Методические указания к решению задач 1 – 10.

     Прежде чем приступить к решению задач, необходимо изучить модуль 2 «Электрооборудование подъемно-транспортных машин»: Тема 5. Основное электрооборудование мостовых кранов. Тема 6. Расчет и выбор основного электрооборудования мостовых кранов. Тема 7. Схемы управления асинхронным двигателем с фазным ротором посредством кулачковых контроллеров и механические характеристики электроприводов.  Тема 8. Схемы управления асинхронным двигателем с фазным ротором посредством магнитных контроллеров и механические характеристики электроприводов. Тема 9. Схемы управления двигателем постоянного тока посредством кулачковых контроллеров и механические характеристики электроприводов. Тема 10. Схемы управления двигателем постоянного тока посредством магнитных контроллеров и механические характеристики электроприводов.

          Необходимо знать методику расчета мощности электродвигателей механизмов мостовых кранов, методику расчета и выбора пускорегулирующих резисторов,  принцип работы электроприводов механизмов мостовых кранов с применением магнитных  и кулачковых контроллеров, типовые механические характеристики.

        Для правильного выбора электрооборудования механизмов мостовых кранов необходимо уметь пользоваться справочной литературой и каталогами.

 

ПРИМЕР РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ

 

  Рассчитайте предварительную мощность и выберите двигатель переменного тока для привода механизма передвижения тележки мостового крана. Приведите расчетные механические характеристики двигателя, управляемого магнитным контроллером типа К и определите сопротивления ступеней резисторов пускорегулирующего реостата. Произведите выбор сопротивлений реостата и начертите схему их соединений.

 

ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ

 

Масса перемещаемого груза m_г = 50 т;                  Передаточное число редуктора  i_р = 41, 7;

Масса тележки                     m_o = 31, 8 т;               КПД механизма                      η _м = 0, 83;           

Скорость передвижения     Vп = 0, 6 м/с;                 Путь перемещения                 L = 28, 1 м;

Диаметр ходового колеса     D_k = 0, 5 м;                Число циклов в час                 N_ц =  15 ц/час.

Диаметр цапфы колеса        d_ц = 0, 15 м;            

                                                                                                                                   

                                                                                  

1. Расчет предварительной мощности и выбор двигателя.                                            

1. 1. Расчет статической мощности

 

 ,   

где Fк – тяговое усилие на ободе ходового колеса   

                β = 1, 4 - 2 - коэффициент, учитывающий дополнительное трение в ребордах колес;

μ = 0, 015 - 0, 02 - коэффициент трения скольжения при подшипниках качения;

 f = 0, 0005 - 0, 0006 - коэффициент трения качения ходовых колес по рельсам.

1. 2. Предварительная мощность двигателя

Р^′ _пред = К ∙ Рс = 0, 9 ∙ 5, 28 = 4, 75 кВт,

где К = 0, 9 - коэффициент, учитывающий цикличность работы механизма.

1. 3. Ориентировочная продолжительность включения

ПВ_ор = (К_I ∙ t_p / t_ц) ∙ 100% = ( 2 ∙ 46, 8 /240) ∙ 100% = 39 %, где

К_I = 2 - количество операций в течение одного цикла;

t_p = L / Vп = 28, 1/ 0, 6 = 46, 8 с - время одной операции;

t_ц = 3600 / N_ц = 3600 / 15 = 240 с - время цикла.

1. 4. Предварительная мощность двигателя при каталожной продолжительности включения

ПВ_кат = 40 %:              Р_пред  = Р^′ _пред ∙ = 4, 75 .

1. 5. Предварительная угловая скорость вращения                                                  

ω _пред =  = = 100 рад/с.

1. 6. По значениям Р_пред и ω _пред по каталогу [5], стр. 55 -58, табл. 2-32 и табл. 2-34  выбираем двигатель переменного тока типа  МТF112-6 соблюдая условие, что номинальная мощность должна быть равна или больше (до 20%) предварительной, т. е. Р_н ≥ Р_пред и данные заносим в таблицу.

                                                                                                                                                                                                          

Тип двигат.	Рн, кВт	nн, об/мин	Iс, А	Uc, В	Iр н, А	Upн,  В	Ммакс, Н∙ м	GD2дв, кгм2	η дв	ПВ, %
МТF112-6	5, 5		14, 8		18, 3			0, 36	0, 74

 

1. 7. Номинальная угловая скорость двигателя                                                                                

ω _н = 2π n_н / 60 = 0, 105n_н = 0, 105∙ 915 = 96 рад/с

1. 8. Номинальный момент двигателя

М_н = 10³ ∙ Рн / ω _н = 10³ ∙ 5, 5 / 96 = 57, 3 Нм;

2. Расчет пускорегулирующих резисторов.

2. 1. Базисный момент, необходимый для получения необходимого ускорения

М_б = Н∙ м

где t = 1 - 5 с – рекомендуемое время разгона;

М_с =  Н∙ м – статический момент на валу двигателя;

GD²_общ = k_вр ∙ GD²_дв + 101 ∙  = 1, 1 ∙ 0, 36 + 101 ∙ = 8, 22 кгм² -        суммарный маховый момент, приведенный к валу двигателя;

k_вр  = 1, 1 – 1, 3 – коэффициент махового момента вращающихся частей.

2. 2. Расчетный ток резистора

I _100% = = = 21, 4 А.

2. 3. Находим номинальное сопротивление роторной цепи двигателя

R_н =  =   = 5, 75 Ом.

2. 4. Для магнитного контроллера типа К находим разбивку ступеней сопротивлений R% и токов I% в процентах из [5], стр. 173, табл. 7 - 9 и данные вносим в итоговую таблицу.

2. 5. Определяем расчетные сопротивления ступеней по формуле    R_ст = R_н ∙ R% / 100, Ом  

и данные заносим в итоговую таблицу

                     R_ст1 (Р1- Р4) = 5, 75 ∙ 15 / 100 = 0, 86 Ом

                                  R_ст2 (Р4- Р7) = 5, 75 ∙ 20 / 100 = 1, 15 Ом.

                                  R_ст3 (Р7- Р10) = 5, 75 ∙ 40 / 100 = 2, 3 Ом.

                                  R_ст4 (Р10- Р13) = 5, 75 ∙ 120 / 100  = 6, 96 Ом.

2. 6. Находим расчетную мощность резистора в трех фазах

Р_р3 =  =

=  = 8, 54 кВт.

   Расчетные коэффициенты определяем по [5], табл. 8-3, 8-4 (стр. 188- 189) и рис 8. 11 (стр. 185) в зависимости от режима работы - средний (ПВ = 40%), типа электропривода – с параметрическим регулированием двигателей с фазным ротором при наличии торможения противовключением, числа включений в час Z и соотношения      GD²_общ /1, 2 GD²_дв  = 8, 22 / 1, 2 ∙ 0, 36 = 19.  

При частоте включения в час Z = 120 вкл/час приведенная частота включения

Z′ = Z ∙ GD²_общ /1, 2 GD²_дв = 120 ∙ 19 = 2280 вкл/час.  

Кт = 0, 65 – коэффициент нагрузки электропривода;

η _{экв. б} = 0, 76 – базисный КПД электропривода;

η _экв = 0, 55 - эквивалентный КПД электропривода;  

ε _о = 0, 4 – относительная продолжительность включения;

α = 1, 3 – коэффициент использования;

Ка = 1 – коэффициент использования  в системе электропривода.

2. 7.  Находим расчетную мощность резистора в одной фазе

Р_р1  = Р_р3 / 3 = 8, 54 / 3 = 2, 85 кВт

2. 8. Расчетный тепловой ток резистора  

I_рт =  = = 29, 3 А.

2. 9. Находим расчетные значения токов по ступеням и данные заносим в итоговую таблицу.

 I_ст1(Р1- Р4) =  =  = 24, 3 А;

                                          I_ст2 (Р4- Р7) =  =  = 17, 3 А;    

I_ст3 (Р7- Р10) =  =  = 14, 7А;

I_ст4 (Р10- Р13) =  =  = 6, 2 А.

2. 10. В соответствии с таблицей нормализованных ящиков резисторов типа НФ 1А выбираем из [5], табл. 7-7 (стр. 172) для всех ступеней ящики типа 2ТД. 754. 054-12 в количестве 3 шт. Сопротивление ступеней необходимо подбирать таким образом, чтобы фактическая величина отличалась от расчетной не более чем на ± 20%. Отклонение фактического сопротивления от расчетного определяем по формуле

                     Δ R = (R _факт – R_расч)100% / R_расч                                        

Отклонение фактического тока от расчетного определяем по формуле

                     Δ I = (I _факт – I _расч)100% / I _расч

Заносим расчетные величины Δ R и Δ I  в итоговую таблицу.

2. 11. Приводим схему соединения резисторов

 

 

2. 12. Данные расчетов по сопротивлению и току заносим в итоговую таблицу.                                                                                                            

 

Ступени	R, %	I, %	Расчетные параметры		Фактические параметры		Отклонение от расчетных параметров
			Rступ., Ом	Iступ., А	Rступ., Ом	Iступ., А	Δ R, %	Δ I, %
Р1- Р4			0, 86	24, 3	0, 898		+ 4, 1	+ 48
Р4- Р7			1, 15	17, 3	1, 2		+ 4, 3	+ 108
Р7- Р10			2, 3	14, 7	2, 392		+ 4, 0	+ 146
Р10- Р13			6, 96	6, 2	5, 992		- 2, 6	+ 485

 

Механические характеристики двигателя 4МТF132L6, управляемого контроллером К.

 

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: