3.3. Расчет среднего пускового момента двигателя

Зная величины статических и динамических моментов, можно определить средний пусковой момент, развиваемый двигателем при подъеме груза

М_ср.п = М_нг + М_дин

Обычно М_ср.п не должен превышать (1,7 - 2) ∙ М_н.

3.4.Определение времени, разгона и замедления

а). При подъеме груза

где ω_кон, ω_нач - соответственно конечное и начальное зна­чение угловой скорости двигателя, рад/с.

При пуске ω_нач = 0; ω_кон = ω_пг рад/с.

Угловая скорость вращения двигателя ω_пг находится по универсальной характеристике двигателя постоянного тока пос­ледовательного возбуждения рис.4 и ее значение должно соответствовать развиваемому моменту, т.е. М_пг

Сначала определяют в относительных (долевых) единицах значение момента при подъеме груза М^ð_пг, как отношение абсолют­ного значения этого момента к номинальному моменту двигателя,

Зная М^ð_пг, по универсальной характеристике, определяют в относительных единицах угловую скорость ω^ð_пг и ток двигателя I^ð_пг соответствующие М^ð_пг

По значениям ω^ð_пг, I^ð_пг определяют их абсолютные величины

ω_пг = ω^ð_пг ∙ ω_н, рад/с

I_пг = I^ð_пг ∙ I_н, А - значение тока будет использовано в дальнейшем расчёте.

б). При тормозном спуске груза

Для обеспечения безопасного спуска груза двигатель и его обмотка возбуждения включаются параллельно с различными сопротивлениями в цепи якоря и обмотке возбуждения.

где ω_нач. = 0; ω_кон = ω_сг находится по механическим характеристикам двигателя, управляемого типовым контроллером в режиме тормозного спуска груза и ее значение должно соответствовать моменту М_сг. Тип контроллера должен быть выбран в п.2.

Ориентировочно значение ω_кон можно принять для типовых контроллеров равной 1,75 ω_н.

в). При подъеме грузозахватного устройства

где M_срп = (1,15-1,25) М_н - средний пусковой момент при подъеме и опускании грузозахват­ного устройств.

ω_нач = 0; ω_кон = ω_по рад/с. Значение ω_по находится по универсальной характеристике двигателя в последовательности описанной для нахождения ω_пг , т.е. определяется , затем определяются по универсальной характеристике (см.рис.4) долевые значения угловой скорости ω^ð_по и тока I^ð_по, после чего определяются их абсолютные значения

ω_по = ω^ð_по ∙ ω_н, рад/с

I_по = I^ð_по ∙ I_н, А

г). При силовом спуске грузозахватного устройства

где М''_ср.п = 0,5 М_н - средний пусковой момент при силовом спуске грузозахватного устройства; ω_нач = 0; ω’_кон = ω_со находится по механическим характеристикам двигателя, управляемого типовым контроллером в режиме силового спуска грузозахватного ё устройства и ее значение должно соответствовать моменту М_со. Ориентировочно ω’_кон = 1,25 ω_со.

3.4.2. Определение времени торможения

Схемы управления двигателями механизмов подъема предус­матривают механическое и электрическое торможение подъемной лебедки.

При подъема груза, чтобы снизить интенсивность торможе­ния, когда грузовой момент способствует замедлению, электрическое торможение двигателя исключается. И, наоборот, чтобы повысить интенсивность торможения, при спуске груза механическое торможение дополняется электрическим торможением дви­гателя.

Тормозной момент, развиваемый двигателем, при электри­ческом торможении, как правило, переменен и поэтому в ниже -приведенных формулах не используется.

Момент 'тормоза М_т определяется по формуле

М_т = К_т ∙ М_с.макс, Н ∙ м

где М_с.макс - максимальный статический крутящий момент на тормозном валу М_сг Н ∙ м; K_т - коэффициент запаса.

По правилам Госгортехнадзора коэффициент имеет следующие значения:

для легкого режима работы = 1,5;

для среднего режима работы = 1,75;

для тяжелого режима работы =2,0;

для весьма тяжелого режима работы = 2,5.

Механизмы подъема кранов, транспортирующих жидкий металл, ядовитые и взрывчатые вещества должны иметь два тормоза. Коэф­фициент запаса каждого из них должен быть не менее 1,25.

По рассчитанному значению М_т выбирают тормоз о номиналь­ным тормозным моментом равным или несколько большим, чем М_т, т.е. М_нт ≥ М_т.

д) Время торможения при подъеме груза

е) Время торможения при спуске груза

где ω_кон = 0; ω_нач = ω_сг

ж) Время торможения при подъеме грузозахватного устройства

где ω_кон = 0 ω_нач = ω_по

з) Время торможения при спуске грузозахватного устройства

где ω_кон = 0 ω_нач = ω_со

3.5Фактические скорости подъема и спуска груза или грузозахватного устройства: а) При подъеме груза

где V_п – Скорость подъеме, м/с (исходные данные)

б) При спуске груза

в) При подъеме грузозахватного устройства

г) При спуске грузозахватного устройства

3.6Пути, пройденные грузом и грузозахватным устройством во время пусков и торможений

а) При подъеме груза

где t_р.пг – время разгона при подъеме груза, с

t_т.пг – время торможения при подъеме груза, с.

б) При спуске груза

в) При подъеме грузозахватного устройства

г) При спуске грузозахватного устройства

3.7. Пути, проходимые грузом и грузозахватным устройством с установившейся скоростью:

а). При подъеме груза

S_у.пг = H - S_р.пг - S_т.пг, м

где Н - высота подъема, м (исходные данные),

б). При спуске груза

S_у.сг = H - S_р.сг - S_т.сг, м

в).При подъеме грузозахватного устройства

S_у.по = H - S_р.по - S_т.по, м

г). При спуске грузозахватного устройства

S_у.со = H - S_р.со - S_т.со, м

3.8. Время работы с установившейся скоростью и время паузы:

а). При подъеме груза

б). При спуске груза

в). При подъеме грузозахватного устройства

г). При спуске- грузозахватного устройства

д). Время паузы

где t_ц - время цикла, с;

Σ_tp = t_р.пг + t_у.пг + t_т.пг + t_р.сг + t_у.сг + t_т.сг + t_р.по + t_у.по + t_т.по + t_р.со + t_у.со + t_т.со ; с - суммарное время работы.

Строим скоростную и нагрузочные диаграммы привода подъе­ма (см. рис. 1).

Проверка предварительно выбранного двигателя по усло­виям нагрева и перегрузочной способности

Так как проверка двигателей последовательного возбуждения на нагрев производится методом эквивалентного тока, что объясняется нелинейной зависимостью между током и моментом, по рабочим или универсальным характеристикам определяют ве­личину тока, соответствующую каждому значению момента.

а) I_срп = I^ð_срп ∙ I_н, А

где I^ð_срп - по универсальной характеристике.

б) I_пг = I^ð_пг ∙ I_н, А

в) I_сг = I^ð_сг ∙ I_н, А

г) I’_срп = I’^ð_сг ∙ I_н, А

д) I_по = I^ð_по ∙ I_н, А

е) I’’_срп = I^ð ‘’_ср.п ∙ I_н, А

ж) I_со = I^ð_со ∙ I_н, А

Фактическое продолжительность включения

Эквивалентный ток при фактической ПВ%

Эквивалентный ток соответствующий продолжительности включения выбранного двигателя:

Если соблюдается условие I_н ≥ I_э, то двигатель удовлетворяет условиям нагрева, в противном случае выбирается следующий по мощности двигатель и повторяется расчёт.

Проверку на перегрузочную способность производят по условию

I_макс ≤ λI_н

где I_макс - максимальный ток из нагрузочной диаграммы;

λ = 3 - коэффициент допустимой перегрузки по току;

I_н - номинальный ток двигателя.

Если условие соблюдается, то двигатель принимается к у установке.

Рис.4. Универсальные характеристики двигателей постоянного тока последовательного возбуждения серии Д