122801 (Автоматизированный электропривод многоканатной подъемной установки), страница 2

V_max=a_cV_ср=1,358,4=11,4м/с, (1.21)

где а_с - множитель скорости , принимаемый 1,151,35 [1].

1.6.6. Требуемую частоту вращения n_ктш рассчитаем по формуле:

n_ктш=60V_max/D_ктш=6011,4/(3,145)=44 об/мин. (1.22)

1.6.7. Ориентировочная мощность приводного двигателя:

(1.23)

где к - коэффициент, учитывающий сопротивление воздуха при движении подъемных сосудов, трение в подшипниках направляющих шкивов, жесткость канатов (к=1,1) [1];

Q_п - масса полезного груза, кг;

Н - высота подъема, м;

g=9,81 м/с² - ускорение силы тяжести;

Т_р - продолжительность движения подъемных сосудов, с;

_п=0,93 - КПД подъемной установки;

=1,3 - коэффициент динамического режима установки, учитывающий динамическую нагрузку, для скиповых многоканатных установок.

Наметим к применению двигатель типа П2-800-255-КУ4, мощностью 4000 кВт, с частотой вращения 50 об/мин [1].

1.7.Кинематика подъемной установки

1.7.1. Основание трапецеидальной диаграммы скорости Т_о , соответствующий путь Н_о и модуль ускорения а_м определим по формулам:

Т_о=Т_р-t-t₁-t₁-t+ =128-3-2-2-3+ =121 c, (1.24)

где Т_р - продолжительность движения, с;

t, t₁, t, t₁ -продолжительность движения скипа при ходе по разгрузочным кривым, с;

V и V - скорость выхода из разгрузочных кривых и входа в них, м/с;

а₁ и а₃ - ускорение и замедление, м/с².

(1.25)

где Н - высота подъема, м;

h_р - путь движения скипа в разгрузочных кривых, м.

а_м=а₁а₃/(а₁+а₃)=0,60,6/(0,6+0,6)=0,3 м/с.

Причем продолжительность t, t₁ движения порожнего скипа при ходе ролика его по разгрузочным кривым, продолжительность t, t₁ движения груженого скипа при ходе ролика по разгрузочным кривым определим по формулам:

t=t=V/а=V/a=0,8/0,3=3 с; (1.26)

(1.27)

1.7.2. Продолжительность t₁,t₃ и путь h₁,h₃ движения скипа с ускорением а₁ и замедлением а₃ найдем по формулам:

(1.28)

(1.29)

1.7.3. Путь h₂ и продолжительность t₂ равномерного движения определим по формулам:

h₂=Н-2h_p-h₁-h₃=1079-22,4-122-122=830 м; (1.30)

t₂=h₂/V_max=830/11,4=69 с. (1.31)

1.7.4. Расчетную максимальную скорость подъема V_max определим по Формуле:

(1.32)

1.7.5. Требуемая частота вращения:

(1.33)

1.7.6. Продолжительность движения Т подъемных сосудов определили по формуле:

Т=t+t₁+t1+t₂+t₃+t₁+t=3+2+19+69+19+2+3=117 с. (1.34)

7.7. Фактический коэффициент резерва производительности С_ф нашли по формуле:

(1.35)

где С=1,5 - коэффициент резерва производительности [1].

Окончательно примем параметры диаграммы скоростей и ускорений:

V=V=0,8м/с; t=t=3с; h_p=2,6м; V_max=12м/с;

t₁=t₃=19с; h₁=h₃=122м; h₂=830м; t₂=69с;

a=a=0,3м/с²; a₁=a₃=0,6м/с²; Т=117с; Н=1079м;

t₁=t₁=2c .

1.8. Динамика подъемной установки

1.8.1. Масса машины типа ЦШ-54 m_м , отклоняющих шкивов m_ош и двигателя типа П2-800-255-8КУ4 m_д , рассчитаем по формулам:

m_м=GD²_м/gD²_шт=625010³/(9,815²)=25,510³кг; (1.36)

m_ош=GD²_ош/gD²_шт=50010³/(9,815²)=2039кг; (1.37)

m_д=GD²_д/gD²_шт=240010³/(9,815²)=9786кг, (1.38)

где GD²_м, GD²_ош, GD²_д - маховые моменты машины, отклоняющих шкивов и якоря двигателя, Нм².

1.8.2. Длину подъемных канатов L_пк определяем по формуле:

L_пк=Н+2h_вк+D_шт/2=1079+235+3,145/2=1157м, (1.39)

где Н - высота подъема, м;

h_вк - расстояние от верхней приемной площадки до оси шкива трения, м;

D_шт - диаметр шкива трения, м.

1.8.3. Длину уравновешивающих канатов L_ук определяем по формуле:

L_ук=Н+30=1079+30=1109 м, (1.40)

где 30 - ориентировочная длина каната на образование петли в зумпфе ствола и закрепление каната к подъемным сосудам, м.

1.8.4. Массу m_п всех движущихся частей подъемной установки приведенную к окружности шкива трения, определим по формуле:

m_п=Q_п+2Q_c+L_пкР+L_укq+m_ош+m_м+m_д=

=2510³+224,410³+115748,4+1109311,5+25,510³+2039+9786=

=18810³кг, (1.41)

где Q_п и Q_c - масса полезного груза и масса скипа, кг;

P и q - линейная масса подъемного и уравновешивающего канатов, кг;

L_пк и L_ук - длина подъемных и уравновешивающих канатов, кг;

m_ош, m_м, m_д - масса отклоняющего шкива, машины и якоря двигателя, кг.

1.8.5. Движущие усилия F получаем из основного динамического уравнения академика М.М. Федорова (таблица1.1):

F=1,1Q_п+(Н-2h_x)(q-P)g m_па=

=1,12510³+(1079-2h_x)(311,5-48,4)9,81 18810³а=

=28310³-23,5h_x 18810³a. (1.42)

1.8.6. Эквивалентное усилие F_эк рассчитываем по формуле:

F_эк= , (1.43)

где Т_п=к_уд(t+t₁+t₁+t₃+t+t₁)+t₂+k_пt_п=0,5(32+22+192)+69+0,2511=96 с;

к_уд=0,5, к_п=0,25 - коэффициенты, учитывающие ухудшение условий охлаждения во время соответственно ускоренного и замедленного движения;

F и t - усилие и продолжительность элементарного участка на диаграмме усилий.

=(339400²+339381²) +(282981²+282981282943+282943²) +

+(395744²+392874²) +(280074²+280074260552+260552²) +

+(147752²+144883²) +(257683²+257683257254+257254²) +

+(201254²+201221²) =9,15810³Н; (1.44)

=308862Н.

Таблица 1.1

1.8.7. Коэффициент перегрузки при подъеме:

(1.45)

где F_max-максимальное движущее усилие при подъеме груза, Н.

1.8.8. Номинальную мощность двигателя Р_д выбираем из условия:

(1.46)

Диаграммы движущих усилий приведены на рис.1.1.

Окончательно примем двигатель П2-800-255-8КУ4 номинальной мощностью Р_ном=5000 кВт, частотой вращения n_ном=63 об/мин, так как разность между эквивалентной мощностью и номинальной превышает 5%, т.е. [1]:

а перегрузка в период разгона составит:

_дв= , (1.47)

где _дв - перегрузочная способность выбранного двигателя.

2. СИЛОВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА

Основная задача второго этапа проектирования - выбор комплектного тиристорного электропривода из серии КТЭУ для подъемной установки, принятой на первом этапе проектирования.

2.1. Исходные данные для расчета динамики электропривода

Двигатель

Тип П2-800-255-8КУ4

Номинальная мощность Р_ном=5000кВт

Номинальная частота вращения n_ном=63об/мин

Номинальное напряжение U_ном=930В

Номинальный ток I_ном=5740А

Номинальный момент М_ном=774кНм

Номинальный поток возбуждения Ф_ном=0,375Вб

Коэффициент полезного действия _ном=90,5%

Ток возбуждения I_в=145А

Напряжение обмотки возбуждения U_в=200В

Число полюсов 2р=16

Число параллельных ветвей якоря 2а=16

Сопротивление обмотки якоря R_я20=0,00348Ом

Сопротивление дополнительных полюсов R_д20=0,000631Ом

Сопротивление компенсационной обмотки R_к20=0,00235Ом

Сопротивление обмотки возбуждения R_в20=0,87Ом

Перегрузочная способность (рабочая) _р=1,6

Перегрузочная способность (выключающая) _в=1,8

Число витков якоря W_яд=1080/16

Число витков главного полюса W_пд=84

Число витков добавочного полюса W_дд=2

Число витков компенсационной обмотки на полюс W_кд=3

Питающая сеть

Номинальное напряжение U_с=6000В

Частота f_с=50Гц