книги из ГПНТБ / Электрические подъемные установки учебное пособие для студентов горных вузов проф. В. Б. Уманский ; под редакцией Барамидзе К. М. 1960- 20 Мб

116 Основные элементы динамического режима

нагрузки, при которой количество выделяемого тепла за время,

соответствующее одному циклу подъема, было бы равно коли­

честву тепла, выделяемого в условиях рассматриваемого ре­ жима работы. Такая эквивалентная нагрузка называется эф­

фективной.

Нагрев двигателя в первом приближении пропорционален квадрату силы тока и времени, в течение которого этот ток

действует.

Обозначим ток, соответствующий эффективной нагрузке двигателя, через /эфф. Количество выделяемого этим током

тепла за время, равное продолжительности одного цикла подъ­

ема Т',

А = аГ>Т',

где а — коэффициент пропорциональности.

В действительности сила тока в двигателе на протяжении цикла подъема изменяется в соответствии с его режимом ра­ боты по некоторой диаграмме (подобной диаграмме моментов вращения). Разобьем весь цикл подъема на отрезки времени, на протяжении которых силу тока двигателя I можно считать практически постоянной. Количество тепла, выделенное за лю­

бой такой промежуток времени t, составляет:

ЬА = а1Ч.

Количество же тепла, выделенное за весь цикл подъема,

очевидно, будет

А = ^а1Ч.

Сравнивая между собой оба выражения для количества тепла, можем написать

12эффТ' = ^1\

откуда

(78)

Сила тока двигателя в первом приближении прямо пропор­ циональна развиваемому им моменту вращения

1 = ЬМ,

где b — коэффициент пропорциональности.

Будем выражать эффективную нагрузку через эффективный момент вращения 7Иэфф.

менны. В действительности условия охлаждения двигателя за­ висят от скорости его вращения: они наиболее благоприятны в период максимальной скорости и наименее благоприятны во время паузы.

Чтобы учесть это обстоятельство, формулу (78а) можно на­ писать в таком виде:

Очевидно, что 7Эфф < Т'.

В литературе встречаются различные формулы для опреде­

ления значения 7'эфф.

В наших проектных организациях пользуются обычно та­ кой формулой:

для более точных подсчетов

лфф=^+|(^+^)+4- <78г>

При постоянном радиусе навивки мы можем (разделив обе части равенства (786) на радиус органа навивки) написать

(78д)

Лфф называют эффективным (или средним квадратичным) зна­ чением движущих сил.

Эффективная мощность подъемного двигателя определяется как произведение эффективного момента вращения на нормаль­ ную угловую скорость вращения двигателя. Так как обычно нормальная скорость вращения двигателя является максималь­

двигателя, его мощность рекомендуется выбирать на 10—15%

больше эффективной.

Перегрузка двигателя. Начальный момент враще­ ния (пусковое усилие), развиваемый двигателем, обычно зна­ чительно превышает его нормальный момент вращения. Отно­ шение первой величины ко второй называют перегрузкой:

АГ,

т — -— .

■Мэфф

Дойустимая перегрузка подъемного двигателя ограничи­ вается его перегрузочной способностью. В случае привода от асинхронного двигателя она составляет около 2; при системе

Г—Д — несколько выше.

При расчете подъема допускаются перегрузки: при асинхронном двигателе 1,6—1,8,

при системе Г — Д — 2.

Экстренные усилия. Кроме начальной перегрузки, часто приходится учитывать еще перегрузку от так называемых экстренных усилий. К ним относятся, например, усилия при подъеме клети над кулаками. При наличии кулаков, после

установки одной из клетей на кулаках другую необходимо при­

поднять, чтобы иметь возможность подвести под нее кулаки. В это время мертвые веса клетей неуравновешены, так как клеть, установленная уже на кулаках, не создает натяжения каната. Экстренные усилия могут быть различными в зависи­ мости от того, какая клеть (опускающаяся или поднимаю­ щаяся) устанавливается на кулаках раньше.

120 Основные элементы динамического режима

Мг, t, мы получим написанное выше выражение.

При значениях Mi и М2, мало отличающихся друг от друга,

без большой погрешности можно вычислять слагающую числи­

теля формулы (786), пользуясь упрощенным выражением

Пример 9. Определить мощность подъемного двигателя

в условиях предыдущего примера.

Подсчитаем среднее квадратичное значение движущих сил

в предыдущем примере, находим элементы числителя квадра­ тичной формулы:

для первого периода

(Л2 + Л2)4 = (15 3202 + 14 2902) = 3570 • 106;

для второго периода

(91302 4-9130 • 3510 4-35102) -^ = 1550 • 106;

для третьего периода—двигатель отключен. Тогда

5^ = 5120 • 10е,

Ь'тах

Проверим теперь, какова будет кратковременная перегрузка-

двигателя.

Начальное усилие Fi = 15320 кг.

Начальная перегрузка

, = 15320 = 1 8800

Усилие при подъеме одного порожнего скипа

7?экстр = 5370 + 6,57 • 500 = 8655 кг.

Таким образом, эта операция не сопровождается в данном случае перегрузкой подъемного двигателя.

Итак, двигатель мощностью 900 квпг удовлетворяет нас как с точки зрения нагрева, так и с точки зрения перегрузки.

Гл а в a V

СЛОЖНЫЕ СЛУЧАИ ДИНАМИЧЕСКОГО РЕЖИМА ПОДЪЕМНОЙ УСТАНОВКИ

ОСОБЫЕ СЛУЧАИ ПРИМЕНЕНИЯ КРИВОЛИНЕЙНЫХ ДИАГРАММ СКОРОСТИ

Выравнивание кривой мощности путем при­ менения криволинейной диаграммы скорости. До сих пор мы предполагали, что ускорения в первом и третьем периодах движения постоянны и что, следовательно, диаграммы скорости прямолинейны: Посмотрим, как изменятся диаграммы движущих сил и мощности при криволинейных диаграммах ско­ рости.

Пусть имеем диаграмму ускорений, представленную на рис. 65, а. Соответственно диаграмма скорости имеет вид, пока­ занный на рис. 65,6. Возьмем для простоты статически уравно­ вешенную систему и построим для нее диаграмму движущих сил

(рис. 65,в).

Первый член выражения (64) kQ по-прежнему изобразится ■прямой, параллельной оси абсцисс. Второй член равен нулю (система статически уравновешенная, q — p). Третий член изо­ бразится кривой, аналогичной кривой ускорения. В первом пе­ риоде он будет изменяться от своего максимального значения

до нуля; во втором периоде он равен нулю; в третьем пе­ риоде он постоянен (/з = const) и отрицателен.

Перемножая соответствующие ординаты диаграмм движущих -сил и скорости, мы получим ординаты диаграммы мощности, ко­ торая и построена на рис. 65, г. В первом периоде движения ■мощность изменяется по сложной кривой. Сравнивая диаграммы ■мощности на рис. 64 и 65, замечаем, что при постоянном ускоре­ нии диаграмма мощности характеризуется значительным пиком

в конце периода ускорения, получающимся благодаря тому, что

■в момент достижения максимальной скорости имеет место мак­ симальное (или близкое к максимальному) окружное усилие.

При уменьшающемся же ускорении в первом периоде увеличе­ ние скорости сопровождается уменьшением окружного усилия.

Обе эти величины имеют свои максимальные значения в раз­ ное время. Поэтому и диаграмма мощности, получающаяся путем перемножения этих величин, не имеет пика. При надлежа-

щем подборе диаграммы ускорений распределение мощности в процессе подъема может оказаться практически равномерным.

Такая диаграмма приведена на рис. 66. В технической литера­ туре она известна под названием «динамика постоянной мощности».

В уничтожении или сглаживании пика диаграммы мощности и за­ ключается основной смысл примене­ ния криволинейных диаграмм ско­ рости. К этому вопросу мы вер­ немся еще в одной из следующих

глав.

Постоянный момент вра­

щения в период пуска. Если подъемная установка неурав-

новешена (постоянный радиус на­

вивки, хвостового каната нет) и

ускорения в первом и третьем пе­ риодах движения постоянны, то диа­

грамма движущих сил на участках, соответствующих этим периодам, представляется криволинейными от­

резками. В некоторых случаях уп­ равление подъемной машиной про­ изводится так, что независимо от того, уравновешена или неуравновешена система, во время пуска ма­ шины (период ускорения) поддер­

грамма движущих сил в первом периоде движения (иногда и в

Следовательно,

(p-q} (Н-2х) + Ж^. = 0.

В начале подъема (х = 0) второй член этого выражения всегда положителен (ускорение положительно). Ясно, что написанное равенство может иметь место лишь при условии, что первый член левой его части отрицателен, т. е. q^>p (система с тяжелым хвостовым канатом). Перепишем это равенство так:

Начальные условия: при t = 0

Этим выражением и определяется полное время движения ма­ шины.

Но это время обычно бывает задано, так как оно фиксируется производительностью подъемной установки. Принимая время движения Т за величину заданную, мы можем из последнего выражения определить разность в весе 1 м хвостового и голов­ ного канатов, необходимую для полного динамического уравно­

вешивания системы