Dб- діаметр барабана, м

- маховий момент ротора (якоря) двигуна, кг•м2;

Jя - момент інерції, кГ•м2 або Н•м2.

Н•м2

Н•м2

Час середньої тривалості робочої операції для механізму підйому:

,с.

Тривалість циклу роботи механізму:

,с.

Необхідна швидкість обертання електричного двигуна:

, об/хв,

де - швидкість руху вантажу в м/хв;

- коефіцієнт поліспаста: =2 – 4.

Приймаємо .

, об/хв.

Визначаємо надлишковий момент електродвигуна:

, кг•м,

де - мінімальний пусковий момент, кг•м;

- максимальний пусковий момент, кг•м.

Момент статичного опору механізму піднімання, приведений до валу двигуна, при підніманні номінального вантажу:

, Н•м;

Приймаємо: максимальний пусковий момент Н•м;

мінімальний пусковий момент Н•м.

Момент статичного опору механізму піднімання, без врахування вантажу:

Н•м.

Надлишковий момент електродвигуна:

, Н•м,

Тоді час пуску електроприводу механізму піднімання:

, с

1.5 Перевірка фактичного часу пуску по допустимому прискоренню.

Час пуску , зв'язаний зі швидкістю співвідношенням:

, с; с ;

.

Надлишковий момент електродвигуна без урахування вантажу:

Н•м.

Тоді час пуску електроприводу механізму піднімання:

с.

Перевірка фактичного часу пуску по допустимому прискоренню:

, с; с ;

.

1.6 Номінальний момент електродвигуна:

, Нм.

1.7 Фактичний обертовий момент на валу електродвигуна в період пуску механізму при підйомі номінального вантажу:

, кг•м,

Н•м.

; Н•м.

Кратність пуску:

1,563 < 2,5.

Умова виконується.

1.8 Обертові моменти на валу двигуна механізму підніманні і опусканні вантажу, підніманні і опусканні гаку:

Н•м;

Н•м.

При підніманні і опусканні гаку

Н•м.

Н•м.

1.9 Максимальний момент, що розвивається двигуном з врахуванням падіння напруги:

Н м,

де .

1.10 Надлишковий момент при підніманні і опусканні номінального вантажу:

Н м;

Н м.

1.11 Надлишкові моменти двигуна при підніманні і опусканні гаку:

Н м;

Н м.

1.12 Час пуску електроприводу при підніманні і опусканні номінального вантажу:

с;

с.

1.13 Час пуску електроприводу при підніманні і опусканні гаку:

с;

с.

1.14 Середня тривалість роботи двигуна з постійною швидкістю за одну робочу операцію:

де - середня тривалість циклу для механічного цеху, с;

- тривалість гальмування механізму, для середнього режиму роботи, =1,2 с:

с;

с.

Час паузи: с.

1.15 На основі отриманих розрахункових даних в масштабі будуємо графік навантаження М=f(t) двигуна (діаграма навантаження), рисунок 2.1.

Рисунок 1.1 - Діаграма навантаження двигуна М=f(t)

1.16 Середній еквівалентний момент, що розвивається двигуном, дорівнює:

, Нм,

Нм.

1.17 Середня еквівалентна потужність двигуна

кВт

1.18 По [1 д.7] вибираємо остаточно двигун крановий з фазним ротором типу МТF112-6.

Номінальні дані двигуна: кВт; ; ;

; А; В; Н•м; кг•м2.

1.19 Номінальний момент:

, Нм.

.

1.20 Визначаємо фактичну швидкість піднімання вантажу:

, об/хв.

де - фактична швидкість канату, що намотується на барабан, об/хв;

- , Фактична швидкість обертання барабану, об/хв.

об/хв.

об/хв.

, об/хв.

%

1.3 Розрахунок і побудова природних і штучних характеристик електроприводу

В; об/хв.; об/хв.;

Механічна характеристика асинхронного двигуна являє собою залежність швидкості від електромагнітного моменту. Для побудови механічної характеристики АД з фазним ротором використаємо рівняння Клосса в спрощеному вигляді:

(1.1)

де Мк - критичний момент, який розвиває двигун, Нм;

Sк - критичне ковзання. яке відповідає величині Мк;

S – ковзання.

Дане рівняння дозволяє по паспортних даних вибраного АД побудувати природну характеристику. Маючи визначене в 2 розділі значення номінального моменту Мн=51,344 Н•м

визначаємо критичний момент по формулі:

Номінальне значення ковзання визначаю за формулою:

(1.2)

де = 1000 об/хв - синхронна частота обертання даного АД;

Критичне значення ковзання визначаю по формулі:

(1.3)

Виходячи з формули 3.3:

об/хв.

Задаючись кількома значеннями ковзання на проміжку від 1 до 0 по рівнянню 3.1 будуємо природну механічну характеристику АД.

Проводжу побудову штучних характеристик АД. Реостатні характеристики будуємо на основі заданих значень додаткових опорів в колі ротора. Для побудови реостатних характеристик визначаємо активний опір обмотки ротора по формулі:

(1.4)

де - номінальна лінійна напруга при нерухомому роторі;

- номінальний струм ротора.

В; А.

Ом.

При введенні в реостатне коло додаткового опору буде змінюватись критичне ковзання двигуна, оскільки воно пропорційне . Для визначення критичного ковзання для природної і штучної характеристики служить формула:

(1.5)

,

де - активний опір статора;

- реактивний опір статора;

- реактивний опір ротора.

(1.6)

де - додатковий активний опір в обмотці ротора.

Поділивши перше рівняння на друге, одержую:

(1.7)

Звідки

(1.8)

Отже

Підставляючи по черзі одержані значення критичних ковзань в формулу 1.1, розраховую дані для побудови штучних характеристик:

при

При

При зміні напруги на вході АД критичний момент буде змінюватись в квадратичній залежності, оскільки він пропорційний квадрату вхідної напруги:

(1.9)

де - індуктивний опір ротора, приведений до обмотки статора.

Тому

Одержане значення критичного моменту підставляємо в формулу 1.1, розраховуємо декілька значень для побудови механічної характеристики при пониженій напрузі.

Рисунок 1.2 – Природні і штучні механічні характеристики АД з фазним ротором.

1.4 Розрахунок і вибір пускових і регулювальних кутів та гальмівних опорів

1.4.1 Розрахунок пускових опорів АД

Розрахунок пускових опорів проводимо аналітичним методом.

При розрахунку приймаємо:

;

.

Розрахунок проводимо у відносних одиницях:

Відносне значення активного опору роторного кола:

Для розрахунку опорів для нормального пуску визначаємо слідуючі параметри:

число ступенів пуску:

Задаємось початковим значенням:

По формулі 4.3:

Для форсованого пуску:

Число ступенів пуску визначаємо по формулі 4.6:

Примаємо m=2.

Коефіцієнт перевантаження для нормального пуску визначаємо за формулою:

де - момент перемикання у відносних одиницях визначається за формулою

Опори ступенів реостату визначаємо за формулою:

де k=1-3 - кількість ступенів пуску;

- опір 1-ї ступені пускового реостату.

Опори секцій пускового реостату визначаємо по формулах:

де k=2-3 - кількість секцій .

По формулах 4.7 і 4.8 розраховуємо значення опорів ступенів і секцій пускового реостату:

Опір пускового реостату:

Маючи значення Мн,М1,М2 та побудовану природну характеристику, будуємо пускову діаграму по розрахункових пускових опорах:

Рисунок 1.3 – Пускова характеристика АД з фазним ротором.

1.4.2 Розрахунок гальмівного режиму

В якості гальмівного режиму приймаємо гальмування противмиканням, як простий і ефективний спосіб гальмування.

При гальмуванні в роторне коло вводиться додатковий опір :

Ом.

Враховуючи, що в режимі противмикання при гальмуванні ковзаня АД змінюється від 2 до 1, а в режимі розгону при противмиканні від 1 до 0, згідно формули:

Значення критичного ковзання для гальмівного режиму розраховане в пункті 3 по формулах 3.4,