Електропривід вантажопідйомної лебідки мостового крану

За уточненою, із урахуванням перехідних процесів, навантажувальною діаграмою двигуна визначимо фактичне значення тривалості включення:

де - тривалість перехідного процесу на окремій механічній характеристиці (унаслідок увігнутості кривих величина декілька перевищує тривалість перехідного процесу);

Номінальні можливі втрати:

Загальні номінальні втрати в двигуні:

Коефіцієнт розподілу втрат в двигуні:

де

Допустимий за нагрівом момент двигуна:

Еквівалентний за сумарний час включення двигуна момент:

де - еквівалентний за нагрівом момент в перехідному режимі,

- момент, що розвиває двигун на ділянці статичного навантаження тривалістю .

Результати розрахунку еквівалентного за нагрівом моменту зведено в табл. 1.6.

Таблиця 1.6 - Розрахунок еквівалентного за нагрівом моменту.

№ хар-кі	Мнач, Нм	Мкін, Нм	Мепп, Нм
1 (3)	3204	158	1897,1
2 (4)	1916,2	949,1	1459,6
5-10	3453,8	2064	2787,9
11	3453,8	1572.7	2571,2
12	0	772,2	445,83
14	0	1006,5	581,1
15	2430,4	1362,5	1921,3
16	904,2	102,3	553,94
18	3337,9	245,4	2001,7
19	1691,15	877,7	1305,7
20	3337,9	79,2	1950,4
21	2050	1039,25	1571,9

Еквівалентний за сумарний час включення двигуна момент:

Оцінка теплового стану двигуна зробимо шляхом порівняння:

Двигун проходить за нагрівом (не перегрівається)

Перевірка двигуна за умовою допустимого механічного перевантаження проводиться шляхом порівняння найбільшого фактичного і максимального моментів:

Двигун за перевантажувальною здатністю проходить.

1.7 Тепловий розрахунок та вибір опорів, побудова схем з'єднання стандартних ящиків опорів

Еквівалентний за нагрівом струм резисторів на ділянках перехідних процесів в різних режимах роботи:

Результати розрахунків зводимо в таблицю 1.7.

Таблиця 1.7 - Розрахунок еквівалентного за нагрівом струму.

№ хар-ки	І2поч, А	І2кін, А	І2епп, А
1 (3)	275,02	13,56	162,84
2 (4)	164,48	81,47	125,29
5-10	296,46	177,17	239,31
11	296,46	135	220,71
12	0	66,28	38,269
15	208,61	116,96	164,92
16	77,613	8,78	47,548
18	286,52	21,06	171,82
19	145,16	75,34	112,08
20	286,52	6,798	167,42
21	175,97	89,20	134,93

Опори, які використовуються при різних режимах роботи на ведені у табл.

Таблиця 1.8 - Опори ротора штучних характеристик двигуна

№ х-ки	1/3	2/4	5	6	7	8	9
Ri	1.349	0.398	0.859	0.491	0.281	0.161	0.0918
№ х-ки	11	12	15	18/20	19	21
Ri	0,0523	0.3254	0.5115	1.4056	0.3696	0.4376

Опори секцій, використовуючи які отримають необхідні опори при різних режимах роботи та опори секцій перераховані на холодний опір.

№ х-ки	10	9	8	7	12	19	2/4
Ri	0,0523	0,0395	0,0692	0,12	0,04	0,04	0,02
Ri 20°	0,041	0,031	0,054	0,093	0,035	0,034	0,016
№ х-ки	21	6	15	5	1/3	18/20
Ri	0,0476	0.0534	0.02	0,348	0,49	0,057
Ri 20°	0,037	0,042	0,016	0,27	0,381	0,044

Еквівалентний по теплоті струм за час знаходження резистора під струмом:

Відносна тривалість включення:

де - сумарний час перебування резистора під струмом у межах тривалості циклу.

Еквівалентний за теплотою тривало діючий струм:

із каталога-довідника [2] попередньо вибирається стандартний ящик резисторів з тривало допустимим струмом та значення сталої часу нагріву Т ящика. Для знайдених значень сталої Т обчислюються відносини

Вибраний ящик проходить за перевищеннями температури, якщо:

.

Складені схеми з'єднань резисторів - рисунок 1.10.

Результати вибору резисторів представляю в вигляді таблиці 1.8.

Таблиця 1.8 - Вибір ящиків опорів

№ х-ки	ІР, А	ТВ, %	Обраний ящик			Іеп,А
			№	Ідоп, А	Т, с
10	70,72	39,63	ЯС100№80	54	550	0,22	0,67	47,38
9	70,71	39,63	ЯС100№80	54	550	0,22	0,67	47,374
8	70,68	39,63	ЯС100№80	54	550	0,22	0,67	47,357
7	70,64	39,63	ЯС100№80	54	550	0,22	0,67	47,328
12	74,9	26,21	ЯС100№110	46	443	0,18	0,57	42,694
19	75,26	25,87	ЯС100№110	46	443	0,18	0,57	42,899
2/4	74,62	25,52	ЯС100№110	46	423	0,18	0,5	37,311
21	77,09	20,43	ЯС100№110	46	423	0,14	0,5	38,543
6	76,11	20,18	ЯС100№110	46	423	0,14	0,5	38,054
15	75,86	20,17	ЯС100№110	46	423	0,14	0,5	37,931
5	75,03	20,05	ЯС100№110	46	423	0,14	0,5	37,513
1/3	74,58	20,03	ЯС100№110	46	423	0,14	0,5	37,292
18/20	32,9	18,91	ЯС100№110	46	423	0,13	0,48	15,791
10	70,72	39,63	ЯС100№110	54	550	0,22	0,67	47,38

Рисунок 1.10 - Схеми з'єднань резисторів секцій

Таблиця 1.9 - Вибір резисторів секцій

№ секцій	Номер ящика	Опори, Ом	Тривалий струм ввімкнення
		потрібно	підібрано	потрібно	підібрано
1	ЯС100№80	0,041	0,04	44,52	54
2	ЯС100№80	0,031	0,0314	44,51	54
3	ЯС100№80	0,054	0,053	44,5	54
4	ЯС100№80	0,093	0,093	44,47	54
5	ЯС100№110	0,035	0,0354	38,35	46
6	ЯС100№110	0,034	0,0348	38,28	46
7	ЯС100№110	0,016	0,0157	37,69	46
8	ЯС100№110	0,037	0,037	34,84	46
9	ЯС100№110	0,042	0,043	34,19	46
10	ЯС100№110	0,016	1,2	34,07	46
11	ЯС100№110	0,27	0,275	33,59	46
12	ЯС100№110	0,381	0,125	33,38	46
13	ЯС100№110	0,044	0,045	14,31	46

1.8 Розрахунок споживаної електроенергії за цикл роботи електропривода

Споживана електроенергія за цикл роботи визначається за виразом

кВт·рік,

де - синхронна швидкість обертання двигуна, ;

- середній момент двигуна на ділянці навантаження Н·м;

- тривалість і -ї ділянки, с.

Питома споживана електроенергія (на одну тону корисного вантажу) за цикл

'

де G - вантажопідйомність лебідки, кН.

2 Електропривід постійного струму за системою перетворювач-двигун

2.1 Розрахунок та побудова залежностей швидкості обертання та струму якоря двигуна від часу

Рисунок 2.1 - Принципова електрична схема системи Г-Д.

Вихідні дані:

Двигун постійного струму незалежного збудження типа П22

Uн=220 В, , кВт, об/хв.,А, Ом, Ом, N=3240, 2а=6, , Ф= Вб, А, J=0,052

Струм короткого замикання:

де - номінальне значення ЕРС генератора.

- сумарний опір якірного кола, який дорівнює подвійному сумарному опору обмотки якоря і додаткових полюсів двигуна при температурі 80 °С.

Індуктивність обмотки збудження:

де 2 р - число полюсів, знайдено як:

- число витків одного полюса;

- коефіцієнт розсіювання полюсів, =1,2;

Ф - корисний магнітний потік одного полюса, Вб;

- струм обмотки збудження, А.

Похідна визначається з кривої намагнічування (рисунок 2.1, [1]):

Підставивши отримані значення в формулу індуктивності обмотки збудження отримаємо:

Розрахункове значення індуктивності приймаємо:

Електромагнітна стала часу:

Час запізнювання:

де - статичний струм, що відповідає моменту .

Значення являє собою тривалість першого інтервалу. У другому інтервалі відбувається розгін двигуна. Якщо відлік часу знову почати з , то залежності і можна розрахувати за виразами:

де - статична швидкість обертання двигуна, що відповідає номінальному ЕРС генератора, - стала двигуна)

- електромеханічна стала часу електропривода,- момент інерції привода).

Максимальне значення струму якоря визначається за формулою:

Після початку руху привода максимум струму настає через час

де - швидкість ідеального холостого ходу двигуна

2.2 Оцінка можливості пуску електроприводу в одну ступінь

Кінцеві формули для та мають вид:

Побудову графіків перехідних процесів у системі Г-Д виконуємо за допомогою пакету «MathCad».

Оскільки , а максимальний струм перехідних процесів дорівнює , то можна зробити висновок, що пуск в одну ступінь можливий.

Висновки

У ході курсової роботи була спроектована система електроприводу для підйомної лебідки мостового крану (частина І) та був проведений розрахунок та побудова перехідних процесів двигуна у системі генератор-двигун (частина ІІ)

Під час проектування електропривода підйомної лебідки були розглянуті питання:

а) Побудова діаграми статичного навантаження та попередній вибір двигуна з довідника для даної системи електропривода;

б) Визначення режимів роботи двигуна для заданих технологічних умов;

в) Розрахунок і побудова статичних характеристик двигуна для різних режимів роботи двигуна;

г) Розрахунок опорів допоміжних резисторів;

д) Розрахунок та побудова перехідних процесів при роботі двигуна;

е) Побудова діаграми навантажень двигуна з врахуванням перехідних процесів;

є) Перевірка двигуна по нагріву та перевантажної здібності;

ж) Тепловий розрахунок та вибір резисторів, складання схеми з'єднання стандартних ящиків опорів.

з) Визначення витрат електроенергії за цикл роботи двигуна

Під час виконання другої частини проекту були розраховані та побудовані перехідні процеси двигуна при його пусканні, а також була проведена оцінка можливості його пуску у одну ступінь.

Список застосованої літератури

1. Методичні вказівки до виконання курсового проекту.

2. Вешеневский С.Н. Характеристики двигателей в электроприводе. М.: - Энергия, 1977. - 432 с

3. Чиликин М.Г., Сандлер А.С. Общий курс электропривода. - М.: Энергоиздат, 1981. - 576 с.

4. Ключев В.И. Теория электропривода. - М.: Энергоатомиздат, 1985 - 560 с.

Страницы: 1, 2, 3