1.3 Обгрунтування вибору системи електропривода

Вибір приводу кранових механізмів визначається: вантажопідйомністю, номінальною швидкістю руху, необхідним діапазоном регулювання швидкості, жорсткістю механічних характеристик та числом вмикань за годину.

У електроприводах сучасних кранів використовують двигуни постійного і змінного струму.

ДПС складні в експлуатації та ремонті, менш надійні через наявність щітко - колекторного вузла, та необхідно застосування спеціальної апаратури лдя регулювання швидкості.

Двигуни змінного струму більш прості за конструкцією, через це простіші в ремонті та експлуатації та немає необхідності в додатковому електроустаткуванні.

АД з короткозамкненим ротором не застосовуються через необхідність плавного пуску та гальмування.

Переглянувши недоліки і переваги різних двигунів обираємо двигун саме змінного струму. А саме АД з фазним ротором і східчастим регулюванням кутової швидкості шляхом зміни опору в колі ротора. Такий привод простий, надійний, допускає велику кількість вмикань за годину, застосовується при великих і середніх потужностях. За допомогою резисторів в колі ротора можна в широких межах змінювати момент при пуску, одержувати бажані прискорення і плавність пуску, зменшувати струми на втрати енергії в двигуні при перехідних процесах, а також одержувати знижені кутові швидкості.

1.4 Розрахунок потужності двигуна для механізму підйому крана

Вихідні дані:

Маса вантажу, що підіймають m_в = 20 т;

Маса вантажозахоплюючого пристрою m_o = 0,9 т;

Швидкість підйому Vп = 0,25 м/с;

Діаметр барабана Дб = 0,56 м;

Висота підйому Н = 8,5 м;

Число циклів на годину Nц = 10;

ККД механізму n = 0,79.

1.4.1 Попередній вибір двигуна

1.4.1.1 Максимальна статична потужність двигуна, необхідна для підйому номінального вантажу, кВт.

Р_с = (10 ³ × ( m_в + m_o) × 9,81 × Vп) / (1000 × h_м) , (1.1)

Р_с = (10 ³× (20+0,9) ×9,81×0,25)/(1000×0,079)=64,88 кВт.

1.4.1.2 Визначаємо величину еквівалентної потужності для робочої чатини циклу (без пауз) :

Р'_попер = α × Р_с , (1.2)

Р'_попер = 0,85×64,88=55,15 кВт.

де α - коефіцієнт, що враховує циклічність роботи механізму, визначається за кривими в залежності від типу крана та механізму, α=0,85.

1.4.1.3 Розраховуємо орієнтовну тривалість вмикання двигуна менханізму підйома крана:

ТВ_роз=К₁×t_р×100/Т_ц, (1.3)

де К₁ - кількість операцій протягом одного циклу; К₁= 4;

t_р - час однієї операції, с.

ТВ_роз=4×34×100/360=33,7 % .

Визначаємо час роботи привода в одному циклі t_р, с:

t_р = Н / Vп , (1.4)

t_р =8,5/0,25=34 с .

Визначаємо загальний час цикла привода t_ц, с:

Т_ц = 3600 / N_ц, (1.5)

Т_ц = 3600 / 10 = 360 с .

Визначаємо попередню потужність двигуна при стандартному значенні тривалості вмикання 40%, кВт:

(1.6)

,

=53,6 кВт.

1.4.1.4 За таблицею 13.16 [2,с.444] задаємося частотою обертання двигуна (n_о, об\хв), n_о = 1000 об\хв .

1.4.1.5 За отриманим під час розрахунків значенням Р_{поперед} та обраним значенням n_о за каталогом обираємо виходячи із умови Р_н ≥ Р_{поперед} двигун змінного струму типу МТН, частотою живлячої мережі 50 Гц та напругою U= 380 В. Паспортні дані двигуна заносимо з каталогу до таблиці 1.1.

Таблиця 1.1 - Паспортні дані двигуна

Тип двигуна	Рн,кВт	nн, об\хв	wн 1\с	Ic, А	Uс, В	Iр,н, А	Uр,н,В	Ммах Нм	Jдв кг×м2	ТВ,%	Ступінь захисту
МТН 512-6	55	960	100,8	120	380	105	340	1630	1,025	40	IP-44

1.4.1.6 Визначаємо кутову швидкість обертання двигуна, 1/с:

w_н = 2p × n_н / 60 = 0,105×n_о , (1.7)

w_н = 2×3,14×970/60=0,105×960=100,8 1/с .

1.4.1.7 Визначаємо номінальний момент двигуна, Н м :

М_н = 10³ × Р_н / w_н , (1.8)

М_н = 10³ × 55/100,8=545,66 Нм.