Шарипов ВКР (1195279), страница 4

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

Текст из файла (страница 4)

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

(2.4)

Подставим в формулу 2.4 численные значения:

Статический момент при подъеме крюка рассчитаем по формуле:

(2.5)

Подставим в формулу 2.5 численные значения:

где – КПД при частичной загрузке;

где α – опытный коэффициент, среднее значение которого равно 0,07;

К_з – коэффициент нагрузки.

(2.6)

Тогда:

Статический момент спуска крюка, приведенный к валу двигателя:

(2.7)

Подставим в формулу 2.7 численные значения:

Время подъема и спуска груза и крюка:

(2.8)

Подставив в формулу 2.8 численные значения, получим:

Суммарное время работы составит:

(2.9)

Подставив в формулу 2.9 численные значения, получим:

Время передвижения крюка:

(2.10)

где L = 41 м – рабочая длина крана ( с учетом консолей);

Подставив в формулу 2.10 численные значения, получим:

Время строповки:

Суммарное время пауз:

(2.11)

Подставив в формулу 2.11 численные значения, получим:

Суммарное время цикла:

(2.12)

Подставив в формулу 2.12 численные значения, получим:

Рассчитаем фактическую продолжительность включения:

(2.13)

Подставив в формулу 2.13 численные значения, получим:

.

Ближайшая к расчетной продолжительность включения – 60%. Но, поскольку продолжительность включения рассчитана исходя из того, что кран перемещает грузы непрерывно, а фактически это не так, берем меньшую продолжительность включения – 45%

Рассчитаем эквивалентный момент для предварительного выбора мощности двигателя:

(2.14)

Подставив в формулу 2.14 численные значения, получим:

Угловая скорость вращения двигателя:

(2.15)

Подставив в формулу 2.15 численные значения, получим:

.

Частота вращения двигателя:

(2.16)

Подставив в формулу 2.16 численные значения, получим:

.

Предварительная мощность двигателя:

(2.17)

Подставив в формулу 2.17 численные значения, получим:

.

Мощность двигателя при ПВ= 40% рассчитывается по формуле:

(2.18)

Подставив в формулу 2.18 численные значения, получим:

Выполним проверку электродвигателя MTF-412-8-У1 по условиям перегрева и перегрузочной способности.

Условие перегрева.

Двигатель проходит по условию перегрева, если М_н ≥ М_э.

Номинальный момент двигателя:

(2.19)

где Р_н.дв – номинальная мощность двигателя;

n_н – номинальное число оборотов двигателя.

Выполним проверку условия:

.

Следовательно двигатель проходит по условию перегрева.

2.2.2 Расчет электродвигателя 5АИ200L8 на возможность использования в механизме подъема

Так как модернизация будет проводиться на базе преобразователя частоты, целесообразно применение специальных серий электродвигателей, разработанных специально для частотно-регулируемого электропривода.

Частотно-регулируемые асинхронные двигатели имеют усиленную изоляцию обмотки (стойкую к высокой скорости нарастания напряжения) предназначенную для работы с источником питания, выдающим высокочастотные прямоугольные импульсы напряжения (широтно-импульсная модуляция). Работа общепромышленных двигателей от преобразователя частоты сокращает срок их службы, так как они предназначены для питания от сети переменного тока синусоидальной формы фиксированной частоты.

Исходя из вышесказанного, принимаем решение об установке электродвигателя 5АИ200L8, разработанного специально для частотного регулирования. Общий вид двигателя представлен на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 – Электродвигатель 5АИ200L8

В таблице 2.2. приведены характеристики электродвигателя 5АИ200L8.

Таблица 2.2. – Характеристики электродвигателя 5АИ200L8

На основе полученных данных в подразделе 2.2.1, выполним проверку электродвигателя (5АИ200L8) по условию перегрева.

Условие перегрева:

Двигатель проходит по условию перегрева, если М_н ≥ М_э.

Номинальный момент двигателя определим по формуле:

Выполним проверку условия:

.

Следовательно, двигатель проходит по условию нагрева.

Произведённый расчет показал, что электродвигатель 5АИ200L8 подходит для электропривода механизма подъема козлового крана КПБ-10У.

2.3 Особенности электропривода механизма подъема при частотном регулировании

Механические характеристики идеального электропривода механизма подъема располагаются во всех четырех квадрантах, как показано на рисунке 2.4

Рисунок 2.4 – Механические характеристики идеального электропривода механизма подъема.

Главной отличительной особенностью электропривода механизма подъема является наличие активного характера момента нагрузки. Активный момент нагрузки всегда имеет один знак, т.е. момент, создаваемый весом груза, всегда стремится раскрутить механизм в сторону спуска. Таким образом, при подъеме груза (первый квадрант механических характеристик) электропривод должен преодолевать этот момент (работать в двигательном режиме), при работе в направлении спуска (четвертый квадрант механических характеристик) не давать грузу опускаться в режиме свободного падения (режим торможения). Потенциальная энергия груза при опускании должна или возвращаться в питающую сеть или рассеиваться в виде тепла в специальном устройстве. Необходимость обеспечения установившейся скорости в тормозном режиме является главным требованием к электроприводу механизма подъема и является определяющим при выборе структуры силовой цепи.

Кроме того, для большинства электроприводов для механизма подъема существует так называемый режим силового спуска – когда статический момент, создаваемый весом легкого груза или пустого грузозахватного устройства, не преодолевает момент сопротивления в механической части (редукторе). В этом случае электропривод работает в двигательном режиме с весьма небольшим тормозным моментом – не более 10-15% от номинального. Характеристики силового спуска располагаются в третьем квадранте.

Во втором квадранте электропривод не имеет установившегося режима и работает только в режиме торможения с высших, на низшие скорости.

Поскольку большинство электроприводов механизма подъема требуют регулирования скорости, в каждом квадранте располагается несколько механических характеристик. Характеристика 1 в первом квадранте служит в основном для обтягивания строп грузозахватного механизма. Характеристика 2 является промежуточной. При работе на характеристике 3 производится подъем груза с номинальной скоростью. Характеристики 4, лежащие в первом, третьем и четвертом квадрантах используются в электроприводе кранов с большой высотой подъема, прежде всего башенных. При работе на этих характеристиках производится подъем и опускание грузов массой меньше номинальной с повышенной скоростью.

Наибольшее влияние выбор системы электропривода и ее структуру оказывает характеристика 1, лежащая в третьем и четвертом квадрантах. Скорость опускания груза на этой характеристике называется посадочной или установочной, определяется технологическими требованиями к крану и является одной из главных характеристик электропривода механизма подъема.

При активном моменте нагрузки всегда возникает опасность падения груза с угрозой для жизни людей и разрушения механизмов. Поэтому к конструкции как механической, так и электрической частей требованиями “Устройства безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов” предъявляются требования, направленные на обеспечение безопасности.

Данные требования определяют схемные решения, и построение силового канала электропривода механизма подъема с преобразователем частоты:

• электропривод должен обеспечивать достаточный запас пускового момента при максимальной допустимой нагрузке и максимальном допустимом снижении питающего напряжения;

• растормаживание механического тормоза должно производиться только после того, как электропривод разовьет пусковой момент достаточный для подъема груза;

• срабатывание любой защиты электропривода должно приводить к отключению электропривода с затормаживанием механическим тормозом;

• преобразователь частоты должен быть оборудован устройством рекуперации или рассеяния энергии торможения (тормозной резистор) с мощностью, достаточной для обеспечения опускания груза максимальной допустимой массы на номинальной скорости.

Наиболее распространенная функциональная схема частотного электропривода механизма подъема представлена на рисунке 2.5.

Управление электрогидравлическим приводом тормоза производится контактором, включающемся встроенным релейным выходом преобразователя частоты после того, как электродвигатель разовьет достаточный пусковой момент. Для рассеяния энергии торможения служит тормозной резистор, хотя может применяться и устройство рекуперации электроэнергии.

Рисунок 2.5 – Функциональная схема частотного электропривода механизма подъема

2.4 Расчет электропривода механизма передвижения крана

Механизм перемещения козлового крана приводится в движение посредством двух двигателей, работающих по системе «ведущий-ведомый».

Принимаем следующие условие:

- тележка посередине (т.е. нагрузка на электропривод от моста, тележки и груза делится поровну на два двигателя);

Поскольку нагрузка на оба двигателя одинакова, для механизма перемещения козлового крана необходимо выбрать два одинаковых электродвигателя.

Характеристики

Список файлов ВКР