Файл: Пояснительная записка выпускной квалификационной работы содержит 55 страниц формата А4, 12 рисунков, 8 таблиц, 5 используемых источников информации.docx

2.3 Расчёт нагрузочной диаграммы

Для построения нагрузочной диаграммы нужно рассчитать статические и динамические моменты, а также моменты пуска и торможения.

Пусковой момент определяется выражением:


где M_H- номинальный момент двигателя, Нм.

Значение динамического при подъеме груза момента находится по формуле:

Тормозной момент определяется:

Время пуска и торможения при подъёме груза:

- установившееся значение скорости двигателя, соответствующее M_C, 1/с.


Пусковой момент при опускании груза определяется по формуле:

Значение динамического момента в генераторном режиме можно определить следующим образом:

Значение тормозного момента в генераторном режиме находится по формуле:

Время пуска и торможения в генераторном режиме:

- установившееся значение скорости двигателя, соответствующее M_C, 1/с.

Пусковой момент при подъёме/опускании траверсы равен:

Значение динамического момента при подъёме траверсы можно определить:

Значение тормозного момента при подъёме траверсы определяется по формуле:

---

Время пуска и торможения при подъёме траверсы определяется выражением:


Значение динамического момента опускании траверсы найдем по формуле:

Значение тормозного момента при опускании траверсы найдем по выражению:

Время пуска и торможения (в генераторном режиме при опускании траверсы):


После определения моментов, перейдем к определению длин и времени.

Длина спуска траверсы при пуске определяется формулой:

Длина спуска траверсы при торможении:

Время спуска траверсы при постоянной скорости:

Время подъёма груза при постоянной скорости:

Время опускания груза при постоянной скорости:

Время подъёма траверсы при постоянной скорости:

Совмещённая тахограмма и нагрузочная диаграмма двигателя представлены на рисунке 3.


Рисунок 3 – Нагрузочная диаграмма и тахограмма двигателя

2.4 Проверки двигателя по нагреву и перегрузочной способности

Проведем проверку двигателя по фактическому эквивалентному моменту [2]:


где M_П – пусковой момент электропривода, Н∙м;

t_п – время пуска электропривода, с;

M_С – статический момент электропривода, Н∙м;

t_УСТ– время на установившемся участке тахограммы, с;

M_Т – тормозной момент электропривода, Н∙м;

---

t_Т – время торможения электропривода, с.

Подставив все значения и решив выражение получим фактический эквивалентный момент, равный:

Далее определим фактическую продолжительность включения:

где t_п - время пуска, с;

t₀ - время пауз, с;

t_Т - время торможение, с;

t_УСТ - время работы на установившейся скорости, с;

α – коэффициент показывающий ухудшение условий охлаждения при работе на скорости ниже номинальной, принимают равным 0,75;

β - коэффициент показывающий ухудшение условий охлаждения во время пауз, принимают равным 0,5.

Проверяем двигатель по условию:



Двигатель удовлетворяет данным условиям. По нагреву он проходит.

Эквивалентный момент составляет 63,4% от номинального, что удовлетворяет проверке аварийного режима работы электропривода подъёма при выходе из строя одного из двигателей. Это обеспечивает требуемый запас по мощности.

Проверяем двигатель по перегрузке по условию:

где M_MAX– максимальный момент на нагрузочной диаграмме, Нм;

λ – перегрузочная способность двигателя.



Двигатель проходит по перегрузке и нагреву, следовательно конечный выбор падает на двигатель SIEMENS модели 1MA8-317–6BD. Из-за необходимости двух двигателей, используем два одинаковых.

---

3 выбор и характеристика основного электрооборудования

3.1 Выбор и характеристика преобразователя частоты

Поэтому преобразователь частоты (ПЧ) для выбираем исходя из обеспечения выполнения следующих условий [1]:


где - коэффициент связи пускового тока с номинальным током двигателя;


где – коэффициент запаса мощности.

По этим параметрам подходит преобразователь частоты ATV 71HC28N4 фирмы Schneider Electric, технические данные которого представлены в таблице 6; принципиальная схема показана на рисунке 4.


Таблица 6 ‑ Технические характеристики ПЧ ATV 71HC28N4

Параметр	Значение
Номинальная мощность	280 кВт
Полная мощность	325 кВА
Входное напряжение	380 В
Номинальный ток	494 А
Максимальный продолжительный ток	550 А
Максимальный ток в течение 60 сек.	825 А
Максимальный ток в течение 2 сек.	907 А
Выходная частота	0.1500 Гц
Максимальная частота коммутации	2500 Гц
Номинальное потребление энергии	1188 Вт

Рисунок 4 – Принципиальная схема преобразователя частоты ATV 71HC50N4

3.2 Выбор и характеристика силового трансформатора

---

Питающее напряжение сети равно 10 кВ, напряжение привода равно 380 В. В этом случае следует использовать понижающий трансформатор со следующими параметрами:


Эти параметрам соответствует трансформатор Geafol 400 10/0,4 фирмы Siemens. Его параметры указаны в таблице 7.

Таблица 7 ‑ Технические характеристики трансформатора Geafol 400 10/0,4

Параметр	Значение
Номинальная мощность (Sтр.н)	400 кВА
Номинальная частота (fтр.н)	50 Гц
Номинальное напряжение обмотки ВН (Uтр.1л)	10 кВ
Номинальное напряжение обмотки НН (Uтр.2л)	400 В
Потери холостого хода (Pтр.хх)	800 Вт
Потери короткого замыкания (Pтр.кз)	4900 Вт
Напряжение короткого замыкания (eтр.кз)	6%

Номинальный ток трансформатора:


Полное сопротивление фазы трансформатора, приведённое к вторичной обмотке:

Активное сопротивление фазы трансформатора:

Индуктивное сопротивление фазы трансформатора:

Индуктивность фазы трансформатора:

---