Электропривод мостового крана

Содержание

 

  Введение………….…………………………………………………………………….

   Технические данные  и технические условия………………………………………

 

1. Расчетная часть………………………………………………………………………

1.1. Расчет мощности двигателя……………………………………............................

1.2. Выбор двигателя и системы электропривода………………………..................

1.3. Выбор элементов силовой части электропривода…………………………...…

1.4. Расчет доводочной  скорости....................................................................................

1.5. Построение нагрузочной диаграммы и тахограммы работы двигателя…....

1.6. Проверка двигателя по пусковым условиям и теплу………………………….

1.7. Механические характеристики ЭП…………………………………………..…..

1.8. Расчет годовой производительности двигателя ………….…………………...

 

2. Графическая часть…………………………………………………………………..

2.1. Кинематическая схема  электропривода……...………………………………….

2.2. Принципиальная схема  силовой части электропривода  и функциональная схема……………………………………………………………………………………….

2.3. Нагрузочная  диаграмма и тахограмма ЭП……………………………………...

2.4. Механические  и динамические характеристики……………………………….

 

Библиографический список………………………………………................................

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

    Перемещение грузов, связанное с грузоподъемными операциями, во всех отраслях производства, на транспорте и в строительстве осуществляется грузоподъемными машинами. Грузоподъемные машины служат для погрузочно-разгрузочных работ, перемещения грузов в технологической цепи производства или строительства. Грузоподъемные машины с электрическими приводами имеют широкий диапазон использования, что характеризуется интервалом мощностей до 1500кВт и более.

      Электропривод  большинства грузоподъемных машин  характеризуются кратковременным  режимом работы при большой  частоте включений, широким диапазоном регулирования скорости и постоянно возникающих значительных перегрузок при разгоне и торможении механизма.

      Шахтные   подъемные машины являются одним  из наиболее ответственных механизмов  в оборудовании рудных и угольных  шахт. Качество работы подъемной установки в значительной степени определяет производительность шахты, так как через установку проходит весь поток полезных ископаемых и пород. Ствол шахты является наиболее дорогой  частью сооружения, поэтому создавать резервные подъемные установки в параллельных стволах является не целесообразным. Таким образом, можно отметить, что от шахтной подъемной установки требуются высокая  производительность, надежность в работе, долговечность и простота обслуживания. Кроме того, установка  должна быть экономичной как по капитальным затратам, так и в период эксплуатации. Этим же требованиям должно удовлетворять и электрооборудование шахтной подъемной установки.

     Шахтные  подъемные установки в подавляющем  большинстве случаев выполняются  с двумя подъемными  клетями или скипами, одна из которых поднимает груз, другая опускается в порожнем состоянии.

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Технические данные и технические условия

- Диаметр барабана  подъемной машины
- Передаточное число  редуктора
- КПД механической  передачи
- Вес полезного груза
- Вес клети
- Вес одного метра  троса
- Длина разгрузочного  участка
- Вес барабана подъемной  машины
- Диаметр направляющих  шкивов
- Вес направляющих  шкивов
- Номинальная скорость  подъема
- Скорость выхода на  разгрузочную кривую
- Ускорение при подъеме
- Ускорение при торможении, не более
- Скорость ревизионного  осмотра
- Время разгрузки подъемника
- Мощность шахты
- Точность останова  клети
- Количество рабочих  дней в году
- Продолжительность смены
- Диаметр инерции барабана  подъемной машины
- Диаметр инерции направляющих  шкивов
- Сеть переменного  тока

                      

 

 

                                                                                  

 

 

 

 

 

 

Кинематическая схема  подъёмной машины

 

1.1. Расчет мощности двигателя.

Расчет мощности произведем исходя из следующих соображений:

 

Количество  циклов в час:     

 

Время цикла:                              

 

Время пуска:                               

 

Время торможения:                   

 

Время движения с установившейся скоростью:

 

Путь, пройденный с установившейся скоростью:

 

Общая высота подъема:        

 

Принимаем общую высоту подъема:

 

 

 

Определим статические  моменты полезного груза, клети, троса:

 

Из кинематической схемы  видно, что существует четыре режима работы подъемника:

1. Подъем номинального груза.
2. Подъем без груза.
3. Одновременный подъем и опускание груза.
4. Опускание груза номинального.

 

Рассмотрим все четыре режима.

1.Статический момент при подъеме номинального груза в начале движения:

Статический момент при  подъеме номинального груза в  конце движения:

Средний статический момент:

 

2. Статический момент при подъеме пустой клети в начале движения:

Статический момент пустой клети в конце движения:

Среднеквадратичный статический  момент клети:

     

 

 

3.Статический момент  в данном случае равен :

 

4.Статический момент при спуске  номинального груза в начале  движения:

 Статический момент  при спуске номинального груза  в конце движения:

 Средний статический  момент:

Механизмы двухконцевых лебедок имеют значительные динамические нагрузки, которые существенно влияют на нагрев двигателя. В соответствии с этим суммарный момент инерции:

  ,

где

- коэффициент запаса, учитывающий неизвестный на предварительных расчетах момент инерции двигателя.

- момент инерции механизма,  приведенного к валу двигателя.

Момент инерции механизма, приведенного к валу двигателя:      Суммарный момент инерции:

 

Радиус привидения:                       

 

Угловые ускорения  при  подъеме:

 

 

Угловые ускорения  при торможении:

Определим моменты двигателя при пуске и торможении с учетом и :

1. Момент двигателя  при пуске с грузом на подъем:

    Момент двигателя  при торможении с грузом на  подъем:

 

2. Момент двигателя при пуске с пустой клетью:

                                        

   Момент двигателя  при торможении с пустой клетью:

 

3. Момент двигателя при пуске  с грузом на спуск:

   Момент двигателя при торможении на спуск:

Эквивалентирование по теплу проведем методом эквивалентного момента. Рассчитаем моменты для  случаев (1), (3), так как там механизм максимально загружен:

 

     

 

 

 

Продолжительность включения двигателя:

Двигатель работает в  продолжительном режиме S1.

Номинальная скорость двигателя:

Требуемая мощность двигателя:

 

1.2. Выбор двигателя и системы электропривода .

      При анализе технического задания можно сделать вывод:

     Требование точной остановки и ограничение ускорений являются важнейшими технологическими требованиями,  предъявляемыми к электроприводу данного механизма при его цикловой автоматизации.  Условия точной остановки определяют требуемый диапазон регулирования скорости, а требование ограничения ускорений определяет необходимые динамические качества электропривода. Наиболее сложные требования к электроприводу предъявляются при цикловой автоматизации высокопроизводительных подъемно-транспортных машин, обладающих большими рабочими скоростями. К электроприводу таких установок предъявляются высокие требования:

                - в отношении регулирования    скорости (электропривод   должен обладать достаточным быстродействием при изменении скорости и обеспечить регулирование скорости в требуемом диапазоне);

                - жесткие требования в отношении поддержания постоянства и ограничения ускорения, изменение которого вызывают существенное увеличение цикла и соответствующее снижение производительности установки;

                - должен обеспечить надежное ограничение момента и тока двигателя допустимыми значениями как в переходных процессах пуска и торможения, так и при механических перегрузках.

      Для  выполнения всех этих требований необходимо использовать систему электропривода, обладающей высокой управляемостью. К таким системам относятся электроприводы, выполненные по системе Г-Д или ТП-Д. В этих системах используются двигатели постоянного тока.

       Система  Г-Д  обладает      хорошими   регулировочными характеристиками,

и высоким уровнем  срока службы. Однако необходимо использовать более одной электрической машины, при их применении возникает необходимость  в больших помещениях, что является основным условием, ограничивающим их применение. Кроме того, система Г-Д требует регулярного обслуживания и повышенных затрат на профилактический уход.

      Система  ТП-Д является весьма близким аналогом системы Г-Д, где вместо электромашинного преобразователя  постоянного тока используется тиристорное устройство, представляющее собой один или два выпрямителя с регулируемым напряжением за счет изменения угла открытия  тиристоров. Система ТП-Д обладает  хорошими регулировочными свойствами, высокими быстродействием, отсутствием дополнительных реверсирующих устройств. Исходя из сравнительных характеристик систем, выбираем систему ТП-Д, которая нашла большое применение в отечественной и зарубежной практике.

      Выбираем двигатель постоянного тока 4П-450-22-550-У3 рассчитанного на питание от тиристорного преобразователя.

 

Технические данные:

Номинальная мощность, кВт	550
Номинальное напряжение, В	600
Номинальный ток, А	850
Номинальная частота  вращения, об/мин	500
Максимальная частота  вращения, об/мин	1400
Динамический момент инерции кг/м2	35
КПД, %	91,6
Сопротивление якоря, Ом	0,57

   Пересчет моментов для всех режимов работы с учетом момента инерции двигателя.

  Суммарный момент  инерции: