Расчет электропривода подъемного механизма

 

При спуске пустого  гака:

 

Pc4 = Pcмех4   кВт       (16)

 

2.4.Упрощенная  нагрузочная диаграмма

 

   Pc,кВт

 

t, c

          

  Рисунок 1 – Упрощенная нагрузочная диаграмма

 

     2.5.Расчёт  требуемой мощности  двигателя по упрощенной 

     нагрузочной диаграмме

 

      При времени цикла Tц << 10 мин выбирают двигатель из серии

повторно-кратковременного режима.

      Для повторно-кратковременного режима определим по упрощенной нагрузочной диаграмме механизма среднеквадратичное значение мощности по следующей формуле:

 

               (17)

 

где - коэффициент, учитывающий ухудшение теплоотдачи, рассчитывается для всех рабочих участков по формуле:

 

                                           (18)

 
 
 
 
 

      - коэффициент, учитывающий ухудшение теплоотдачи при неподвижном роторе.

      Принимаем =0.4 (для закрытых обдуваемых двигателей), тогда по формуле (18) для всех рабочих участков упрощенной нагрузочной диаграммы получаем следующие значения :

При подъёме  груза:

 

      (19)

 

При спуске до 1 м:

 

     (20)

 

При спуске при  посадочной скорости:

 

     (21)

 

При подъёме  холостого гака:

 

     (22)

 

При спуске холостого  гака:

 

     (23)

 

Сведём все  необходимые данные для расчёта Pск в таблицу 4.

 

Таблица 4

 
 
 
 
 
 
 

По формуле (17) рассчитаем  значение Pск:

 

=15.69 кВт            (24)

 

Производим выбор  мощности АД по соотношению:

 

        (25)

где Кз = 1.1 – 1.3 – коэффициент запаса, учитывающий влияние динамических нагрузок.

 

 кВт    (26)

 

По каталогу выбираем двигатель типа MTKF 411- 6 со следующими параметрами:

 

Таблица 5

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

3.Построение  механических характеристик

 

Расчёт проводим для всех двух скоростей двигателя:

 

     3.1.Для частоты вращения n=935 об/мин:

 

3.1.1.Номинальное скольжение:

 

         (27)

 

где об/мин – скорость вращения на холостом ходу;

       p – число пар полюсов.

 

3.1.2.Коэффициент  перегрузочной способности:

 

            (28)

 

где - номинальный момент двигателя рассчитывается по формуле:

 

           (29)

 

где рад/мин                   (30)

3.1.3.Критическое  скольжение (для двигательного режима):

 

      (31)

 

3.1.4.Уравнение Клосса:

 

 (32)

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

4.Построение электромеханических характеристик

 

      Расчёт  и построение электромеханических характеристик проводим для всех двух скоростей электродвигателя.

 

     4.1.При частоте вращения n=935 об/мин

 

Ток холостого  хода:

 

 А   (33)

 

Уравнение электромеханической  характеристики:

 

 

    (34)

 
 

5.Графики механических и электромеханических характеристик

              

                  

               M, Нм

 

Рисунок 2 - Механическая характеристика

 
 
 
 
 

                   

                 I₁, A

 

Рисунок 3 – Электромеханическая  характеристика

 
 
 
---

    6. Построение нагрузочной диаграммы.

Расчет  производим при работе двигателя  на быстроходной обмотке (2р=6).

 

     6.1. Подъем номинального груза.

 

Приведенный к валу дигателя момент инерции электропривода при подъеме груза определим по формуле:

 

                   (35)

Динамический  момент при разгоне:

       (36)

где    - момент на валу электродвигателя при подъеме номинального груза

             (37)

    i - передаточное число редуктора:

              (38)

 
 
 
 

Время разгона:

        (39)

где угловая  скорость определена по механической характеристике двигателя и соответствует .

    Выбранный двигатель типа MTKF 411 - 6 снабжен дисковым тормозом типа ТМТ с

КПД двигателя  при номинальной нагрузке:

                       (40)

Постоянные  потери в электродвигателе (DP_пост=DP_и.пер.)

           (41)

Тормозной момент, обусловленный постоянными  потерями в электроприводе:

            (42)

Суммарный тормозной момент:

 

                    (43)

Время остановки поднимаемого груза при  отключении двигателя:

 

        (44)

Установившаяся  скорость подъема номинального груза:

 

        (45)

 

Путь, пройденный грузом при разгоне и торможении:

 

       (46)

 

Время подъема груза при установившемся режиме:

 

         (47)

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Ток, потребляемый двигателем, в пределах допустимых нагрузок пропорционален моменту на валу и может быть найден по формуле:

 

          (48)         

 
 

     6.2. Тормозной спуск  груза.

Поскольку в пределах допустимых нагрузок механическую характеристику для генераторного  и двигательного режимов можно  представить одной линией, скорость рекуперативного торможения определяется по формуле:

 

           (49)

где    - скорость двигателя на холостом ходу;

 

        (50)

- скорость двигательного режима, соответствующая значению и найденная по кривой .

 

Момент  на валу электродвигателя при опускании  номинального груза:

 

  (51)

 

Если  ток тормозного режима I₂ принять равным току двигателя, работающего с моментом М_2ст , то:

        (52)

Время разгона при опускании груза  с включенным двигателем:

                (53)

Тормозной момент при отключении двигателя  от сети:

 

     (54)

 

Время остановки опускаемого груза:

        (55)

Скорость  опускания груза:

 

        (56)

 
 
 
 
 
 
 
 
 

Путь, пройденный грузом при разгоне и торможении:

 

       (57)

 

Время опускания груза при установившемся режиме:

 

         (58)

 
 

     6.3. Подъем холостого  гака.