2. Выбор и проверка электродвигателя

2.1 Расчет нагрузочной диаграммы механизма

Для предварительного выбора двигателя рассчитаем массу противовеса и построим нагрузочную диаграмму механизма (график статических нагрузок механизма). Расчет времени участков цикла на этапе предварительного выбора двигателя выполняем приблизительно, т.к. пока нельзя определить время разгонов и замедлений (суммарный момент инерции привода до выбора двигателя неизвестен).

Масса противовеса:

3700 кг

Активные составляющие момента статического сопротивления на канатоведущем шкиве:

11282 Нм

0 Нм

6769 Нм

-7897 Нм

Реактивные составляющие момента статического сопротивления на канатоведущем шкиве:

=-2234 Нм

1670 Нм

2008 Нм

1275 Нм

Моменты статического сопротивления на канатоведущем шкиве:

9048 Нм (тормозной режим)

1670 Нм (двигательный режим)

8777 Нм (двигательный режим)

-6622 Нм (тормозной режим)

Угловая скорость канатоведущего шкива:

0,652 1/с

Расстояние между этажами:

6,667 м

Время движения при перемещении на 3 этажа (приблизительно):

67 с

Время движения при перемещении на 1 этаж (приблизительно):

22 с

Время работы в цикле (приблизительно):

133 с

Время стоянки на этаже (приблизительно):

81 с

Рисунок 1- Вид нагрузочной диаграммы механизма

2. Предварительный выбор двигателя

Ориентируемся на выбор двигателя серии , рассчитанного на номинальный повторно-кратковременный режим работы с 40%.

Эквивалентный статический момент на канатоведущем шкиве за время работы в цикле (с учетом потерь в передачах):

7357,7 Нм

Учет влияния потерь в передачах выполняется подстановкой значений:

- в тормозном режиме (знаки момента и скорости различны);

- в двигательном режиме (знаки момента и скорости одинаковы).

5428,8 Нм

2783,3 Нм

14628,3 Нм

-3973,2 Нм

Расчетная мощность двигателя:

4899 Вт,

где - коэффициент запаса (принимаем 1,2).

Выбираем двигатель серии . Номинальные данные эквивалентного двигателя приводим в таблице 1

Таблица – 1 Данные выбранного двигателя Д21

Параметр	Обозначение	Значение
Мощность номинальная, кВт		3,6
Номинальное напряжение якоря, В		220
Номинальный ток якоря, А		21
Номинальная частота вращения, об/мин		1080
Максимально допустимый момент, Нм		90
Сопротивление обмотки якоря (Т=20оС), Ом		0,66
Сопротивление обмотки доб.полюсов (Т=20оС), Ом		0,28
Момент инерции якоря двигателя, кг · м2		0,125
Число пар полюсов		2
Максимально допустимый коэффициент пульсаций тока якоря		0,15

Принимаем параллельное соединение якорей двух двигателей.

Определим эквивалентные данные:

Мощность номинальная:

P_N=2 P_N

P_N=23,6=7,2 кВт

Момент инерции:

J_д=2J_д

J_д=20,125=0,25 кгм²

Номинальная частота вращения:

n_N= n_N=1080

Максимально допустимый момент:

M_max=2 M_max

M_max=290=180 Нм

Максимально допустимый коэффициент пульсаций тока якоря:

k1(доп)= k1(доп)=0,15

Обмотки двух двигателей соединим параллельно тогда,

номинальное напряжение якоря:

U_яN= U_яN=220В

Номинальный ток якоря:

I_яN=2 I_яN

I_яN=221=42А

Сопротивление обмотки якоря:

R_яо=0,50,66=0,33Ом

Сопротивление обмотки добавочных полюсов:

R_д.п=0,5R_д.п

R_д.п=0,50,28=0,14Ом

Составим таблицу полученных эквивалентных параметров

Таблица – 2 данные выбранного двигателя (2*Д21)

Параметр	Обозначение	Значение
Мощность номинальная, кВт		7,2
Номинальное напряжение якоря, В		220
Номинальный ток якоря, А		42
Номинальная частота вращения, об/мин		1080
Максимально допустимый момент, Нм		180
Сопротивление обмотки якоря (Т=20оС), Ом		0,33
Сопротивление обмотки доб.полюсов (Т=20оС), Ом		0,14
Момент инерции якоря двигателя, кг · м2		0,25
Число пар полюсов		2
Максимально допустимый коэффициент пульсаций тока якоря		0,15

Двигатель серии - некомпенсированный, с естественным охлаждением и изоляцией класса .

Для дальнейших расчетов потребуются ряд данных, которые не приведены в справочнике. Выполним расчет недостающих данных двигателя.

Сопротивление цепи якоря двигателя, приведенное к рабочей температуре:

0,65 Ом,

где - коэффициент увеличения сопротивления при нагреве до рабочей температуры ( = 1,38 для изоляции класса при пересчете от 20^оС).

Номинальная ЭДС якоря:

192,7 В

Номинальная угловая скорость:

113,04 1/с

Конструктивная постоянная двигателя, умноженная на номинальный магнитный поток:

1,7 Вб

Номинальный момент двигателя:

71,4 Нм

Момент холостого хода двигателя:

7,7 Нм

Индуктивность цепи якоря двигателя:

0,014 Гн,

где коэффициент равен 0,2 для компенсированного двигателя и 0,6 для некомпенсированного.