Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

2 РАСЧЕТ И ВЫБОР ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ ЧАСТОТНОГО УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ

2.1 Особенности конструкции и работы асинхронного двигателя, электропривода механизма подъёма козлового крана

Электропривод грузоподъемных кранов имеет ряд особенностей, отличающих его от электропривода других общепромышленных механизмов:

• механические характеристики расположены во всех четырех квадрантах (желательно обеспечить плавный переход приводной электрической машины из двигательного режима работы в генераторный, при спуске);

• относительно невысокий диапазон регулирования скорости;

• отсутствие высоких требований к жесткости механических характеристик;

• отсутствие высоких требований к быстродействию;

• температура окружающей среды изменяется от -45 до +45 ᵒС;

• относительная влажность воздуха характеризуется средним уровнем 80% при температуре окружающей среды 15 ᵒС;

• механические воздействия: вибрации и удары, вызванные передвижением механизмов; характеризуются частотой 1-50 Гц и ускорением 5 м/ ; одиночные повторяющиеся удары с ускорением до 30 м/ ;

• жесткие требования в отношении простоты эксплуатации и надежности работы.

Традиционно для кранового электропривода применяются специально разработанные серии электродвигателей переменного и постоянного тока. По геометрии магнитопровода, степени использования электротехнических материалов, электромеханическим характеристикам и конструктивному исполнению, такие электродвигатели существенно отличаются от двигателей общепромышленного исполнения.

Режим работы двигателя в крановом электроприводе характеризуется широким изменением нагрузок, частыми пусками и торможениями, широким диапазоном изменения скорости ниже и выше номинальной (в электроприводе постоянного тока и частотно-регулируемых электроприводах).

Крановые двигатели рассчитаны для работы в повторно-кратковременном режиме, который характеризуется номинальной продолжительностью включения (ПВ) 15, 25, 40 и 60%, при продолжительности цикла не более 10 минут. Основным номинальным режимом крановых двигателей переменного тока является ПВ, равная 40%.

Из-за высоких требований к динамике двигателей переходных процессах пуска и торможения, и для снижения расхода электроэнергии, двигатели конструируются таким образом, чтобы момент инерции ротора, был по возможности минимальным. Снижение момента инерции достигается путем уменьшения высоты оси вращения при заданной мощности двигателя.

Электродвигатели имеют повышенный (по сравнению с электродвигателями общепромышленного исполнения) запас прочности механических узлов и деталей. Крепление пакета ротора на валу всегда производится при помощи шпонки.

Традиционно, основное перемещение в крановых электроприводах находят асинхронные двигатели с фазным ротором. Регулирование скорости и момента в электроприводах с такими двигателями производится включением в цепь ротора пускорегулирующих резисторов.

Существуют также модификации крановых асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором для применения в электроприводах, имеющих, как правило, низкие номинальные скорости и не требующие их регулирования. Кроме того, существуют модификации крановых электродвигателей в двух и трехскоростном исполнении.

Все эти двигатели рассчитаны на питание от промышленной сети стандартного напряжения 220/380 В при частоте 50 Гц. Хотя это не означает, что они не могут работать в составе частотно-регулируемых электроприводов, тем не менее, разрабатываются специальные серии асинхронных двигателей, в том числе и крановых, оптимизированные для работы в системах частотного регулирования.

Для применения на кранах общего назначения выпускаются электродвигатели с классом нагревостойкости изоляции F, для кранов и агрегатов металлургического производства – класса Н.

Основные серии двигателей:

• фазные – MTF, MTH, 4MTF, 4MTH, 4MTM;

• короткозамкнутые – MTKF, MTKH, 4MTKF, 4 MTKH.

Короткозамкнутые электродвигатели выпускаются мощностью до 30

кВт. Кроме того, для малых мощностей выпускаются двигатели DMTF, DMTKH, AMTF, AMTKH.

Электродвигатели всех габаритов изготавливаются в закрытом обдуваемом исполнении, двигатели мощностью свыше 45 кВт, кроме того, в защищенном исполнении с независимой вентиляцией от внешнего вентилятора с электроприводом.

В механизме подъема крана КПБ-10У используется электродвигатель. Общий вид данного двигателя представлен на рисунке 2.1

Рисунок 2.1- Электродвигатель MTF-412-8-У1.

Двигатель состоит из статора, ротора, подшипниковых и щеточно-контактного узлов, кожуха и вентилятора.

Статор состоит из чугунной станины с вертикально – горизонтальным оребрением и сердечника, набранного из листов электротехнической стали, и с уложенной в его изолированные пазы обмотки из круглого медного провода. Выводы обмотки статора монтируются на контактные болты клемной колодки в коробке выводов.

Коробка выводов выполнена заедино со станиной и расположена в верхней ее части с противоположной стороны выходного конца вала.

Ротор двигателей представляет собой вал с насаженным на него по шпоночному соединению с сердечником, набранным из листов электротехнической стали. Обмотка двигателя MTF-412-8-У1 выполнена из медного провода.

Подключение к питающей сети, обмотки статора, выполняется с помощью гибких кабелей, через сальниковые вводы коробки выводов.

Подключение фазной обмотки ротора к пусковым и регулировочным аппаратам осуществляется с помощью скользящих контактов (медные контактные кольца и подпружиненные щетки) и контактных шпилек щеткодержателей, через сальниковые вводы, расположенные на подшипниковом щите.

Подшипниковые узлы состоят из чугунных подшипниковых щитов, подшипников и чугунных подшипниковых крышек.

Температурная компенсация теплового расширения вала двигателя выполнена путем жесткой фиксации однорядного шарикоподшипника со стороны, обратной к приводу от осевого смещения по наружному кольцу с помощью подшипниковых крышек и подшипникового щита, и установки со стороны привода однорядного цилиндрического роликоподшипника с безбортовым внутренним кольцом.

Двигатель имеет наружные и внутренние подшипниковые крышки. Для пополнения и частичного удаления отработанной смазки без разборки подшипникового узла в подшипниковых щитах и крышках предусмотрены специальные каналы, закрытые болтами.

Щеточный узел двигателя состоит из медных контактных колец, алюминиевых щеткодержателей с металлографитными щетками и быстросъемным нажимным креплением.

Для заземления двигателей используются болты, расположенные в коробке выводов и на станине.

Для стока конденсата в станине предусмотрены два отверстия, заглушенные специальным винтом.

Щеточно-контактный узел двигателя изолирован от обмоток статора и ротора стеклотекстолитовой перегородкой, разделенной на вращающуюся и не вращающуюся части, сочлененные щелевым пыленепроницаемым соединением. Вращающаяся часть перегородки крепится на валу двигателя между сердечником ротора и съемными контактными кольцами, закрепленных на валу двигателя при помощи шпонки и пружинного запорного кольца. Обмотка ротора соединяется с контактными кольцами гибкими медными изолированными проводами, проходящими через вращающуюся часть перегородки через уплотнительные резиновые уплотнения и соединённые с выводами контактных колец клеммными соединениями. Подшипниковый узел вынесен на конец вала, в целях уменьшения радиальной нагрузки на подшипник при исполнении двигателя с двумя выходными концами вала. Палец щеткодержателя с укрепленными на нем алюминиевыми щеткодержателями, крепиться к подшипниковому щиту. В каждом из трех щеткодержателей установлено по две металлографитной щетки, закрепленных при помощи быстросъемного нажимного соединения. Оно представляет собой металлическую скобу с закрепленной на ней ленточной кольцевой пружиной. Для исключения электрического пробоя воздушного зазора между скобой щетки и подшипниковым щитом, для случаев кратковременного повышения влажности или запыленности в объеме щеточно-контактного узла, на крепежные скобы щеток надеты изолирующие трубки. Для удобства контроля работы и состояния щеток, их замены и позиционирования в верхней части подшипникового щита выполнено отверстие, закрытое алюминиевой крышкой, закрепленной на щите при помощи болтового соединения.

Для подъема и перемещения двигателя используется рым – болт, находящийся в верхней части станины двигателя.

2.2 Расчет электродвигателей MTF-412-8-У1 и 5АИ200L8 на возможность использования в механизме подъема

2.2.1 Расчет электродвигателя MTF-412-8-У1 на возможность использования в механизме подъема

Исходные данные для силового расчета электропривода главного подъема представлены в таблице 2.1

Таблица 2.1 - Исходные данные для силового расчет электропривода главного подъема

Рассчитаем усилие на барабане при подъеме номинального груза по формуле:

, (2.1)

где - ускорение свободно падающего тела.

Подставим в формулу 2.1 значения из таблицы 2.1:

Рассчитаем усилие на барабане при подъеме ненагруженного крюка по формуле:

(3.2)

Подставим в формулу 2.2 значения из таблицы 2.1:

Статический момент подъема максимального груза, приведенный к валу двигателя рассчитаем по формуле:

(2.3)

где i= ∙ – общее передаточное число;

i_р = 25 – передаточное число редуктора;

i_п = 4 – кратность (передаточное число) полиспаста;

D_б = 0,4м – диаметр барабана лебедки;

Ƞ_н = 0,92 – КПД механизма подъема.

Подставим в формулу 2.3 численные значения:

Характеристики

Список файлов ВКР