Электрооборудование и электропривод механизма подъема мостового крана

Ргр.=(G+G0)*vс*10-3 (4.3) [pic]

где vс=vн=0,07 м/с - скорость спуска.

Ргр=(784000+7840)*0,07*10-3=55,42 кВт.

4.4 Мощность на валу электродвигателя, обусловленная силой трения,

кВт:

Ртр.=([pic]) * (1 - ?нагр.) * vc * 10-3 (4.4) [pic]

Ртр .= ([pic]) * (1-0,84) * 0,07 * 10-3 = 8,88 кВт.

Так как выполняется условие Ргр ( Ртр, следовательно,

электродвигатель работает в режиме тормозного спуска.

4.5 Мощность на валу электродвигателя при тормозном спуске,

определяется следующим способом, кВт:

Рт.сп.=(G+G0)*Vс*(2-[pic])*10-3 (4.5) [pic]

Рст.сп.=(784000+7840)*0,07*(2-[pic])*10-3=44,8 кВт.

4.6 Мощность на валу электродвигателя во время спуска порожнего

захватывающего приспособления, кВт:

Рс.ст.о.=G0?Vс? ([pic]-2) ?10-3 (4.6)

[pic]

Рс.ст.о.=7840?0,07([pic]-2) ?10-3=0,2 кВт.

4.7 После определения статических нагрузок рассчитаем нагрузочный

график механизма подъема мостового крана для наиболее характерного цикла

работы (Таблица 4.1)

4.7.1 Время подъема груза на высоту Н:

tр1= [pic] =85,7 сек.

где Н-высота подъема груза, м.

4.7.2 Время перемещения груза на расстояние L:

t01=[pic] =48 сек.

4.7.3 Время для спуска груза:

tр2= [pic] =85,7 сек.

4.7.4 Время на зацепление груза и его отцепления:

t02= t 04=200 сек.

4.7.5 Время подъема порожнего крюка:

tр3= [pic] =85,7 сек.

4.7.6 Время необходимое для возврата крана к месту подъема нового

груза:

t03= [pic] =48 сек.

4.7.7 Время спуска порожнего крюка:

tр4= [pic] =39,2 сек.

Вычертим нагрузочный график механизма подъема для рабочего цикла:

Рисунок 4.1- Нагрузочный график механизма подъема для рабочего цикла.

Таблица 4.1- Рабочий цикл механизма подъема.

|Участки |Подъем |Па - |Спуск |Па - |Подъем |Па - |Спуск |Па - |

| |груза |уза |груза |уза |крюка |уза |крюка |уза |

|1 |2 |3 |4 |5 |6 |7 |8 |9 |

|Рс, (кВт) |65,98 |0 |44,8 |0 |1,3 |0 |0,2 |0 |

|t, (cек) |85,7 |48 |85,7 |200 |85,7 |48 |85,7 |200 |

4.7.8 Суммарное время работы электродвигателя:

( tр=tр1+ tр2+ tр3+ tр4=4*85,7 = 342,8 сек.

4.7.9 Суммарное время пауз:

( t0=t01+t02+t03+t04=48+48+200+200=496 сек.

4.8 Действительная продолжительность включения, %:

ПВд= [pic] ? 100( (4.8) [pic]

ПВд= [pic] ?100%=40,8%.

4.9 Эквивалентная мощность за суммарное время работы

электродвигателя, кВт:

Рэкв= [pic] (4.9) [pic]

Рэкв= [pic] =39,8кВт.

4.10 Эквивалентную мощность пересчитываем на стан- дартную

продолжительность включения соответствующего режима работы механизма крана,

кВт:

Рэн=Рэкв ? [pic] (4.10) [pic]

Рэн=39,8? [pic] =40,2 кВт.

4.11 Определяем расчетную мощность электродвигате ля с учетом

коэффициента запаса, кВт:

Рдв=[pic] (4.11) [pic]

где Кз = 1,2 - коэффициент запаса;

(ред = 0,95 - КПД редуктора.

Рдв= [pic] =50,7 кВт.

4.12 Угловая скорость лебедки в рад/с и частота вращения лебедки в

об/мин, определяется следующим способом:

wл=[pic]

(4.12) [pic]

где D - диаметр барабана лебедки, м.

wл = [pic] = 0,2 рад/с.

nл = [pic] (4.13) [pic]

nл = [pic]= 2 об/мин.

Полученные значение мощности электродвигателя в пункте (4.11) и

значение стандартной продолжительности включения ПВст = 40% , будут

являться основными критериями для выбора электродвигателя.

5 Выбор типов электродвигателя и редуктора механизма подъема мостового

крана

Целью расчета является выбор приводного электродви - гателя по

справочнику и проверка его по перегрузочной способности и по условиям

осуществимости пуска, а также выбор редуктора для механизма подъема

мостового крана.

Исходными данными являются исходные данные проекти-рования пункта 3 и

результаты расчетов пункта 4.

5.1 Выберем электродвигатель из следующих условий:

Рном ( Рдв (5.1)

[pic]

Рном ( 50,7 кВт

Таблица 5.1 - Технические данные асинхронного электро - двигателя с

фазным ротором типа МТН512-6

|Параметры двигателя |Значение параметра |

|1 |2 |

|Мощность, Рн |55 кВт |

|Частота вращения, nн |970 об/мин |

|Ток статора, I1 |99 А |

|Коэффициент мощности, Соs ( |0,76 |

|КПД, (н |89 % |

|Ток ротора, I2 |86 А |

|Напряжение ротора, U2 |340 В |

|Максимальный момент, Мm |1630 Нм |

|Маховый момент, GD2 |4,10 кг?м2 |

|Напряжение, U |380 В |

|Частота, f |50 Гц |

|Продолжительность включения, ПВст |40 % |

5.2 Проверяем выбранный электродвигатель по допусти - мой нагрузке и

условию осуществимости пуска.

Выбранный электродвигатель должен удовлетворять следующим условиям:

5.2.1 Первое условие допустимой нагрузки:

Мдоп > Мс.max, (5.2)

[pic]

где Мс.max = 9550 ? [pic] Нм;

Рс - статическая мощность при подъеме груза, кВт;

nн - частота вращения вала электродвигателя, об/мин.

Мс.max = 9550 ? [pic] =649,5 Нм;

Мдоп = Мm = 1630 Нм;

Мдоп=1630 Нм > 649,5 Нм = Мс.max

Первое условие выполняется.

5.2.2 Второе условие допустимой нагрузки:

Мср.п ( 1,5 Мс.max (5.2.2) [pic]

где Мср .п = [pic] - средний пусковой момент, Нм;

М1 = 0,85 ? Мm = 0,85 ? 1630 = 1385,5 Нм - максимальный момент

двигателя при пуске, Нм;

М2 = (1,1 - 1,2) ? Мн = 1,2 ? 649,5 = 779,4 Нм - минималь -

ный момент двигателя, Нм;

Мн = 9550 ? [pic] = 9550 ? [pic] = 541,4 Нм - номинальный

момент двигателя, Нм.

Мср.п = [pic] = 1082,45 Нм;

1,5 ? Мс.max = 1,5 ? 649,5 = 974,25 Нм;

Мср.п = 1082,45 Нм > 974,25 Нм = 1,5 ? Мс.max

Второе условие выполняется.

5.2.3 Третье условие допустимой нагрузки:

М2 ( 1,2Мс.max (5.2.3) [pic]

1,2 ?Мс.max = 1,2 ? 649,5 = 779,4 Нм.

М2 = 779,4 Нм ? 779,4 Нм = 1,2 ? Мс.max

Третье условие выполняется.

5.2.4 Проверяем двигатель по условию осуществимости пуска:

ад ( а (5.2.4) [pic]

где ад - допустимое линейное ускорение при подъеме или перемещении

груза, м/с2;

ад = (0,2 ч 0,3) м/с2 - для механизма подъема;

a - наибольшее линейное ускорение при подъеме гру - за,

м/с2.

а = [pic]

где tп.мин - наименьшее время при пуске с состояния покоя до скорости

v с наибольшей загрузкой, сек.

tп.мин = [pic] (5.2.4.1) [pic]

где GD2прив = 4 ? Jприв, кг?м2

(5.2.4.2) [pic]

где Jприв = 1,3 ? Jдв + [pic] ? Wк.мех , кг?м2

(5.2.4.3) [pic]

где Jдв = [pic], кг?м2

(5.2.4.4) [pic]

Wк.мех = [pic], Дж

(5.2.4.5) [pic]

Мс.мах = 9550 ? [pic], Нм

(5.2.4.6) [pic]

Мс.мах. = 9550 ? [pic] =649,5 Нм;

Wк.мех = [pic] = 197,96 Дж;

Jдв= [pic] = 1,025 кг?м2;

Jприв = 1,3 ? 1,025 + [pic] ? 197,96 = 1,37 кг?м2;

GD2прив = 4 ? 1,37 = 5,48 кг?м2;

tп.мин = [pic] = 0,321 сек;

а = [pic] = 0,218 м/с2

ад = 0,3 м/с2 > 0,218 м/с2 = а

Условие осуществимости пуска выполняется.

Так как электродвигатель МТН 512 - 6 удовлетворяет всем условиям

выбора, то для привода механизма подъема мостового крана устанавливаем

электродвигатель данного типа.

5.3 Выбираем тип редуктора.

Редуктор применяют из - за разногласия скорости вра - щения

барабана лебедки механизма подъема и вала электро - двигателя. Редуктор

выбирают по мощности, передаточному числу и скорости вращения.

5.3.1 Определяем передаточное число редуктора:

iР = [pic] (5.3.1) [pic]

где D - диаметр барабана лебедки, м;

iп - передаточное число полиспастной системы.

iР= [pic] = 42.3

По справочнику [pic] выбираю тип редуктора Ц2 - 500 со следующими

техническими данными:

nр = 970 об/мин;

Рр = 49 кВт;

iР = 50.94

m = 505 кг.

6 Расчет и выбор ступеней сопротивлений в цепях электропривода механизма

подъема мостового крана

Целью данного расчета является выбор магнитного контроллера

переменного тока, в соответствии с его выбором определяются сопротивления

и токи ступеней для электропривода механизма передвижения тележки

мостового крана.

Исходными данными являются технические характеристики выбранного

электродвигателя в пункте 5.

6.1 Базисный момент, Нм:

М100% = 9550 ? [pic] (6.1) [pic]

М100% = 9550 ? [pic] =649,5 Нм.

6.2 Определяем расчетный ток резистора, А:

I100% = [pic] (6.2) [pic]

где Iн - номинальный ток ротора, А;

Рн - номинальная мощность электродвигателя, кВт;

nн - номинальная частота вращения, об/мин.

I100%= [pic] = 103,15 А.

6.3 Определяем номинальное сопротивление резистора, в Ом:

Rн = [pic] (6.3) [pic]

где Ерн - напряжение между кольцами ротора, В.

Rн = [pic] = 1,9 Ом.

6.4 Согласно [pic] для магнитного контроллера ТСАЗ160 с защитой на

переменном токе находим разбивку ступеней сопротивлений и определяем

сопротивление каждого резис -тора (в одной фазе):

R = Rном. ? [pic] (6.4) [pic]

Обозначение ступени Rступ,% R ,Ом

Р1 - Р4 5

0,095

Р4 - Р7 10

0,19

Р71 - Р10 20

0,38

Р10 - Р13 27

0,513

Р13 - Р16 76

1,444

Р16 - Р19 72

1,368

Общее 210

3,99

6.5 Находим расчетную мощность резистора (в трех фа -зах), кВт:

Рр = [pic] (6.5) [pic]

6.6 Определяем согласно [pic] таблице 8-4, параметры для условий

режима С:

Частота включений фактическая 120 в час, приведенная

z = 120 ?[pic] = 120 ? [pic] = 133,6; (6.6) [pic]

k = 1,25 - коэффициент нагрузки;

а = 1,2 - коэффициент использования;

(экв.б = 0,76 - базисный КПД электропривода;

(экв = 0,73 - КПД электропривода для z = 136,2, согласно [pic] рис. 8

- 11.;

(дв = 0,85 - КПД электродвигателя;

(0 = 0,4 - относительная продолжительность включения.

Рр = [pic]=

=16,2 кВт.

На одну фазу приходится: [pic] = 5,4 кВт.

6.7 Определяем расчетный ток резистора, А. Токовые нагрузки I100% по

ступеням берём из [pic],таблица 7 - 9:

Iр = [pic] (6.7) [pic] Iр=[pic]= 60,61 А.

6.8 Значения расчетных токов по ступеням:

I = Iр ? [pic] (6.8) [pic]

Обозначение ступени Iступ, % I ,

А

Р1 - Р4 83

50,3

Р4 - Р7 59

35,75

Р71 - Р10 59

35,75

Р10 - Р13 50

30,3

Р13 - Р16 42

25,45

Р16 - Р19 30

18,18

6.9 В соответствии с таблицей нормализованных ящиков резисторов НФ

1А выбираем для ступеней Р1 - Р4, Р4 - Р7, Р7 - Р10 ящик 2ТД.754.054-06,

имеющий длительный ток 102 А и сопротивление 0,48 Ом. Для ступеней Р10 -

Р13, Р13 - Р16 выбираем ящик 2ТД.754.054-08, имеющий длительный ток 64 А и

сопротивление 1,28 Ом. Для ступеней Р16 - Р19, выбираем ящик 2ТД.754.054-

11, имеющий длительный ток 41 А и сопротивление 3,1 Ом. Схема включения

одной фазы резистора приведена на рисунке - 6.1

0,096 0,196 0,352 0,512 1,444

1,387

Р1 Р4 Р7 Р10 Р13

Р16 Р19

Рисунок 6.1 - Схемы соединения ящиков резисторов.

6.10 Рассчитаем отклонение сопротивлений от расчета и данные занесем

в таблицу - 6.1:

R% = [pic] * 100%, (6.10) [pic]

Таблица 6.1 - Отклонения сопротивлений от расчета.

|Ступени |Rрасч ,Ом |Rфакт ,Ом |R% ,.% |

|1 |2 |3 |4 |

|Р1-Р4 |0,095 |0,096 |-1 |

|Р4-Р10 |0,19 |0,196 |-3,157 |

|Р71-Р10 |0,38 |0,352 |7,3 |

|Р10-Р13 |0,513 |0,512 |0,2 |

|Р13-Р16 |1,444 |1,444 |0 |

|Р16-Р19 |1,368 |1,387 |-1,38 |

|Итого |4,3 |

Учитывая что, длительные токи выбранных ящиков сопротивлений

соответствуют расчетным значениям токов ступеней и отклонение сопротивлений

отдельных ступеней от расчетных значений не превышает (15% , а отклонение

общего сопротивления резистора не превышает (5% его расчетного значения,

резистор выбран правильно.

Проверки по кратковременному режиму не производим, так как расчетный

ток Iр=60,61 А близок к длительному току пусковых ступеней.

7 Расчет естественных и искусственных механических характеристик

электродвигателя и механизма подъема мостового крана

Целью расчета является расчет и построение естест -венной и

искусственных механических характеристик элект -родвигателя и механизма

подъёма мостового крана.

Исходными данными являются технические данные выбранного

электродвигателя МТН 512-6 пункта 5, и механизма подъёма пункта 3, а также

данные обмоток ротора и статора:

r1=0,065 Ом - активное сопротивление обмотки статора;

х1=0,161 Ом - реактивное сопротивление обмотки ста -тора;

r2=0,05 Ом - активное сопротивление обмотки ротора;

х2=0,197 Ом - реактивное сопротивление обмотки рото -ра;

к =1,21- коэффициент приведения сопротивления.

7.1 Определим номинальное скольжение:

S н=[pic], (7.1) [pic]

где w0 = [pic]=[pic]=104,6 рад/с;

wн = [pic] =[pic]=101,526 рад/с.[pic]

sн = [pic]=0,03

7.2 Номинальный момент:

Мн=[pic][pic]=[pic]=541,73 Нм (7.2) [pic]

7.3 Определим коэффициент перегрузочной способности:

? = [pic] = [pic] = 3 (7.3) [pic]

7.4 Определим критическое скольжение:

Страницы: 1, 2, 3, 4