240-2198 (Расчет электрического привода механизма подъема башенного крана), страница 3

 - перегрузочная способность двигателя ( = 3);

S_н – номинальное скольжение двигателя

где n_н – скорость вращения ротора;

n₁ – синхронная скорость поля статора;

где f – промышленная частота тока питающей сети, (f = 50 Гц);

Р – число пар полюсов (для двигателя МТ 51 – 8 Р=4)

Номинальное скольжение двигателя МТ 51 - 8

Критическое скольжение двигателя

Критический момент двигателя

Для построения характеристики в координатах переходят от скольжения к числу оборотов на основании уравнения

n = n₁(1 – S)

Скольжением задаются в пределах от 0 до 1.

Так для S = 0 n = 750 ^. (1 – 0) = 750 об/мин;

S = 0.1 n = 750 ^. (1 – 0.1) = 675 об/мин;

S = 0.2 n = 750 ^. (1 – 0.2) = 600 об/мин;

S = 0.3 n = 750 ^. (1 – 0.3) = 525 об/мин;

S = 0.4 n = 750 ^. (1 – 0.4) = 450 об/мин;

S = 0.5 n = 750 ^. (1 – 0.5) = 375 об/мин;

S = 0.6 n = 750 ^. (1 – 0.6) = 300 об/мин;

S = 0.7 n = 750 ^. (1 – 0.7) = 225 об/мин;

S = 0.8 n = 750 ^. (1 – 0.8) = 150 об/мин;

S = 0.9 n = 750 ^. (1 – 0.9) = 75 об/мин;

S = 1 n = 750 ^. (1 – 1) = 0 об/мин.

При тех же скольжениях находим по формуле Клоса соответствующие им моменты:

S = 0 М = 0 кг ^. м

S = 0.05 кг ^. м

S = 0.1 кг ^. м

S = 0.15 кг ^. м

S = 0.2 кг ^. м

S = 0.21 кг ^. м

S = 0.3 кг ^. м

S = 0.4 кг ^. м

S = 0.5 кг ^. м

S = 0.6 кг ^. м

S = 0.7 кг ^. м

S = 0.8 кг ^. м

S = 0.9 кг ^. м

S = 1 кг ^. м

Пользуясь этими значениями переходим к построению естесственной механической характеристики двигателя МТ 51 – 8 (см. рис.)

1. Расчёт пускового реостата.

При пуске асинхронные электродвигатели потребляют из питающей сети значительные пусковые токи. В момент пуска скольжение асинхронного электродвигателя S = 100%, а в номинальном режиме не превышает 5%.

Значит, в момент пуска вращающееся магнитное поле статора в 20 раз чаще пересекает обмотку ротора. При пуске, продолжительность которого составляет доли секунды, так возрастает в 5 – 6 раз. За это время обмотка электродвигателя не успеет перегреться, и пусковой ток для него не опасен. Однако большие толчки тока приводят к толчкам напряжения, что неблагоприятно сказывается на режиме работы других потребителей. В связи с этим принимают меры по ограничению пусковых токов асинхронных электродвигателей. В то же время эти двигатели, потребляя большие пусковые токи, развивают сравнительно небольшой вращающий момент. Цель применения искусственных схем пуска асинхронных двигателей – не только снизить пусковые токи, но и повысить пусковые моменты.

Для асинхронного двигателя с фазным ротором сначала определяется сопротивление фазы ротора:

где U₂ – напряжение между кольцами ротора, (U₂ = 197 В);

S_н – номинальное скольжение (S_н =0.036);

I_2н – ток ротора (I_2н = 70.5 А)

Следовательно, сопротивление фазы ротора будет равно:

(Ом)

Затем определяем коэффициент небаланса по формуле:

где  - число ступеней пускового реостата, ( = 5)

М% - кратность максимального пускового момента (М% = 280).

Коэффициент небаланса равен:

Активное сопротивление одной фазы ротора при полностью введённом реостате (R₁) определяется из уравнения:

(Ом)

Сопротивление одной фазы ротора при работе двигателя на второй ступени (R₂) определяется из уравнения:

R₂ = R₁^. 

R₂ = 0.575 ^. 0.64 = 0.368 (Ом)

Сопротивление одной фазы ротора при работе двигателя на третьей ступени (R₃);

R₃ = R₂ ^.  = R₁^. ²

R₃ = 0.368 ^. 0.64 = 0.575 ^. 0.64² = 0.236 (Ом).

Сопротивление одной фазы ротора при работе двигателя на четвёртой ступени (R₄);

R₄ = R₃ ^.  = R₁ ^. ³

R₄ = 0.236 ^. 0.64 = 0.575 ^. 0.64³ = 0.151 (Ом).

Сопротивление одной фазы ротора при работе двигателя на пятой ступени (R₅);

R₅ = R₄ ^.  = R₁ ^. ⁴

R₅ = 0.151 ^. 0.64 = 0.575 ^. 0.64⁴ = 0.096 (Ом).

Сопротивление ступени реостата, закорачиваемого при переходе со ступени на ступень определяется как разность сопротивлений на двух смежных ступенях:

R₁ = R₁ – R₂,

R₁ = 0.575 – 0.368 = 0.207 (Oм);

R₂ = R₂ – R₃,

R₂ = 0.368 – 0.236 = 0.132 (Ом);

R₃ = R₃ – R₄,

R₃ = 0.236 – 0.151 = 0.085 (Ом);

R₄ = R₄ – R₅,

R₄ = 0.151 – 0.096 = 0.055 (Ом).

Критическое скольжение при введённом резисторе в цепь ротора будет:

а) При R₁ = 0.207 (Ом)

б) При R₂ = 0.132 (Ом)

в) При R₃ = 0.085 (Ом)

г) При R₄ = 0.055 (Ом)

.

Определяем уравнение искусственной механической характеристики:

а) При R₁, равном 0.207 (Ом);

б) При R₂, равном 0.132 (Ом);

в) При R₃, равном 0.085 (Ом);

г) При R₄ = 0.055 (Ом);

Задаваясь значениями S, подсчитываем соответствующие им моменты.

Таблица 1. Результаты расчёта моментов.

Пользуясь результатами расчётов, строим искусственные механические характеристики

двигателя МТ 51 – 8. (см. рис.)

1. Выбор схемы управления и защиты двигателя.

Электрической схемой называется чертёж, на котором показаны, соединения электрических цепей. Электрические крановые схемы дают возможность проследить прохождение тока по различным участкам цепи и рассмотреть работу любой части электрооборудования.

В любой из схем электрических соединений крана должны быть предусмотрены:

1. защита электрооборудования от перегрузки и коротких замыканий;

2. возможность реверса (изменения направления вращения электродвигателя);

3. торможение механизма при остановке;

4. автоматическое отключение электродвигателя при подходе механизма к концу пути;

5. отключение всего электрооборудования или его части для ремонта;

6. защита от понижения или исчезновения напряжения и невозможность самозапуска двигателей при восстановлении напряжения после случайного его снятия.

Надёжность работы кранового электропривода в значительной мере определяется контактной аппаратурой, которая, как и двигатель, работает в широком диапазоне изменения нагрузок и частоты включений.

Управление электроприводами башенных кранов осуществляется с помощью контроллёров. Контроллёром называется многопозиционный аппарат, предназначенный для управления электрическими машинами путём коммутации резисторов и обмоток машин; он производит все переключения в цепи электродвигателя, необходимые для пуска, торможения и регулирования его частоты вращения.