Расчет электрического привода механизма подъема башенного крана - Технология - Скачать бесплатно
[pic]
0.7 . 2.8 . 29.67 = 58 кГ.м > 32.45 кГ.м
двигатель проходит по пусковому моменту.
14. Выбор данных двигателя по каталогу.
Выписываем все каталожные данные двигателя МТ 51- 8
| |Обозначени| |
|Величина |е |Значение |
|Продолжительность включения | ПВ | |
|Мощность на валу |Рн |25% |
|Скорость вращения |nдв |22 кВт |
|Линейный ток статора |I1н |723 об/мин |
|Напряжение сети |U1 |56.5 А |
|Коэффициент мощности |Кр |380 В |
|КПД |( |0.7 |
|Ток ротора |I2н |0.84 |
| |[pic] |70.5 А |
|Кратность максимального момента |U2 | |
| |GDдв2 |3 |
|Напряжение между кольцами ротора | | |
|Маховый момент ротора | |197 В |
| | |4.4 кГ.м2 |
15. Построение естественной механической характеристики двигателя.
Механической характеристикой двигателя называется, зависимость частоты
вращения n от момента М нагрузки на валу.
Различают естественные и искусственные характеристики
электродвигателей.
Естественной механической характеристикой называется – зависимость
оборотов двигателя от момента на валу при номинальных условиях работы
двигателя в отношении его параметров (номинальные напряжения, частота,
сопротивление и тому подобное). Изменение одного или нескольких параметров
вызывает соответствующее изменение механической характеристики двигателя.
Такая механическая характеристика называется искусственной.
Для построения уравнения механической характеристики асинхронного
двигателя воспользуемся формулой Клоса:
[pic]
где Мk – критический момент двигателя;
[pic] [pic]
Sk – критическое скольжение двигателя;
[pic]
( - перегрузочная способность двигателя (( = 3);
Sн – номинальное скольжение двигателя
[pic]
где nн – скорость вращения ротора;
n1 – синхронная скорость поля статора;
[pic]
где f – промышленная частота тока питающей сети, (f = 50 Гц);
Р – число пар полюсов (для двигателя МТ 51 – 8 Р=4)
[pic]
Номинальное скольжение двигателя МТ 51 - 8
[pic]
Критическое скольжение двигателя
[pic] [pic]
Критический момент двигателя
[pic]
Для построения характеристики в координатах переходят от скольжения к
числу оборотов на основании уравнения
n = n1(1 – S)
Скольжением задаются в пределах от 0 до 1.
Так для S = 0 n = 750 . (1 – 0) = 750 об/мин;
S = 0.1 n = 750 . (1 – 0.1) = 675 об/мин;
S = 0.2 n = 750 . (1 – 0.2) = 600 об/мин;
S = 0.3 n = 750 . (1 – 0.3) = 525 об/мин;
S = 0.4 n = 750 . (1 – 0.4) = 450 об/мин;
S = 0.5 n = 750 . (1 – 0.5) = 375 об/мин;
S = 0.6 n = 750 . (1 – 0.6) = 300 об/мин;
S = 0.7 n = 750 . (1 – 0.7) = 225 об/мин;
S = 0.8 n = 750 . (1 – 0.8) = 150 об/мин;
S = 0.9 n = 750 . (1 – 0.9) = 75 об/мин;
S = 1 n = 750 . (1 – 1) = 0 об/мин.
При тех же скольжениях находим по формуле Клоса соответствующие им моменты:
S = 0 М = 0 кг . м
S = 0.05 [pic] кг . м
S = 0.1 [pic] кг . м
S = 0.15 [pic] кг . м
S = 0.2 [pic] кг . м
S = 0.21 [pic] кг . м
S = 0.3 [pic] кг . м
S = 0.4 [pic] кг . м
S = 0.5 [pic] кг . м
S = 0.6 [pic] кг . м
S = 0.7 [pic] кг . м
S = 0.8 [pic] кг . м
S = 0.9 [pic] кг . м
S = 1 [pic] кг . м
Пользуясь этими значениями переходим к построению естесственной
механической характеристики двигателя МТ 51 – 8 (см. рис.)
16. Расчёт пускового реостата.
При пуске асинхронные электродвигатели потребляют из питающей сети
значительные пусковые токи. В момент пуска скольжение асинхронного
электродвигателя S = 100%, а в номинальном режиме не превышает 5%.
Значит, в момент пуска вращающееся магнитное поле статора в 20 раз
чаще пересекает обмотку ротора. При пуске, продолжительность которого
составляет доли секунды, так возрастает в 5 – 6 раз. За это время обмотка
электродвигателя не успеет перегреться, и пусковой ток для него не опасен.
Однако большие толчки тока приводят к толчкам напряжения, что
неблагоприятно сказывается на режиме работы других потребителей. В связи с
этим принимают меры по ограничению пусковых токов асинхронных
электродвигателей. В то же время эти двигатели, потребляя большие пусковые
токи, развивают сравнительно небольшой вращающий момент. Цель применения
искусственных схем пуска асинхронных двигателей – не только снизить
пусковые токи, но и повысить пусковые моменты.
Для асинхронного двигателя с фазным ротором сначала определяется
сопротивление фазы ротора:
[pic] [pic]
где U2 – напряжение между кольцами ротора, (U2 = 197 В);
Sн – номинальное скольжение (Sн =0.036);
I2н – ток ротора (I2н = 70.5 А)
Следовательно, сопротивление фазы ротора будет равно:
[pic] (Ом)
Затем определяем коэффициент небаланса [pic]по формуле:
[pic]
где ( - число ступеней пускового реостата, (( = 5)
М% - кратность максимального пускового момента (М% = 280).
Коэффициент небаланса равен:
[pic] [pic] [pic]
Активное сопротивление одной фазы ротора при полностью введённом
реостате (R1) определяется из уравнения:
[pic]
[pic] (Ом)
Сопротивление одной фазы ротора при работе двигателя на второй ступени (R2)
определяется из уравнения:
R2 = R1. (
R2 = 0.575 . 0.64 = 0.368 (Ом)
Сопротивление одной фазы ротора при работе двигателя на третьей ступени
(R3);
R3 = R2 . ( = R1. (2
R3 = 0.368 . 0.64 = 0.575 . 0.642 = 0.236
(Ом).
Сопротивление одной фазы ротора при работе двигателя на четвёртой ступени
(R4);
R4 = R3 . ( = R1 .
(3
R4 = 0.236 . 0.64 = 0.575 . 0.643 = 0.151
(Ом).
Сопротивление одной фазы ротора при работе двигателя на пятой ступени (R5);
R5 = R4 . ( = R1 .
(4
R5 = 0.151 . 0.64 = 0.575 . 0.644 = 0.096
(Ом).
Сопротивление ступени реостата, закорачиваемого при переходе со
ступени на ступень определяется как разность сопротивлений на двух смежных
ступенях:
(R1 = R1 – R2,
(R1 = 0.575 – 0.368 = 0.207 (Oм);
(R2 = R2 – R3,
(R2 = 0.368 – 0.236 = 0.132 (Ом);
(R3 = R3 – R4,
(R3 = 0.236 – 0.151 = 0.085 (Ом);
(R4 = R4 – R5,
(R4 = 0.151 – 0.096 = 0.055 (Ом).
Критическое скольжение при введённом резисторе в цепь ротора будет:
а) При (R1 = 0.207 (Ом)
[pic]
б) При (R2 = 0.132 (Ом)
[pic]
в) При (R3 = 0.085 (Ом)
[pic]
г) При (R4 = 0.055 (Ом)
[pic].
Определяем уравнение искусственной механической характеристики:
а) При (R1, равном 0.207 (Ом);
[pic]
б) При (R2, равном 0.132 (Ом);
[pic]
в) При (R3, равном 0.085 (Ом);
[pic]
г) При (R4 = 0.055 (Ом);
[pic]
Задаваясь значениями S, подсчитываем соответствующие им моменты.
Таблица 1. Результаты расчёта
моментов.
|Зна| Цифровые показатели. |
|чен| |
|. | |
| S1| 0.1| 0.2| 0.3| 0.4| 0.5| 0.6| 0.7| 0.8| 0.9|0.959| 1|
|M1 | 18.4| 35.6| 50.7| 63.2| 73| 80 | 84.8| 87.6| 88.8| 89 | 87.1|
| S2| 0.1| 0.2| 0.3| 0.4| 0.5| 0.6|0.688| 0.7| 0.8| 0.9| 1|
|M2 | 25.3| 47.7| 65.2| 77.3| 84.7| 88.2| 89| 88.9| 88 | 85.9| 83.1|
| S3| 0.1| 0.2| 0.3| 0.4| 0.5|0.518| 0.6| 0.7| 0.8| 0.9| 1|
|M3 | 33.1| 59.8| 77.2| 86.1| 88.9| 89 | 88| 85.1| 81.2| 77| 72.7|
| S4| 0.1| 0.2| 0.3| 0.4|0.409| 0.5| 0.6| 0.7| 0.8| 0.9| 1|
|M4 | 41.1| 70.2| 84.9| 89 | 89| 87.2| 82.8| 77.5| 72.1| 67| 62.4|
Пользуясь результатами расчётов, строим искусственные механические
характеристики
двигателя МТ 51 – 8. (см. рис.)
17. Выбор схемы управления и защиты двигателя.
Электрической схемой называется чертёж, на котором показаны,
соединения электрических цепей. Электрические крановые схемы дают
возможность проследить прохождение тока по различным участкам цепи и
рассмотреть работу любой части электрооборудования.
В любой из схем электрических соединений крана должны быть
предусмотрены:
1) защита электрооборудования от перегрузки и коротких
замыканий;
2) возможность реверса (изменения направления вращения
электродвигателя);
3) торможение механизма при остановке;
4) автоматическое отключение электродвигателя при подходе
механизма к концу пути;
5) отключение всего электрооборудования или его части для
ремонта;
6) защита от понижения или исчезновения напряжения и
невозможность самозапуска двигателей при восстановлении
напряжения после случайного его снятия.
Надёжность работы кранового электропривода в значительной мере
определяется контактной аппаратурой, которая, как и двигатель, работает в
широком диапазоне изменения нагрузок и частоты включений.
Управление электроприводами башенных кранов осуществляется с помощью
контроллёров. Контроллёром называется многопозиционный аппарат,
предназначенный для управления электрическими машинами путём коммутации
резисторов и обмоток машин; он производит все переключения в цепи
электродвигателя, необходимые для пуска, торможения и регулирования его
частоты вращения.
Из всех применяемых для управления крановыми электродвигателями
контроллёров (барабанных, кулачковых и магнитных) магнитные, или
контакторные, являются наиболее совершенными благодаря их надёжности и
высокой производительности.
Преимущества автоматического, магнитного контроллёра перед ручным
включением заключается в следующем:
1) меньше затрачивается физической силы, вследствие чего
снижается утомляемость крановщика;
2) достигается защита электродвигателей от чрезмерных пусковых и
тормозных токов и вызываемого ими искрообразования на
коллекторе;
3) размеры командоконтроллёров значительно меньше, чем размеры
контроллёров барабанных и кулачковых, в связи с чем, большее
число их можно с удобством разместить в кабине крановщика;
4) магнитный контроллёр позволяет произвести большее число
операций в час, так как нет необходимости задерживать
рукоятку командоконтроллёра при переходе с одного положение
на другое; при этом пуск и торможение происходят в минимально
допустимое время и общая производимость- повышается;
5) снижается расход энергии, затрачиваемой при пуске;
6) сокращается стоимость ухода и ремонта оборудования, так как
не только сам магнитный контроллёр надёжен, но и износ
электродвигателя меньше.
|
