номинальные токи:

100, 160, 250 и 400 А.

       Выбор контактора  произведем по пусковому току  двигателя Iп, который

должен быть меньше или равен  номинальному току включения выбираемого

контактора Iн.в.

 

                                                                  Iп  ( Iн.в

                                                                (9.2)  [pic]

 

       Выберем контактор  серии КТП6024, так как он удовлетворяет  условию

выбора:

 

                          Iп = 86 А (  120 А = Iн.в

       Таблица 9.2 - Технические  данные контактора серии КТП6014.

 

|Тип        |Номин|Число|Износостойкость, 106    |Число  |Мощност|

|контактора |альны|включ|циклов В-О              |главных|ь      |

|           |й    |ений |                        |контакт|катушки|

|           |ток, |в час|                        |ов     |, Вт   |

|           |А    |     |                        |       |       |

|           |     |     |Мех|Электрическая       |       |       |

|           |     |     |ани|                    |       |       |

|           |     |     |чес|                    |       |       |

|           |     |     |кая|                    |       |       |

|           |     |     |   |Для     |Для       |       |       |

|           |     |     |   |категори|категорий  |       |       |

|           |     |     |   |й ДС-3  |ДС-4      |       |       |

|1          |2    |3    |4  |5       |6         |7      |8      |

|КТП6024    |120  |600  |5  |0,5     |0,03      |4      |50     |

 

       9.3 Выбор защитной  панели.

       Защитная панель  крана является комплектным устройством,  в котором

расположен общий рубильник  питания крана, линейный контактор  для

обеспечения нулевой защиты и размыкания цепи при срабатывании нулевой

защиты, предохранители цепи управления, комплект максимальных реле, а также

кнопка и пакетный выключатель, используемый в цепях управления.

       Основным назначением  защитной панели является обеспечение

максимальной и нулевой защиты электроприводов управляемых при  помощи

кулачковых контроллеров или магнитных  контроллеров.

       Конструктивно  защитная панель представляет  собой металлический шкаф с

установленными в нем на задней стенке аппаратами и существующим монтажом. В

защитной панели установлены только основные и вспомогательные контакты

максимальных реле с приводными скобами.

 

 

       Укомплектуем  данный кран защитной панелью  типа ПЗКБ 160.

 

       Таблица 9.3 - Технические  данные защитной панели типа  ПЗКБ 160.

 

 

|Тип|Каталожный номер  |Напря|Номинал|Суммарны|Число   |Назначен|Максима|

|   |                  |жение|ьный   |й       |максимал|ие      |льный  |

|   |                  |, В  |ток    |номиналь|ьных    |        |коммута|

|   |                  |     |продолж|ный ток |реле  РЭО|        |ционный|

|   |                  |     |ительно|двигател|401     |        |ток, А |

|   |                  |     |го     |ей, А   |        |        |       |