2.4. Приведение усилий к валу двигателя

Для выбора электродвигателя необходимо сделать приведение моментов инерции и моментов нагрузки к его валу. Сущность операции приведения состоит в замене реальной кинематической схемы некоторой расчетной (эквивалентной) схемой, основой которой является двигатель, а остальные элементы реальной схемы представлены некоторыми пока неизвестными приведенными моментами нагрузки и инерции.

Приведенный момент нагрузки на подъеме:

Приведенный момент нагрузки на стоянке:

Приведенный момент нагрузки на спуске:

Определим максимальный момент сопротивления на входном валу редуктора:

М_с = 208,495 Нм

Приведенный момент инерции:

Завершаем приведение моментов построением нагрузочной диаграммы – цикловым графиком момента, приведенного к валу двигателя

2.5. Выбор электродвигателя

Производительность, надежность и экономичность рабочих механизмов в значительной степени зависят от правильного выбора мощности приводного двигателя. Если выбран двигатель большей мощности, чем необходимо по условиям его работы, то увеличиваются капитальные затраты и снижается КПД. Если же мощность двигателя меньше необходимой, возникает перегрев обмоток, резко снижающий срок службы двигателя. Исходными данными при определении мощности двигателя являются циклограмма статического момента и скоростная диаграмма механизма, приведенные к валу двигателя.

Выбираемый электродвигатель должен соответствовать следующим условиям:

1) двигатель должен развивать номинальный момент, превышающий момент сопротивления:

2) двигатель должен обладать номинальным моментом инерции, соответствующим неравенству:

где Y_m – допустимое соотношение масс;

3) двигатель должен развивать номинальную скорость, соответствующую неравенству:

4) номинальная мощность двигателя должна соответствовать неравенству:

Выбираем и проверяем электродвигатель из каталога, руководствуясь 4 условием, т.е. по мощности

Электродвигатель 4А200L

1) 289,473 Нм 208,495 Нм

2) 0.45 кг/м² 0,02458 кг/м²

3) 76 рад/с 8.3747 рад/с

4) 22000 Вт 1746,083 Вт

Подходит

Выписываем номинальные параметры двигателя:

P_{дв_ном} = 22 кВт – номинальная мощность

_{дв_ном} = 76 рад/с – номинальная скорость

U_{дв_ном} = 220 В – номинальное напряжение питания

I_{дв_ном} = 44 А – номинальный ток

R_{дв_ном} = 0,14 Ом – номинальное сопротивление

J_{дв_ном} = 0,45 кг/м² - номинальный момент инерции

– номинальный момент

В завершении выбора необходимо получить с помощью средств компьютерного моделирования характеристики номинального режима работы электродвигателя при номинальной нагрузке.

2.6. Динамический расчет электропривода подъемника

Динамический расчет электропривода подъемника проводиться для того, чтобы уточнить нагрузки на двигатель в момент разгона и торможения. Если эти нагрузки будут превышать номинальные характеристики электропривода, тогда следует выбирать двигатель большей мощности.

Для такого уточнения требуется:

• рассчитать время разгона и торможения;

• пересчитать путь, время движения с постоянной скоростью, полное времядвижения и стоянки;

• уточнить скоростную диаграмму;

• уточнить динамическую нагрузку выбранного двигателя.

Для дальнейшего расчета необходимо рассчитать момент инерции электропривода:

Рассчитываем время разгона и торможения

1) Подъем

Iвремя разгона

II время торможения

2) Спуск

I время разгона

II время торможения

Рассчитаем путь и ускорение:

1) Подъем

Iпуть разгона

IIускорение при разгоне

III путь торможения

III ускорение при торможении

2) Спуск

I путь разгона

II ускорение при разгоне

III путь торможения

IV ускорение при торможении

Рассчитаем время движения с постоянной скоростью при подъеме:

и на спуске:

После расчета времени разгона и торможения на подъеме и спуске строим уточненную скоростную диаграмму

Далее уточнаяем динамические нагрузки на электропривод, т.е рассчитываем моменты на ускорении и торможении

Рассчитаем динамические моменты механизма:

1) Подъем

I разгон

II торможение

2) Спуск

I разгон

IIторможение

Приведем полученные динамические характеристики к валу двигателя через редуктор

1) Подъем

I разгон

II торможение

2) Спуск

I разгон

II торможение

Динамический расчет завершаем постороением нагрузочной диаграммы с учетом динамических моментов, приведенных к валу двигателя; на диаграмме отображаем так же номинальный момент двигателя.