
- •Часть № 1
- •Общие сведения.
- •2.Примерный перечень тем и содержание курсовых проектов.
- •2.1 Примерный перечень тем курсовых проектов
- •2.2. Задание на курсовое проектирование
- •1. Общая часть
- •2. Расчетная часть
- •3.3. Технологические требования, предъявляемые к электроприводу
- •3.4. Обоснование и выбор системы электрического привода
- •3.5. Расчет мощности и выбор двигателя, но каталогу
- •3.5.1. Расчет мощности двигателя переменного тока для механизма подъема мостового крана
- •3.2 Расчёт динамических моментов
- •3.4.2. Определение времени торможения.
- •3.3. Расчет среднего пускового момента двигателя
- •3.4.Определение времени, разгона и замедления
- •3.4.2. Определение времени торможения
- •3.5.3. Расчет мощности двигателя переменного тока для механизма передвижения крана (тележки)
- •2. Расчёт предварительной мощности и выбор двигателя по каталогу
- •3.1. Расчет статических моментов
- •3.1.1.При передвижении крана (тележки) с грузом
- •3.1.2. При передвижении крана (тележки) без груза
- •3.2.1. При передвижении с грузом
- •3.2.3. При передвижении без груза
- •3.2.4. Момент инерции поступательно-движущихся элементов системы без учета веса груза, приведенный к валу двигателя
- •3.3. Расчет среднего пускового и среднего тормозного моментов двигателя (двигателей)
- •Определение времени разгона и торможения
- •3.5. Пути, пройденные краном (тележкой) при пуске и торможении
- •3.7. Время работы с установившемся скоростью и время паузы
- •Расчёт мощности двигателя постоянного тока для механизма передвижения крана (тележки)
- •1.Расчёт статической мощности
- •2. Расчет предварительной мощности и выбор двигателя по каталогу Предварительная мощность двигателя
- •3. Расчет нагрузочной диаграммы приводы
- •3.3. Расчет среднего пускового и среднего тормозного моментов двигателя (двигателей).
- •3.4. Определение времени разгона и замедления
- •3.6. Выбор схемы управления и основного электрооборудования
- •3.8. Описание работы схемы управления во всех режимах
- •3.10. Графическая часть проекта
3.3. Технологические требования, предъявляемые к электроприводу
Технологические требования к электроприводу механизмов крана составляются на основе конкретного технологического процесса, условий и режима работы крана.
В то же время - технологические требования определяют правильный выбор системы электропривода механизмов крана. Электрооборудование крановых механизмов должно отвечать как общим, так и специальным технологическим требованиям. К общим требованиям относятся: надежность, бесперебойность, экономичность, безопасность эксплуатации; к специальным - диапазон и плавность регулирования угловой скорости двигателя; ускорение и замедление транспортируемого груза без раскачивания в минимально возможное время; обеспечение необходимой жесткости механических характеристик привода; большие пусковые моменты при трогании с места; большая частота включений в час, точность остановки, реверсирование двигателя и т.п.
Конкретные требования к электроприводу будут зависить прежде всего от назначения крана и его роли в технологическом процессе.
3.4. Обоснование и выбор системы электрического привода
Выбор системы электрического привода механизмов кранов проводится на основе конкретных технологических требований, сформулированных выше. Из всех существующих систем привода необходимо выбрать оптимальный вариант, т.е. такую систему, которая наиболее проста, дешева и в то же время обеспечивает технологические требования.
Для ответа на данный вопрос сначала необходимо указать все существующие системы электропривода, применяемые в крановом электрооборудовании. А затем, на основе технико-экономического сравнения двигателей, переменного и постоянного тока, обосновать тип привода, т.е. обосновать применение в проекте двигателя переменного или постоянного тока. После обоснования типа привода необходимо обосновать систему электропривода, т.е. ту систему, которая в полной мере удовлетворяет технологическим требованиям.
3.5. Расчет мощности и выбор двигателя, но каталогу
Расчет необходимо начинать с обоснования метода расчета мощности двигателя, а точнее - метода проверки двигателя на нагрев.
В практике проектирования электроприводов крановых механизмов чаще используется метод эквивалентного момента или тока.
Студент должен обосновать выбранный метод проверки двигателя на нагрев.
В дальнейшем расчет ведется по одной из методик, изложенных в данных методических указаниях.
3.5.1. Расчет мощности двигателя переменного тока для механизма подъема мостового крана
Масса поднимаемого груза mг, Т
Масса грузозахватного устройства m0, T
Скорость подъема Vп, м / с
Диаметр барабана Dδ, м
Высота подъема Н, м
Число циклов в час Nц
Коэффициент полезного действия η
Род тока переменный
Расчёт статической мощности
Максимальная статическая мощность двигателя, необходимая
для подъема номинального груза, находится по следующей формуле
кВт,
где mг - масса поднимаемого груза, т (исходные данные);
mо - масса грузозахватного устройства, т (исходные данные);
Vп - скорость подъема, м/с (исходные данные);
η - коэффициент полезного действия механизма (исходные данные).
Предварительная мощность двигателя
Р'пред = K ∙ Pc, кВт
Где К - коэффициент, учитывающий цикличность работы механизма = 0,8.
Ориентировочная продолжительность включения
где КI - количество операций в течение одного цикла = 4;
tp - время одной операции (подъема или опускания)
где Н - высота подъема, м (исходные данные);
tц – время цикла.
где Nц – Число циклов в час (исходные данные)
Находим окончательно предварительную мощность двигателя при каталожной продолжительности включения. Двигатели, предназначенные для работы в повторно – кратковременном режиме, выпускаются с ПВкат = 15, 25, 40, 60 %
,
кВт
Частотой вращения двигателя ηн об/мин задаёмся по каталогу.
По значениям Р'пред и n по каталогу выбираем двигатель типа MTF, MTH или ЧМТ, соблюдая условие, что номинальная мощность должна быть равна или несколько больше ( до 20% ) предварительной Р'пред, т.е. Рн ≥ Р'пред.
Паспортные данные двигателя из каталога заносим в таблицу 4.
тип
двигателя |
кВт |
об/мин |
Рад/с |
А |
В |
А |
В |
|
Н*м |
|
ПВ %
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Номинальный момент двигателя
где Рн – мощность выбранного двигателя по каталогу, кВт;
ωН – Угловая скорость вращения выбранного двигателя, рад/с
где - частота вращения выбранного по каталогу двигателя, об/мин.
В
каталогах часто приводится вместо Mmax
перегрузочная способность двигателя
,
а вместо момента инерции ротора Iдв
приводится маховый момент ротора GД2
. В этом случае Mmax=λ∙Mн,
а
3. Расчет нагрузочной диаграммы привода
Нагрузочная диаграмма двигателя строится на основании уравнения движения электропривода М = Мс + Мдин
Как
видно из приведенного уравнения, для
построения нагрузочной диаграммы
двигателя М = f (t) необходимо иметь
график изменения во времени приведенных
статических моментов Мс = f(t) , т.е.
нагрузочную диаграмму механизма подъема
мостового крана и график изменения во
времени динамического момента
,
для определения которого необходимо
знать график изменения угловой скорости
двигателя ω=f(t) и приведенный момент
инерции привода I.
Алгебраическая сумма статических и динамических моментов дает график изменения суммарного момента на валу двигателя, т.е. нагрузочную диаграмму двигателя, рис 1.
3.1. Расчет статических моментов
Статические моменты, приведенные к валу двигателя:
а) При подъеме номинального груза
где mг – масса груза
mо – масса грузозахватного устройства, т;
Dб – диаметр барабана
ηм – коэффициент полезного действия механизма;
i – передаточное отношение редуктора и полиспаста
где ωн – масса груза, т
Vп – скорость подъема, м/с
б) При тормозном спуске номинального груза
в) При подъёме пускового грузозахватного устройства
где η0 – коэффициент полезного действия механизма при данной нагрузке. Определяется по кривым η0 = f(Кз) приведенным на рисунке 2
Коэффициент загрузки определяется по формуле
г) При спуске пустого грузозахватного устройства
Значение Мсо может быть как положительным, так и отрицательным. При Мсо> 0 – силовой спуск, при Мсо < 0 – тормозной спуск