Файл: Дипломного проекта Электроснабжение и электропривод насосной станции.doc

(2.40)

Момент статической нагрузки при опускании грузозахватного устройства без груза [6]:

(2.41)

Предварительный выбор мощности электродвигателя.

Предварительный выбор двигателя производится по статическому среднеквадратичному (эквивалентному) моменту [6]:



Учтем неизвестную на данном этапе динамическую составляющую нагрузки с помощью коэффициента запаса К_з (примем К_з = 1,1) [6]:

M_{экв.рас} = К_з •М_экв = 1,1 1343,6 = 1477,96 Hм . (2.42)

Требуемая номинальная скорость двигателя [6]:

(2.43)

Определим частоту вращения вала двигателя [6]:

(2.44)

Эквивалентная расчетная мощность электродвигателя [6]:

Р_{экв.рас} = М_{экв.рас}  _н  10^-3 = 1477,96  72,8  10^-3 = 107,6 кВт. (2.45)

Пересчитанная на стандартную продолжительность включения (ПВн=40%) мощность [6]:

(2.46)

Выбираем асинхронный электродвигатель с фазным ротором типа 4МТН280М8 [8].

Каталожные данные двигателя:

- номинальная мощность Р_2н= 75 кВт;

- номинальная частота вращения n_н = 725 об/мин;

- коэффициент мощности cos_H = 0,82;

- напряжение статора U₁ = 380 В;

- напряжение ротора U₂ = 227 В;

- сила тока статора I₁ = 154 А;

- сила тока ротора I₂ = 165 А;

- максимальный момент М_к = 2940 Нм;

- момент инерции J_p = 4,1 кгм².

Уточненный выбор мощности двигателя.

Уточненная частота вращения [6]:

(2.47)

Радиус приведения кинематической цепи между двигателем и исполнительным механизмом [6]:

(2.48)

Суммарный приведенный момент инерции для нагруженного и ненагруженного механизма [6]:





Динамические моменты для нагруженного и ненагруженного механизма [6]:

---

(2.49)

(2.50)

Определим моменты сопротивления двигателя при пуске, установившемся режиме и при торможении для нагруженного и ненагруженного механизма.

При подъеме с грузом [6]:

М_n1 = М_ст1 + М_дин1 = 2261 + 392,8 = 2653,8 Нм; (2.51)

М_у1 = M_cт1 = 2653,8 Нм;

М_т1 = M_cт1 – М_дин1 = 2261 – 392,8 = 1868,2 Нм. (2.52)

При опускании с грузом [6]:

М_n2 = М_ст2 + М_дин1 = 1414,673 + 392,8 = 1807,473 Нм; (2.53)

М_у2 = M_cт2 = 1414,673 Нм;

М_т2 = M_cт2 – М_дин1 = 1414,673 – 392,8 = 1021,873 Нм. (2.54)

При подъеме без груза [6]:

М_n3 = М_ст3 + М_дин2 = 274,725 + 400,4 = 675,125 Нм;

М_у3 = M_cт3 = 274,732 Нм;

М_т3 = M_cт3 – М_дин2 = 274,265 – 400,4 = -125,675 Нм.

При опускании без груза [6]:

М_n4 = М_ст4 + М_дин2 = 12,115 + 400,4 = 412,515 Нм;

М_у4 = M_cт4 = 12,115 Нм;

М_т4 = M_cт4 – М_дин2 = 12,115 – 400,4 = -388,625 Нм.
Эквивалентный момент двигателя при ПВ_рас [6]:



где  = 0,75 - коэффициент, учитывающий ухудшение охлаждение двигателя при пуске и торможении.

Эквивалентный момент двигателя при стандартной продолжительности включения (ПВ_н = 40%) [6]:

(2.55)

Номинальный момент двигателя:

(2.56)

Выбранный двигатель проходит по нагреву, так как условие

М_н.дв(987,931) > М_экв(687,674) выполняется. Двигатель также проходит по перегрузочной способности, то есть выполняется условие М_к(2940 Нм) > М_п1(2653,8 Нм).
2.4.2. Электропривод механизма передвижения тележки мостового крана.

Механизм передвижения предназначен для транспортировки различных грузов и может состоять из одного или двух электродвигателей, которые передают движение через редуктор на ходовые колеса, осуществляющие перемещение по рельсовым путям тележки.

Разгон и торможение происходят с постоянным ускорением

---

, величина которого ограничивается технологическими факторами и условием отсутствия пробуксовки колес.

К
инематическая схема механизма передвижения тележки.
Для выбора мощности электропривода воспользуемся техническими данными механизма передвижения тележки:

- грузоподъемность G = 450 кН;

- скорость передвижения тележки  = 0,5 м/с²;

- диаметр ходового колеса D_k = 0,4 м;

- диаметр цапф (подшипников) колес d = 0,095 м:

- ускорение/замедление a = 0,15 м/с²;

- передаточное число редуктора i_p = 31,5:

- длительность цикла t_ц = 180 с;

- к.п.д. механизма _м = 0,85;

- путь передвижения тележки L = 20,5 м.

Для выбора мощности электропривода тележки необходимо также знать вес тележки. Вес тележки грузоподъемностью 5 - 50 т. можно рассчитать по следующей формуле [8]:

m_m = m₀ + k_m  Q^ (2 .57)

где m_o, k_m, - коэффициенты, зависящие от режима работы крана:

Q - грузоподъемность, m.

Вес тележки по (2.14):

(2.58)

Определение продолжительности включения электродвигателя тележки. Время пуска (торможения) двигателя с напруженной и с нагруженной тележкой [6]:



Средняя скорость передвижения тележки за время пуска и торможения [6]:



Путь нагруженной тележки при пуске и торможении [6]:



Путь ненагруженной тележки при пуске и торможении [6]:



Путь нагруженной тележки при установившейся скорости [6]:



Путь ненагруженной тележки при установившейся скорости [6]:



Время движения нагруженной тележки с установившейся скоростью [6]:



Время движения ненагруженной тележки с установившейся скоростью [6]:

---

Расчетная продолжительность включения электродвигателя тележки [6]:



Расчет и приведение к валу двигателя моментов сопротивления.

Момент статической нагрузки (Н м) при движении с грузом [6, 7]:



где К_р - коэффициент трения реборд ходовых колес механизмов передвижения о рельсы;

 - коэффициент трения подшипников ходовых колес механизмов передвижения;

f - коэффициент трения качения ходовых колес механизмов передвижения, м;

Значение коэффициентов К_р,  и f приведены в таблице [7].

(2.59)

Момент статической нагрузки при движении без груза [6,7]:

(2.60)

Предварительный выбор мощности электродвигателя.

Предварительный выбор двигателя производится по статическому среднеквадратичному (эквивалентному) моменту [6]:


Учтем на данном этапе неизвестную динамическую составляющую нагрузки с помощью коэффициента запаса К_з [6]:

М_{экв.рас} = К_з • М_экв = 1.5 • 45,8 = 68,7 Нм. (2.62)

Требуемая номинальная скорость двигателя [6]:

(2.63)

Частоту вращения вала двигателя [6]:



Эквивалентная расчетная мощность электродвигателя [6]:



Пересчитанная на стандартную продолжительность включения (ПВ_н = 40%) мощность [6]:



Выбираем асинхронный электродвигатель с фазным ротором типа 4MTF 132 L6 [8].

Каталожные данные двигателя:

- номинальная мощность Р_2н = 5,5 кВт;

- номинальная частота вращения n_н = 915 об/мин;

- коэффициент мощности соs_н=0,74;

- напряжение статора U₁=380 В;

- напряжение ротора U₂ = 213 В;

- сила тока статора I₁ = 14,8 А;

- сила тока ротора I₂ = 183 А;

- максимальный момент М_к = 135 Нм;

- момент инерции J_p = 0,11 кгм².

---

Уточненный выбор мощности двигателя.

Уточненная частота вращения [6]:



Радиус приведения кинематической цепи между двигателем и исполнительным механизмом [6]:



Суммарный приведенный момент инерции для нагруженного и ненагруженного механизма [6]:




Динамические моменты для нагруженного и ненагруженного механизма [6]:





Моменты сопротивления двигателя при пуске и торможении с грузом [6]:

;



Моменты сопротивления двигателя при пуске и торможении без груза [6]:

;



Эквивалентный момент двигателя при ПВ_рас [6]:



Эквивалентный момент двигателя при стандартной продолжительности включения (ПВн = 40%) [6]:



Номинальный момент двигателя:



Выбранный двигатель проходит по нагреву, так как условие М_н.дв (57,4 Н м) > М_экв (52,94 Н м) выполняется. Двигатель также проходит по перегрузочной способности, то есть выполняется условие М_к (135 Нм) > М_п1 (116,38 Нм).

2.4.3. Электропривод механизма передвижения моста.

Механизм передвижения моста и механизм передвижения тележки принципиально не отличается, то есть кинематические схемы передвижения аналогичны.

Для выбора мощности электропривода воспользуемся техническими данными механизма передвижения моста:

- грузоподъемность G = 450 кН;

---