- •Электрический привод
- •1. Цель и задачи курсового проекта
- •1.1. Введение
- •1.2. Описание курсового проекта
- •1.3. Организация работы по выполнению и защите курсового проекта
- •1.4. Задание на курсовой проект
- •2. Методические указания к выбору электродвигателя
- •2.1. Общие указания к расчету мощности и выбору электродвигателя
- •3. Основные этапы проектирования
- •3.1. Расчет статических моментов
- •3.1.1.Приведение моментов и сил сопротивления, инерционных масс и моментов инерции
- •3.1.2. Расчет и построение нагрузочных диаграмм электропривода
- •3.2. Выбор электродвигателя.
- •3.2.1.Предварительный выбор двигателя.
- •3.2.2. Проверка двигателя по нагреву и перегрузке
- •4. Расчет характеристик электродвигателя
- •4.1. Расчет и построение электромеханических и механических характеристик электродвигателя
- •4.2. Расчет пусковых и тормозных устройств электродвигателей
- •4.2.1. Расчет пусковых сопротивлений асинхронного двигателя с фазным ротором
- •4.2.2. Расчет тормозных сопротивлений асинхронного двигателя с фазным ротором.
- •5. Расчет переходного процесса при пуске привода с ад
- •6. Разработка и описание схемы автоматического управления двигателем
- •7. Общие указания к заданию на курсовое проектирование
- •Задание Электропривод механизма подъемной установки мостового крана
- •7.1. Общие сведения
- •7.2. Электропривод механизма подъема
- •7.3. Методические указания к расчету
- •Введение
- •Приведение к валу двигателя момента статической нагрузки
- •Предварительный выбор мощности и типа электродвигателя
- •Уточненный выбор мощности электродвигателя
- •Расчет и построение характеристик двигателя
- •Расчет пусковых и тормозных сопротивлений
- •Расчет переходных процессов
- •Выбор элементов схемы.
- •Выбор тормоза.
- •Описание работы схемы электропривода
- •Обмоточные данные электродвигателей серии 4мт.
- •Основные размеры, мм, и масса электродвигателей серии 4мт
7. Общие указания к заданию на курсовое проектирование
По курсу «Электрический привод» выполняется курсовой проект, который базируется на материалах первой и второй частей курса.
Задание Электропривод механизма подъемной установки мостового крана
7.1. Общие сведения
Механизмы подъемной установки предназначены для подъема и опускания груза, оборудования и т.д. при наматывании или сматывания каната на барабан лебедки.
Кинематическая схема механизма подъема приведена на рис. 1.
Рис. 7.1. Кинематическая схема механизма подъема
1-электродвигатель; 2-редуктор; 3-барабан, 4-полиспаст; 5-тормоз; 6-соединительная муфта.
Цикл работы механизма состоит из операций подъема, перемещения, опускания груза, затем подъема, перемещения и опускания захватного приспособления (без груза).
7.2. Электропривод механизма подъема
Для выполнения тахограммы движения на участке разгона используется многоступенчатый реостатный пуск с числом ступеней 5-6. В качестве электропривода преимущественное распространение получил асинхронный двигатель с фазным ротором, в некоторых случаях - двигатель постоянного тока.
При торможении в зависимости от величины и знака тормозного усилия используется двигательный режим при работе двигателя на реостатной характеристике или электродинамическое торможение с наложением электромеханического тормоза для окончательной остановки привода.
В вариантах задания заданы технические данные механизма подъема: грузоподъемность G1, кН; вес грузозахватного устройства G0, кН; диаметр барабана Dб, м; скорость подъема и опускания груза V, м/с; ускорение (замедление) при работе с грузом а1, м/с2; ускорение (замедление) при работе без груза а0, м/с2; кратность полиспаста k; передаточное число редуктора i, ПВ механизма, ; длительность цикла tц, с; КПД редуктора р; КПД полиспаста п; КПД барабана б; высота подъема Н, м.
7.3. Методические указания к расчету
Время пуска (торможения) двигателя с грузом
, (7.1)
Время пуска (торможения) двигателя без груза
, (7.2)
Средняя скорость передвижения груза (захватного приспособления), за время пуска и торможения
, (7.3)
Путь, пройденный грузом (захватным приспособлением) за время пуска и торможения
, (7.4)
Путь, приходящийся на движение груза (захватного приспособления) при установившейся скорости
, (7.5)
Время подъема груза (захватного приспособления) с установившейся скоростью
, (7.6)
Момент статической нагрузки при движении с грузом и без груза (для случаев поднятия и спуска)
, (7.7)
где G = Gг+G0 - вес груза и грузозахватного устройства при поднятии и опускании груза, кН;
G/ = G0 - вес грузозахватного устройства при поднятии и опускании крюка, к.Н;
ip - передаточное число редуктора;
in - кратность полиспаста;
n - КПД передачи.
По приведенным формулам определяют:
Мст1 – статический момент нагрузки при подъеме груза,
Мст2 - статический момент нагрузки при опускании груза,
Мст3 - статический момент нагрузки при подъеме грузозахватного устройства (без груза),
Мст4 - статический момент нагрузки при опускании грузозахватного устройства (без груза).
Предварительный выбор мощности двигателя, как правило, производится по статическому среднеквадратичному (эквивалентному) моменту
, (7.8)
где Мi- значение момента при i-м участке;
ti - время работы на i-м участке, с.
, (7.9)
где kз= (1,1 - 1,5) - коэффициент запаса, учитывающий неизвестную на этапе предварительных расчетов динамическую составляющую нагрузки.
Действительная продолжительность включения
, (7.10)
Требуемая номинальная скорость двигателя
, (7.11)
Эквивалентная расчетная мощность двигателя
, (7.12)
Пересчитанная на ближайшую стандартную продолжительность включения мощность
, (7.13)
Номинальная мощность двигателя (PH) определяется из условия
По рассчитанной скорости вращения и номинальной мощности с учетом принятой системы электропривода выбирается двигатель.
Следующим этапом расчета является проверка выбранного двигателя по условию нагрева и перегрузки. Для этого необходимо рассчитать и построить нагрузочную диаграмму привода.
Динамический момент зависит от момента инерции привода и его ускорения (α1, α 0)
, 7.14)
, (7.15)
где угловое ускорение, 1/с2;
суммарный приведенный момент инерции для нагруженного ненагруженного механизма, кг.м2;
момент инерции вращающихся передач, соединительных муфт и тормозных шкивов привода механизма подъема.
Момент двигателя при пуске с грузом
, (7.16)
Момент двигателя при торможении с грузом
, (7.17)
Момент двигателя при пуске без груза
, (7.18)
Момент двигателя при торможении без груза
, (7.19)
Эквивалентный момент двигателя при ПВрасч,
,
(7.20)
где = 0,75 – для двигателей с самовентиляцией коэффициент, учитывающий ухудшение охлаждения двигателя при пуске и торможении.
Полученная величина эквивалентного момента приводится к ближайшей стандартной продолжительности включения. Двигатель проходит по нагреву, если МН Мэ.ст., где МН - номинальный момент предварительно выбранного двигателя.
Для того, чтобы не выбрать двигатель заведомо завышенной мощности, расхождение между эквивалентным и номинальным моментами не должно быть больше 15 - 20.
Пример оформления задания по курсовому проекту приведен в Приложении 1, варианты заданий на курсовой проект – вПриложении 2.
Приложение 1
Омский Государственный Технический Университет
Кафедра «Электрическая техника»
Пояснительная записка
К курсовому проекту по дисциплине
"Электрический привод"
"Проектирование электропривода подъемной установки мостового крана"
Выполнил:
студент группы
Проверил:
Задание
Вариант на разработку: 21+.
Грузоподъемность лебедки G1=350 кН.
Вес грузозахватного устройства G0=17,5 кН.
Диаметр барабана Dб=0,7 м.
Скорость подъема и опускания груза Vн=0,49 м/с.
Ускорение замедления при работе с грузом а1=0,56 м/с2.
Ускорение замедления при работе без груза а0=0,84 м/с.
Кратность полиспаста iп=7.
Передаточное число редуктора iр=5,0.
Длительность цикла tц=840 с.
КПД редуктора р=0,85.
КПД полиспаста п=0,99.
КПД барабана б=0,95.
Высота подъема Н=13 м.
Продолжительность включения механизма ПВ=63%.
Кинематическая схема механизма показана на рисунке.
Рисунок 1. Кинематическая схема механизма подъема.
1 – электродвигатель; 2 – редуктор; 3 – барабан; 4 – полиспаст; 5 – тормоз; 6 – соединительная муфта.
Цикл работы механизма состоит из операций подъема, перемещения, опускания груза, затем подъема, перемещения и опускания захватного приспособления.