|  Электроснабжение и электрооборудование электромеханического цеха металлургического завода |
|
|
Скорость
передвижения крана
|
75
м/мин
|
|
Скорость
передвижения тележки
|
30
м/мин
|
|
Высота
подъема главного крюка
|
6 м
|
|
Вес
главного крюка
|
0,8т
|
|
Диаметр
барабана лебедки главного крюка
|
700
мм
|
|
Вес
тележки
|
33 т
|
|
Длина
перемещения моста
|
60 м
|
|
Длина
перемещения тележки
|
22 м
|
|
КПД
главного подъема под нагрузкой
|
0,84
|
|
КПД
главного подъема при холостом ходе
|
0,42
|
|
КПД
моста
|
0,82
|
|
КПД
тележки
|
0,79
|
|
Длина
помещения цеха
|
62 м
|
|
Ширина
помещения цеха
|
15,5
м
|
|
Высота
помещения цеха
|
10 м
|
|
Режим
работы крана средний
|
С
|
|
Продолжительность
включения крана %
|
40%
|
VII. Расчет и выбор
электродвигателя.
Целью расчета является определение статических нагрузок,
приведенных к валу электродвигателя, для выбора мощности электродвигателя
механизма подъема мостового крана.
Статическая мощность на валу электродвигателя
подъемной лебедки при подъеме груза, в кВт определяется следующим образом:
Рст.гр.под =
где G=m∙g=80∙103∙ 9,8=784000H-вес поднимаемого груза;
m-номинальная грузоподъемность, кг;
g-ускорение свободного падения, м/с2;
G0=m0∙g=0,8∙103∙9,8=7840Н-веспустого
захватывающего приспособления;
m0 - масса пустого захватывающего приспособления, кг;
vн = 4,6м/мин = 0,07 м/с - скорость подъема груза;
hнагр = 0,84 - КПД под нагрузкой.
Р ст.гр.под .= = 65,98 кВт.
Мощность на валу электродвигателя при подъеме пустого
захватывающего приспособления, кВт:
Р ст.п.гр.= (4.2)
где hхх=0,42 - КПД механизма при холостом
ходе.
Рст.п.гр.= =1,3 кВт.
Мощность на валу электродвигателя
обусловленная весом груза, кВт:
Ргр.=(G+G0)*vс*10-3
где vс=vн=0,07 м/с - скорость спуска.
Ргр=(784000+7840)*0,07*10-3=55,42
кВт.
Мощность на валу электродвигателя, обусловленная силой
трения, кВт:
Ртр.=() * (1 - нагр.) * vc * 10-3
Ртр .= () * (1-0,84) * 0,07 * 10-3 = 8,88
кВт.
Так как выполняется условие Ргр > Ртр, следовательно,
электродвигатель работает в режиме тормозного спуска.
Мощность на валу электродвигателя при тормозном
спуске, определяется следующим способом, кВт:
Рт.сп.=(G+G0)*Vс*(2-)*10-3
Рст.сп.=(784000+7840)*0,07*(2-)*10-3=44,8 кВт.
Мощность на валу электродвигателя во время спуска
порожнего захватывающего приспособления, кВт:
Рс.ст.о.=G0∙Vс∙ (-2) ∙10-3
Рс.ст.о.=7840∙0,07(-2) ∙10-3=0,2
кВт.
Рассчитаем нагрузочный график механизма подъема
мостового крана для наиболее характерного цикла работы
Время подъема груза на высоту Н:
tр1= =85,7
сек.
где Н-высота подъема груза, м.
Время перемещения груза на расстояние L:
t01= =48 сек.
Время для спуска груза:
tр2= =85,7
сек.
Время на зацепление груза и его отцепления:
t02= t 04=200 сек.
Время подъема порожнего крюка:
tр3= =85,7
сек.
Время необходимое для возврата крана к месту подъема
нового груза:
t03= =48
сек.
Время спуска порожнего крюка:
tр4= =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
груза
|
Па -
уза
|
Спуск
груза
|
Па -
уза
|
Подъем
крюка
|
Па -
уза
|
Спуск
крюка
|
Па -
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
|
Суммарное
время работы электродвигателя:
S tр=tр1+
tр2+
tр3+
tр4=4*85,7
= 342,8 сек.
Суммарное
время пауз:
S t0=t01+t02+t03+t04=48+48+200+200=496
сек.
Эквивалентная
мощность за суммарное время работы электродвигателя, кВт:
Рэкв=
(4.9)
Рэкв=
=39,8кВт.
Эквивалентную
мощность пересчитываем на стан- дартную продолжительность включения
соответствующего режима работы механизма крана, кВт:
Рэн=Рэкв
∙
Рэн=39,8∙
= 1,26
кВт.
Определяем
расчетную мощность электродвигателя с учетом коэффициента запаса, кВт:
Рдв=
где
Кз = 1,2 - коэффициент запаса;
hред
= 0,9 - КПД редуктора.
Рдв=
=1,7
кВт.
Угловая
скорость лебедки в рад/с и частота вращения лебедки в об/мин, определяется
следующим способом:
wл=
где
D
- диаметр барабана лебедки, м.
wл
= =
0,2 рад/с.
nл
=
nл
= =
2 об/мин.
Полученные
значение мощности электродвигателя в пункте (4.11) и значение стандартной
продолжительности включения ПВст = 20% , будут являться основными
критериями для выбора электродвигателя.
Выберем
электродвигатель из следующих условий:
Рном
³ Рдв
Рном
³ 50,7 кВт
Таблица 4.2 - 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 j
|
0,76
|
|
КПД, hн
|
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
|
25
%
|
VIII. Расчет и построение
естественной механической характеристики.
Целью
расчета является расчет и построение естественной механической характеристик
электродвигателя и механизма подъёма мостового крана.
Исходными данными являются
технические данные выбранного электродвигателя МТН 512-6, и механизма подъёма,
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.
Определим
номинальное скольжение:
S н=,
где
w0
= ==104,6 рад/с;
wн
= ==101,526 рад/с.
sн
= =0,03
Номинальный
момент:
Мн===541,73 Нм
Определим
коэффициент перегрузочной способности:
λ
= = = 3
Определим
критическое скольжение:
sкр=
sн(
λ+√(λ 2-1))
sкр=0,03(3+√(32-1))=0,17
Определим
номинальное активное сопротивление ротора:
r2н===2,28 Ом
где
U2
- напряжение ротора, В;
I2
- ток ротора, А.
Активное
сопротивление обмотки ротора:
R2вт=R2н∙Sн=2,28∙0,03=0,068
Ом
Найдём
суммарное активное сопротивление роторной цепи для каждой ступени:
R2
=R2вт+R2ВШ
где
R2вш
- сопротивление реостата в цепи ротора =3,9 R2
=3,968
Для
построения механических характеристик зададимся значениями скольжения от 0 до 1
и подставим в выражение:
М
= 2 ∙ Ммах. ∙,
где
а = = = 0,88
Рассчитаем
механическую характеристику механизма подъёма мостового крана.
Механические
характеристики производственных механизмов рассчитываются по формуле Бланка,
Нм:
Мст.
= М0 + (Мст.н - М0) ∙ ,
где
Мст0 - момент сопротивления трения в движущихся частях, Нм;
Мст.н
- момент сопротивления при номинальной скорости, Нм;
- номинальная угловая
скорость вращения ротора электродвигателя, рад/с;
- изменяемая
угловая скорость вращения ротора электродвигателя, рад/с;
х - показатель степени,
который характеризует статический момент при изменении скорости вращения. Для
механизмов перемещения и подъёма кранов х = 0. Следовательно:
Мст.
= Мст.н. = ,
где
Рст = 65,98 кВт - статическая эквивалентная мощность, пересчитанная
на стандартную продолжительность включения, кВт;
- номинальная угловая
скорость вращения ротора электродвигателя, рад/с;
Мст.
= Мст.н. = =
649,8 Нм.
Построение
графика механической характеристики механизма подъёма мостового крана
производим на том же графике, где и механическая характеристика выбранного
электродвигателя (Рисунок 7.1).
По графику видно, что механическая
характеристика механизма подъёма имеет форму прямой линии, из этого следует,
что статический момент Мст не зависит от скорости вращения.
Таблица 8.
|
Se
|
We
|
Мдв
|
|
0
|
104,6
|
0
|
|
0,01
|
103,5
|
215,9
|
|
0,02
|
102,5
|
420,3
|
|
0,03
|
101,4
|
610,14
|
|
0,1
|
94,14
|
1448,4
|
|
0,17
|
86,8
|
1630
|
|
0,2
|
83,68
|
1611,4
|
|
0,3
|
73,22
|
1424,6
|
|
0,4
|
62,76
|
1217,9
|
|
0,5
|
52,3
|
1046,7
|
|
0,6
|
41,84
|
911,41
|
|
0,7
|
31,38
|
804,27
|
|
0,8
|
20,92
|
718,28
|
|
0,9
|
10,46
|
648,14
|
|
1
|
0
|
590
|
Рисунок 8. Естественные механические характеристики
электродвигателя и механизма подъема мостового крана.
IX Расчет и построение
графиков переходного процесса при пуске электродвигателя
Целью
расчета является построение характеристик зависимости момента и угловой
скорости вращения электродвигателя от времени при пуске, а также определение
времени переходного процесса.
По
реостатным характеристикам (рисунок 8), видно, что электродвигатель можно
запустить только по характеристикам 4, 5, 6, поэтому переходной процесс
рассчитаем при введенных в цепь ротора сопротивлений rд4,
rд5
и rд6.
На
рисунке 8 находим установившиеся и начальные значения скоростей на каждой
пусковой характеристике.
Таблица
9.1
|
Характеристика
|
Установившиеся
скорости рад/с
|
Начальные
скорости рад/с
|
|
4
|
= 68
|
=0
|
|
5
|
=88
|
=54
|
|
6
|
=97
|
=82
|
Страницы: 1, 2, 3, 4
|
© 2009 Все права защищены.
Наверх