Электропривод и электрооборудование механизма подъема мостового крана

5.2 Проверяем выбранный электродвигатель  по допусти - мой нагрузке и  условию осуществимости пуска.

Выбранный электродвигатель должен удовлетворять  следующим условиям:

 

5.2.1 Первое условие допустимой нагрузки:

 

М_доп  > М_с.max,                                                     (5.2) 

 

где М_с.max = 9550 ∙ Нм;

     Р_с - статическая мощность при подъеме груза, кВт; 

    n_н - частота вращения вала электродвигателя, об/мин.

 

М_с.max = 9550 ∙

=649,5  Нм;

М_доп = М_m = 1630 Нм;

 

М_доп=1630 Нм > 649,5 Нм = М_с.max

 

Первое условие выполняется.

 

5.2.2 Второе условие допустимой  нагрузки:

М_ср.п ³ 1,5 М_с.max                     (5.2.2)

  

где М_{ср .п} = - средний пусковой момент, Нм;

       М₁ = 0,85 ∙ М_m = 0,85 ∙ 1630 = 1385,5 Нм - максимальный момент двигателя при пуске, Нм;

       М₂ = (1,1 - 1,2) ∙ М_н = 1,2 ∙ 649,5 = 779,4 Нм - минималь - ный момент двигателя, Нм;

       М_н = 9550 ∙ = 9550 ∙ = 541,4 Нм - номинальный момент двигателя, Нм.

                                М_ср.п = = 1082,45 Нм;

1,5 ∙ М_с.max = 1,5 ∙ 649,5 = 974,25 Нм;

 

М_ср.п = 1082,45 Нм > 974,25 Нм = 1,5 ∙ М_с.max

 

Второе  условие выполняется.

5.2.3 Третье условие допустимой нагрузки:

М₂ ³ 1,2М_с.max                            (5.2.3)   

 

1,2 ∙М_с.max = 1,2 ∙ 649,5 = 779,4 Нм.

 

М₂ = 779,4 Нм ≥ 779,4 Нм = 1,2 ∙ М_с.max

 

Третье  условие  выполняется.

5.2.4 Проверяем  двигатель по условию осуществимости  пуска:

а_д ³ а                                   (5.2.4) 

 

где а_д - допустимое линейное ускорение при подъеме или перемещении груза, м/с²;

       а_д  = (0,2 ÷ 0,3) м/с² - для механизма подъема;

       a - наибольшее линейное ускорение при подъеме гру - за,  м/с².

а =

где t_п.мин - наименьшее время при пуске с состояния покоя до скорости v с наибольшей загрузкой, сек.

t_п.мин =         (5.2.4.1) 

 

где GD²_прив = 4 ∙ J_прив, кг∙м²                                   (5.2.4.2) 

где J_прив = 1,3 ∙ J_дв + ∙ W_к.мех , кг∙м²               (5.2.4.3) 

где J_дв = , кг∙м²                                                                      (5.2.4.4) 

       W_к.мех = , Дж                                            (5.2.4.5) 

       М_с.мах = 9550 ∙ , Нм                                (5.2.4.6) 

М_с.мах. = 9550 ∙ =649,5 Нм;

W_к.мех = = 197,96 Дж;

J_дв= = 1,025 кг∙м²;

J_прив = 1,3 ∙ 1,025 + ∙ 197,96 = 1,37 кг∙м²;

GD²_прив = 4 ∙ 1,37 = 5,48 кг∙м²;

t_п.мин = = 0,321 сек;

а = = 0,218 м/с²

 

а_д = 0,3 м/с² >  0,218 м/с² = а

 

Условие осуществимости пуска выполняется.

 

Так как электродвигатель МТН 512 - 6  удовлетворяет  всем условиям выбора, то для привода  механизма подъема мостового  крана устанавливаем электродвигатель данного типа.

5.3 Выбираем тип редуктора.

  Редуктор применяют из - за разногласия  скорости  вра - щения барабана  лебедки механизма подъема и   вала электро - двигателя. Редуктор  выбирают по мощности, передаточному  числу и скорости вращения.

 

5.3.1 Определяем передаточное число редуктора:

 

i_Р =                           (5.3.1) 

 

где D - диаметр барабана лебедки, м;

      i_п - передаточное число полиспастной системы.

 

i_Р=

= 42.3

 

По справочнику выбираю тип редуктора Ц2 - 500 со следующими техническими данными:

 

n_р = 970 об/мин;

Р_р = 49 кВт;

i_Р = 50.94

m = 505 кг.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6 Расчет  и выбор ступеней сопротивлений  в цепях электропривода механизма подъема мостового крана

 

Целью данного расчета является  выбор  магнитного контроллера переменного  тока, в соответствии с его выбором  определяются сопротивления и токи ступеней для электропривода  механизма  передвижения тележки мостового  крана.

Исходными данными  являются технические характеристики выбранного электродвигателя в пункте 5.

 

6.1 Базисный момент, Нм:

М_100% = 9550 ∙                       (6.1) 

М_100% = 9550 ∙

=649,5 Нм.

6.2 Определяем  расчетный  ток резистора, А:

 

I_100% =                            (6.2) 

 

где I_н - номинальный ток ротора, А;

      Р_н - номинальная мощность электродвигателя, кВт;

      n_н - номинальная частота вращения, об/мин.

I_100%=

= 103,15 А.

6.3 Определяем  номинальное сопротивление резистора,  в Ом:

R_н =                               (6.3) 

 

 

где Е_рн - напряжение между кольцами ротора, В.

R_н =

= 1,9 Ом.

6.4 Согласно  для магнитного контроллера ТСАЗ160 с защитой на переменном токе находим разбивку ступеней сопротивлений и определяем сопротивление каждого резис -тора (в одной фазе):

 

R = R_ном. ∙ (6.4) 

 

Обозначение ступени                       R_ступ,%                    R ,Ом

Р1 - Р4                                            5                         0,095

Р4 - Р7                                           10                        0,19

Р71 - Р10                                       20                        0,38     

Р10 - Р13                                       27                        0,513

Р13 - Р16                                       76                        1,444

Р16 - Р19                                       72                        1,368

Общее                                          210                       3,99

 

6.5 Находим  расчетную мощность резистора  (в трех фа -зах), кВт:

 

  Р_р =    (6.5) 

 

6.6 Определяем  согласно  таблице 8-4, параметры для условий режима С:

 

Частота включений  фактическая 120 в час, приведенная

z = 120 ∙ = 120 ∙ = 133,6;            (6.6) 

k = 1,25 - коэффициент нагрузки;

а = 1,2 - коэффициент использования;

h_экв.б = 0,76 - базисный КПД электропривода;

h_экв = 0,73 - КПД электропривода для z = 136,2, согласно рис. 8 - 11.;      

h_дв = 0,85 - КПД электродвигателя;

e₀ = 0,4 - относительная продолжительность включения.

 

  Р_р = =                

     =16,2 кВт.

На одну фазу приходится: = 5,4 кВт.

6.7 Определяем расчетный  ток резистора, А. Токовые нагрузки I_100%  по ступеням берём из ,таблица 7 - 9:

I_р =                           (6.7)  I_р= = 60,61 А.

6.8 Значения расчетных токов по ступеням:

 

I = I_р ∙                           (6.8) 

Обозначение ступени                    I_ступ, %                  I , А

Р1 - Р4                                                83                      50,3       

Р4 - Р7                                                 59                      35,75

Р71 - Р10                                             59                      35,75 

Р10 - Р13                                             50                      30,3

Р13 - Р16                                             42                      25,45

Р16 - Р19                                             30                      18,18

 

6.9 В соответствии  с таблицей нормализованных ящиков резисторов  НФ 1А  выбираем для ступеней  Р1 - Р4, Р4 - Р7,  Р7 - Р10 ящик 2ТД.754.054-06, имеющий длительный ток  102 А и сопротивление 0,48 Ом. Для ступеней Р10 - Р13, Р13 - Р16 выбираем ящик 2ТД.754.054-08, имеющий длительный ток  64 А и сопротивление 1,28 Ом. Для ступеней Р16 - Р19, выбираем ящик 2ТД.754.054-11, имеющий длительный ток  41 А и сопротивление 3,1 Ом. Схема включения одной фазы резистора приведена на рисунке - 6.1

 

                 

     

0,096 0,196            0,352       0,512            1,444                1,387

Р1    Р4        Р7                    Р10      Р13                        Р16          Р19

 

Рисунок 6.1 - Схемы соединения ящиков резисторов.

 

6.10 Рассчитаем  отклонение сопротивлений от расчета и данные занесем в таблицу - 6.1:

 

R_% = * 100%,                   (6.10) 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 6.1 - Отклонения сопротивлений от расчета.

 

Ступени	Rрасч ,Ом	Rфакт ,Ом	R% ,.%
1	2	3	4
Р1-Р4	0,095	0,096	-1
Р4-Р10	0,19	0,196	-3,157
Р71-Р10	0,38	0,352	7,3
Р10-Р13	0,513	0,512	0,2
Р13-Р16	1,444	1,444	0
Р16-Р19	1,368	1,387	-1,38
Итого	4,3

 

Учитывая  что, длительные токи выбранных ящиков сопротивлений соответствуют расчетным  значениям токов ступеней и отклонение сопротивлений отдельных ступеней от расчетных значений не превышает ±15% , а отклонение общего сопротивления резистора не превышает ±5% его расчетного значения, резистор выбран правильно.

Проверки  по кратковременному режиму не производим, так как расчетный ток I_р=60,61 А близок к длительному току пусковых ступеней.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7 Расчет естественных  и искусственных механических  характеристик электродвигателя  и механизма подъема мостового  крана

 

Целью расчета является расчет и построение естест -венной и искусственных механических характеристик элект -родвигателя и механизма подъёма мостового крана.

Исходными данными являются технические  данные выбранного электродвигателя МТН 512-6 пункта 5, и механизма подъёма  пункта 3, 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.

 

7.1 Определим  номинальное скольжение:

 

S _н= ,                                (7.1) 

где w₀  = = =104,6 рад/с;

      w_н = = =101,526 рад/с.

             s_н = =0,03

 

7.2 Номинальный  момент:                                                                 

М_н= = =541,73 Нм                      (7.2) 

7.3 Определим  коэффициент перегрузочной способности:

 
 λ = = = 3                        (7.3) 

 

7.4 Определим  критическое скольжение:

 

s_кр= s_н( λ+√(λ ²-1))                           (7.4) 

 

s_кр=0,03(3+√(3²-1))=0,17

 

7.5 Определим номинальное активное  сопротивление ротора:

r_2н= = =2,28 Ом               (7.5) 

 

где U₂ - напряжение ротора, В;

       I₂ - ток ротора, А.

 

7.6 Активное  сопротивление обмотки ротора: