3.Методические указания по выполнению задания №1

3.1Расчет требуемых параметров и выбор двигателя

Для рассматриваемого простейшего грузоподъемного механизма, не требующего регулирования скорости, в качестве приводного двигателя может быть использован асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.

Требуемая мощность (Вт) двигателя рассчитывается по выражению:

где V - скорость подъема груза, м/c;

Gгр - вес поднимаемого груза, Н;

g - ускорение свободного падения м/с;

m - масса груза, кг;

кс - к.п.д. кинематической схемы.

Требуемая частота вращения двигателя находится по формуле

,

где d_б - диаметр барабана, м.

Двигатель выбирается по номинальной мощности Рном и номинальной частоте вращения n_ном, так, чтобы соблюдались условия:

Р_ном  Р_тр, n_ном  n_тр.

При этом продолжительность включения двигателя должна соответствовать заданной, равной 40%, либо должен быть выполнен пересчет мощности на заданное значение ПВ.

В качестве приводного двигателя для рассматриваемой установки могут использоваться как специальные крановые электродвигатели с короткозамкнутым ротором типа 4МТКF, так и электродвигатели единых серий 4А, 4АС. Справочные данные электродвигателей приведены в литературе [1, 2].

3.2Расчет механической характеристики асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Для расчета механической характеристики выбранного двигателя предварительно по справочнику [1] находят его паспортные параметры:

Pном - номинальная мощность, Вт;

nс - синхронная частота вращения двигателя, об/мин;

Sном - номинальное значение скольжения в относительных единицах;

mmax=Mmax/Mном - относительное значение максимального (критического) момента.

Номинальный момент (Нм) двигателя рассчитывается по выражению

где - номинальная угловая скорость двигателя ном , рад/c, определяется через номинальную частоту вращения nном , об/мин, по выражению

; n_ном = (1-S_ном)n_с .

В некоторых справочниках, в частности [2], значения nс и Sном не указаны, но даны значения номинальной частоты вращения nном и число полюсов p. При этом требуемые параметры можно найти по формулам

В этом же справочнике значение максимального момента Mmax дано в абсолютных единицах. Относительное значение этого момента определяется как

m_max=M_max/M_ном.

На основании полученных данных далее находят значение расчетного коэффициента

,

и значение критического скольжения в относительных единицах

.

Момент двигателя в относительных единицах в функции скольжения определяется по выражению

Для расчета задаются значениями скольжения от S = – 1 до S = 2 с шагом 0,1...0,2 и находят момент m в относительных единицах.

Для последующего построения механической характеристики в координатах: частота вращения n, электромагнитный момент M, для тех же значений скольжения вычисляют:

Примерный вид механической характеристики показан на рис. 2.

Диапазон изменения скольжений от S = 1 до S = 0 (от n = 0 до n = n_c) соответствует двигательному режиму, при котором электромагнитный момент двигателя положителен и характеристика располагается в первом квадранте. Значение S = 1 соответствует частоте вращения n = 0, а момент двигателя при этом равен пусковому. При S = S_ном (n = n_ном) момент равен номинальному значению.

Для скольжений S > 1 (n < 0 ) двигатель работает в режиме противовключения и участок характеристики располагается в третьем квадранте.

При S < 0 (n > n_c) машина работает в генераторном режиме, иными словами, в режиме генераторного рекуперативного торможения. Здесь электромагнитный момент отрицателен и характеристики строятся во втором квадранте. Следует учитывать, что абсолютные значения S_кр в двигательном и генераторном режиме одинаковы, а абсолютное значение критического момента в генераторном режиме (при S = - S_кр), согласно (1), будет больше, чем в двигательном.