5. Расчёт нагрузочной диаграммы электропривода лебёдки

Нагрузочная диаграмма представляет собой зависимость тока электродвига

теля от времени на протяжении одного цикла работы лебёдки, т.е. зависимость I (t).

Каждый такой цикл состоит из таких сменяющих друг друга режимов рабо-

ты электропривода:

.1. подъём номинального груза;

.2. горизонтальное перемещение груза ( двигатель не работает );

.3. тормозной спуск груза;

.4. отстропка груза ( двигатель не работает );

.5. подъём холостого гака;

.6. горизонтальное перемещение холостого гака ( двигатель не работает );

.7. силовой спуск холостого гака;

.8. застропка груза ( двигатель не работает ).

Время переходных процессов при работе двигателя ( пп. 1, 3, 5 и 7 ) рассчитывает

ся по формулам, приводимым ниже, а продолжительность нерабочих промежут

ков ( пп. 2, 4, 6 и 8 ) принимается на основании среднестатистических данных

( см. ниже ).

5.1. Расчёт времени переходных процессов при подъёме груза

.1. приведенный к валу электродвигателя момент инерции движущихся частей электропривода

Ј = к*Ј + ( m* ν ) / ω = 1,2*1,5 + ( 2940*0,75² ) / 94,2² = 1,8 + 0,186 =

= 1,986 ≈ 2,0 кг*м ,

где : к = 1,1…1,3 – коэффициент, учитывающий влияние движущихся частей электропривода ( кроме ротора двигателя ) на величину приведенного момента инерции; принимаю усредненное значение к = 1,2;

m = ( G + G ) / 9,8 = ( 28500 + 320 ) / 9,8 = 2940 кг – масса груза и гака , выраженная через вес ( т.е. в кг );

ω = 2 π* n / 60 = 2*3,14*900 / 60 = 94,2 с ^–1 ( n = 900 об / мин – номиналь-

ная частота вращения двигателя на 3-й скорости – см. таблицу 1. );

.2. динамический момент при пуске

М = М - М = 730 – 303,2 = 426,8 ≈ 430 Н*м

.3. время пуска

t = Ј * ω / М = 2,0*94,2 / 430 = 0,438 ≈ 0,44 с

.3. тормозной момент механического тормоза выбирается по условию

М ≥ 2 М = 2*66,7 = 133,4 Н*м

.4. из справочника «Судовые электроприводы», в 2-х томах, под редакцией И.Р. Фрейдзона, Л., Судостроение, 1983 г., выбираю при ПВ% = 40 % тормоз типа ТМТ 52 с такими данными :

1. тормозной момент в режиме ПВ = 40 % М = 30 даН*м = 300 Н*м

2. таким образом, неравенство п. 3 соблюдается ( М = 300 > 2 М = 133,4 Н*м );

3. ход тормоза начальный – 2 мм;

4. ход тормоза максимальный – 4 мм;

5. число тысяч торможений до смены дисков при частоте вращения в начале торможения об/мин – 200 .

6. фазный ток – 3,5 А.

7. принятые сокращения в обозначении тормоза – Т – тормоз, М – морского

исполнения, Т – трёхфазный (или Т- тормоз, Д- для динамических

режимов, П- постоянного тока);

.5. коэффициент полезного действия двигателя при работе на 3-й скорости

η = ( Р *10 ) / ( *U*I*cos φ ) = ( 32*10³ ) / ( *380*70*0,88 ) = 0,79

.6. постоянные потери в двигателе равны номинальным переменным потерям

Δ Р = Δ Р = 0,5 Р ( 1/η – 1 ) = 0,5*32 ( 1 / 0,79 – 1 ) = 4,25 кВт

..7. . тормозной момент, обусловленный постоянными потерями в двигателе

М = Δ Р / ω = 4250 / 94,2 = 45,1 Н*м

..8.. суммарный тормозной момент, создаваемый совместным действием груза,

тормоза и электродвигателя

М = М + М + М = 66,7 + 300 + 45,1 = 411,8 Н*м

..9. время остановки поднимаемого груза при отключении двигателя

t = Ј * ω / М = 2,0*94,2 / 411,8 = 0,45 c

.10. расстояние, пройденное грузом при разгоне и торможении

H = 0,5 ν ( t + t ) = 0,5*0,75 ( 0,44 + 0,45 ) = 0,33 м

.11. время подъёма груза в установившемся режиме

t = ( Н - H ) / ν = ( 12- 0,33 ) / 0,75 = 15,5 с

.12. номинальный момент двигателя при работе на 3-й скорости

М = Р *10 / ω = 32*10³ / 94,2 = 339 Н*м

.13. ток, потребляемый двигателем при подъёме

I = I ( М / М ) = 70 ( 303,2 / 339 ) = 62,5 А,

что меньше номинального I = 70 А.

Иначе говоря, при подъеме номинального груза двигатель по току не будет

перегружаться.