3.5.3. Расчет мощности двигателя переменного тока для механизма передвижения крана (тележки)

Исходные данные

1. Масса перемещаемого груза m_т, т

2. Масса крана (тележки) m₀, т

3. Скорость передвижения крана (тележки) V_п, м/с

4. Диаметр ходового колеса Д_к, м

5. Диаметр цапфы колеса d_ц, м

6. КПД механизма η_м, м

7. Путь перемещения L , м

8. Число циклов в час N_ц, цикл/час

1. Расчёт статической мощности

1.1 Максимальная статическая мощность двигателя, необходимая для перемещения номинального груза,

где V_n - скорость передвижения крана (тележки), м/с (исходные данные);

η_м - коэффициент полезного действия механизма (исход­ные данные);

F_к - тяговое усилие на ободе ходового колеса, Н;

где m_т - масса перемещаемого груза, т (исходные данные);

m_O - масса крана (тележки), т (исходные данные);

Д_к - диаметр ходового колеса, м (исходные данные);

d_ц - диаметр цапфы колеса, м (исходный данные);

β - коэффициент, учитывающий дополнительное троние в ребордах колес, вызываемое неизбежными перекосами крана (тележки), β =1,4 - 2 при индивиду­альном приводе, β =1,8-2,5 - при групповом приводе;

µ - коэффициент трения скольжения, принимаемый равным 0,015 – 0,02 при подшипникам качения и 0,08 – 0,15 при подшипниках скольжения;

f – коэффициент трения качения ходовых колёс по рельсам, м Колеблется в пределах 0,0005 – 0,0006 м.

2. Расчёт предварительной мощности и выбор двигателя по каталогу

2.1 Предварительная мощность двигателя

Р_пред = к ∙ Р_о, кВт

где к = 0,9 – коэффициент, учитывающий цикличность работы механизма

2. Ориентировочная продолжительность включения.

где К₁ = 2 – количество операций в течении одного цикла;

t_р – время одной операции (передвижение с грузом или без груза)

L – путь передвижения крана (тележки), м (исходные данные);

t_ц – время цикла;

N_ц – число циклов в час ( исходные данные ).

2.3 Предварительная мощность при каталожной продолжительности включения

Частотой вращения двигателя η_н об/мин задаемся по каталогу. Рекомендуемая частота вращения при полученной мощности приведена в (8), с .444

2.4. По значениям Р_пред и n_н по каталогу выбираем двигатель переменного тока типа МTF, МТН или ЧМТ, соблюдая условие, что номинальная мощность Р_н должна быть равна или несколь­ко больше (до 20%) предварительной, т.е.

Р_н ≥ Р_пред

При выборе двигателей для механизмов передвижения кранов следует иметь в виду, что некоторые типы кранов имеют по два и больше двигателей. В этом случае предварительная мощность, по которой выбирается двигатель

где Z - количество рабочих двигателей (по кинематической схеме).

Паспортные данные двигателя заносят из каталога в табли­цу 7

Исходя из конкретного типа и мощности двигателя (двигателей), уже на данном этапе расчета следует определиться с типом магнитного или силового контроллера.

Тип двига теля

Рн кВт

nн об/мин

ωн рад/с

Ic A

Vc B

Ip.н A

Vр.н. B

Mmax

Mmax H∙м

Iдв кгм2

ПВ %

Z кол. двиг

Степень защиты

Mн

2.5 Номинальный момент двигателя

Где Р_н – номинальная мощность выбранного двигателя по каталогу, кВт;

ω_{н –} Угловая скорость вращения выбранного по каталогу двигателя, рад/с.

Угловая скорость вращения

n_н – частота вращения выбранного по каталогу двигателя, об/мин

В каталогах часто приводится вместо M_max, отношение т.е. перегрузочная способность двигателя, вместо момента инерции ротора I_дв приводится маховый момент ротора GД²_дв. В этом случае М_max = λМ_н, а

3. Расчёт нагрузочной диаграммы привода

Нагрузочная диаграмма привода строится на основании уравнения движения электропривода

М = М_с + М_дин,

где М - момент развиваемый двигателем, Н ∙ м;

М_с - статический момент сопротивления, приведенный к валу двигателя, Н ∙ м;

М_дин - динамически момент, приведенный к валу двигателя,

Н ∙ м.