1. Выбор двигателя.

По заданной тахограмме работы двухконцевой шахтной подъёмной машины и нагрузочной характеристике (рисунок 1) рассчитаем требуемую мощность приводного асинхронного двигателя с фазным ротором и выберем его по справочным данным.

Исходные данные:

t₁=0,88c, t₆=15,6 c,

t₂=19 c, t₇=2,6 c,

t₃=0,72 c, =104 c^-1,

t₄=24 c, M_co=370 Hм,

t₅=2,4 c, M_cн=3500 Нм.

Рисунок 1.1 - Нагрузочная диаграмма машины

Рисунок 1.1 отражает циклический (поворотно-кратковременный) режим работы шахтного подъёма, для которого предусматривается выбор двигателя из серии длительного (продолжительного) режима работы (S₁) с принудительным обдувом.

Поскольку на тепловой режим двигателя существенным образом могут влиять переходные режимы пуска ( t₁ ) и торможения ( t₃ ), то выбор двигателя должен производиться с учётом этих режимов. Однако построение нагрузочной диаграммы двигателя, включающей участки пуска и торможения, возможно лишь в том случае, если известен момент инерции ротора выбираемого двигателя. Следовательно задача выбора мощности двигателя должна решаться в три этапа:

• ориентировочный расчёт мощности на основании нагрузочной диаграммы механизма;

• приближённая проверка мощности двигателя с учётом переходных режимов;

• уточнённая проверка мощности двигателя с учётом переходных режимов.

Предварительно номинальная мощность двигателя рассчитывается из условия, кВт;

;

где М_экв – эквивалентный длительно-действующий момент, определяемый

по формуле (Нм):

где  - скорость вращения двигателя в установленном режиме работы

(принимается по тахограмме), с^-1;

К_з – коэффициент запаса по мощности, К_з=1.1.

Нм;

Нм;

Далее из таблицы П.1 [1] выбираем тип двигателя, имеющий мощность Р_н ≥ Р_н.пр, ближайшее большее к использованной в формуле Р_н.пр скорости , но имеющие различные моменты инерции.

об/мин.

Принимаем двигатель типа АК – 113 – 6М, с техническими данными:

U_1н=380 В, cos φ_н=0.915,

Р_н=250 кВт, λ=2,

n_н=975 об/мин, U_2н=441 В,

I_1н=445 А, I_2н=349 А,

η_н =93.5 %, J_g=17,7 кг·м².

Для проверки соответствия выбранного двигателя заданному режиму работы и для окончательного выбора наиболее подходящей машины необходимо построение её нагрузочной диаграммы (рисунок 1.1).

Первоначально задача сводится к нахождению моментов М_п и М_т, обеспечивающих разгон двигателя до скорости ω_н за время t₁ и торможение за время t₃:

;

;

где М_п – средний пусковой момент двигателя, Нּм;

М_т – средний тормозной момент, Нּм;

J_Σ – суммарный момент инерции двигателя и механизма, кг·м².

;

кг·м²;

;

об/мин.

Н·м;

Н·м.

Из группы упомянутых выше машин принимается двигатель, удовлетворяющий условию:

;

где М_к – критический (максимальный) момент двигателя.

Последний определяется исходя из перегрузочной способности машины:

;

где λ – перегрузочная способность ( );

М_н – номинальный момент, (Н·м).

Н·м;

Н·м;

Вопрос о необходимой мощности двигателя выясняется здесь путём сравнения его номинального момента с эквивалентным, рассчитываемым по формуле:

;

Н·м.

Если соблюдается условие М_н М¹_экв, то задачу приближённой проверки мощности можно считать решённой.

2449 2179 Н·м.

Окончательная проверка мощности двигателя производится на основе действительных зависимостей момента от времени при пуске и торможении, которая будет произведена в дальнейшем.