Технология

Расчет электрического привода механизма подъема башенного крана



|                                                                                |
|Украинская государственная строительная корпорация                              |
|"Укрстрой"                                                                      |
|николаевский строительный колледж                                               |
|Специальность 7090214                                                           |
|                                                                                |
|"Эксплуатация и ремонт                                                          |
|подъёмно – транспортных,                                                        |
|строительных, дорожных                                                          |
|машин и оборудования."                                                          |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|КУРСОВАЯ РАБОТА                                                                 |
|По предмету: "Электротехника, электроника и                                     |
|микропроцессорная техника".                                                     |
|На тему: " Расчет электрического привода механизма                              |
|подъема башенного крана".                                                       |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|Выполнил: студент гр.КСМ-46                                                     |
|Пигарёв С.Н.                                                                    |
|Руководитель:                                                                   |
|Жилин В.Н.                                                                      |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|                                                                                |
|Николаев 1998 г.                                                                |
|                                                                               |
|Содержание.                                                          Cтр.      |
|Выбор типа электродвигателя.                                                   |
|2                                                                              |
|Предварительный выбор типа электродвигателя.                            3      |
|Определение приведённого момента электропривода.                      4        |
|Определение приведённого момента сопротивления рабочей          5              |
|машины.                                                                        |
|Определние времени пуска и торможения привода.                             6   |
|Определение пути, пройденного рабочим органом за время              7          |
|пуска и торможения.                                                            |
|Определение пути, пройденного рабочим органом с                                |
|8                                                                              |
|установившейся скоростью.                                                      |
|Определение времени равномерного хода рабочей машины.                  9       |
|Определение времени паузы (исходя из условий технологического      9           |
|процесса.                                                                      |
|Определение продолжительности включения.                                  10   |
|Построение нагрузочной диаграммы.                                              |
|11                                                                             |
|Определение мощности двигателя из условий нагрева.                  12         |
|Проверка выбранного электродвигателя на перегрузочную          13              |
|способность и по пусковому моменту.                                            |
|Выбор данных двигателя по каталогу.                                            |
|14                                                                             |
|Построение механической характеристики двигателя.                 15           |
|Расчёт пускового реостата.                                                     |
|18                                                                             |
|Выбор схемы управления и защиты двигателя.                               21    |
|Вычерчивание схемы управления и описание её работы                 23          |
|(подбор аппаратуры управления по каталогу).                                    |
|                                                                               |
|  |   |        |     |   |                                                   |
|  |   |        |     |   |                                                   |
|Из|Лис|№ Докум.|Подпи|Дат|                                                   |
|м |т  |        |сь   |а  |                                                   |
|Разраб|Пигарёв |     |   |Расчет электрического привода     |Лите|    |    |
|.     |        |     |   |механизма башенного крана.        |р.  |Лист|Лист|
|      |        |     |   |                                  |    |    |ов  |
|Провер|Жилин   |     |   |                                  | |У| |    |    |
|.     |        |     |   |                                  | | | |1   |    |
|      |        |     |   |                                  |            НСК|
|      |        |     |   |                                  |               |
|      |        |     |   |                                  |КСМ-46         |
|      |        |     |   |                                  |               |
|      |        |     |   |                                  |               |

                                     Введение.
      Рабочие механизмы грузоподъемных кранов обеспечивают перемещение
грузов в трех взаимно перпендикулярных направлениях. Подъем груза
осуществляется механизмом подъема.
На кранах может быть установлено до трех механизмов подъема различной
грузоподъемности.
Перемещение груза по горизонтали на мостовых и козловых кранах
осуществляется с помощью грузовой тележки и самого крана, а на стреловых
кранах – с помощью механизмов поворота, изменения вылета стрелы или
грузовой тележкой стрелы. Всеми механизмами кранов управляют из одного
места – кабины или поста управления.
      Конструкции башенных кранов постоянно усовершенствуют, что позволяет
расширить область их применения. Например, первые краны имели
грузоподъемность 0.5…1.5 т., грузовой момент до 30 т*м., высоту подъема
20…30 м., сейчас работают краны грузоподъемностью до 50 т., грузовым
моментом до 1000 т*м., высотой подъема до 150 м.
      Для повышения производительности кранов на новых машинах увеличены
скорости рабочих движений, а также повышена мобильность кранов.



                                     1. Выбор типа электродвигателя.
      На кранах применяют главным образом трехфазные асинхронные двигатели
перемен-ного тока.
      По способу выполнения обмотки ротора эти двигатели разделяют на
электродвигатели с короткозамкнутым и с фазным роторами.
      Двигатели с короткозамкнутым ротором применяются в электроприводе,
где не требует-
ся регулировать частоту вращения, или в качестве второго (вспомогательного)
двигателя для получения пониженных скоростей механизмов крана. Недостатком
электродвигателей с корот-
козамкнутым ротором является большой пусковой ток, в 5…7 раз превышающий
ток двигателя
при работе с номинальной нагрузкой.
         Двигатели с фазным ротором используются в приводе, где требуется
регулировать частоту вращения. Включение в цепь ротора пускорегулирующего
реостата позволяет уменьшить пусковой ток, увеличить пусковой момент и
изменить механическую характеристику двигателя.
Они имеют значительные преимущества перед двигателями других типов:
возможности выбора мощности в широком диапазоне, получения значительного
диапазона частот вращения с плавным регулированием и осуществления
автоматизации производственного процесса простыми средствами; быстрота
пуска и остановки; большой срок службы; простота ремонта и эксплуатации;
легкость подвода энергии.
      Двигатели постоянного тока тяжелее, дороже и сложнее устроены, чем
одинаковые по мощности трехфазные асинхронные. Достоинства двигателей
постоянного тока является возможность плавного и глубокого регулирования
частоты вращения, поэтому такие двигатели применяют в специальных схемах
электропривода кранов для высотного строительства.
      Крановые двигатели предназначены для работы, как в помещении, так и на
открытом воздухе, поэтому их выполняют закрытыми с самовентиляцией
(асинхронные двигатели) или с независимой вентиляцией (двигатели
постоянного тока) и с влагостойкой изоляцией.
      Так как двигатели рассчитаны на тяжелые условия работы, их изготовляют
повышенной прочности. Двигатели допускают кратковременные перегрузки и
имеют большие пусковые и максимальные моменты, которые повышают номинальные
моменты в 2.3…3.0 раза; имеют относительно небольшие пусковые токи и малое
время разгона; рассчитаны на кратковременные режимы работы.
      Исходя из всего вышеизложенного, для механизма подъема крана наиболее
подходит трехфазный асинхронный двигатель переменного тока с фазным ротором
в закрытом исполнении и рассчитанный на повторно-кратковременный режим
работы.



             2. Предварительный выбор мощности двигателя.
      Предварительный выбор мощности двигателя для механизма подъёма
башенного крана осуществляется по формуле:
                                                  [pic]
где    Q – вес поднимаемого груза (кг.)
         Q0 – вес грузозахватного приспособления,
                                     [pic] кг;
         V – скорость подъёма груза [pic];
                                           [pic];
          ( - коэффициент полезного действия механизма подъёма.
                                   [pic] кВт.
      По каталогу находим ближайшее значение мощности к полученному:
                                                                Рн = 22 кВт
      Исходя из расчётной мощности двигателя, выбираю для механизма подъёма
башенного крана асинхронный двигатель с фазным ротором серии МТ 51 – 8 с
напряжением 380 В.



           3. Определение приведённого момента электропривода.
      Маховой момент системы электропривода, приведённый к валу двигателя
из уравнения:

                [pic][pic]
где:   ( - коэффициент, учитывающий маховые массы редуктора (находится по
каталогу).
Обычно он лежит в пределах от 1.1 до 1.15.
В данном случае принимаем  ( = 1.1.
      GD2дв – маховый момент предварительно выбранного двигателя  [pic];
                 GD2дв = 4.4 [pic].
            GD2тш – маховый момент тормозного шкива (если таковой имеется)
[pic];
                 GD2тш = 3.88 ([pic]).
      GD2м – маховый момент соединительной муфты  [pic];
                 GD2м = 1[pic].
      GD2рм – максимальный момент рабочей машины (барабана)  [pic];
                 GD2рм = [pic]
где   m – масса барабана, m = 334 кг;
        R – радиус барабана, R = 0.2 м.
следовательно, GD2рм = 334[pic]   [pic].
        G – сила сопротивления поступательно движущегося элемента (Н);
                                               [pic]
где   Q+Q0 – вес поднимаемого груза с крюком (кг.);
         g – ускорение свободного падения (постоянная величина), g = 9.8
м/с2 ;
                             [pic] H.
         nдв- номинальная скорость вращения двигателя (об/мин) ;
                                              nдв= 723 об/мин.
         i – передаточное отношение
                                             [pic]
где    nрм – скорость вращения рабочей машины (барабана)
                                              [pic]
где    m – число полиспастов  (m=2);
         Dб – диаметр барабана    (Dб=0.4 м)
         ( = 3.14
         V – скорость поступательно движущегося элемента
                                    [pic]         об/мин;
                                    [pic]
[pic]



  4. Определение приведенного момента сопротивления рабочей машины.
При подъеме груза величина момента сопротивления, когда поток энергии идет
от двигателя к рабочей машине, находится из уравнения:
                                                   [pic]
где       i – передаточное отношение (i = 25.22);
            ( - к.п.д. передачи ((= 0.84)
            Мрм = момент сопротивления на валу рабочей машины   [pic]
                                              [pic]
где      Q+Q0 – вес груза с крюком (кг)  (Q+Q0 = 5775 кг)
            Dб – диаметр барабана  (Dб = 0.4 м)
            m – число полиспастов  (m = 2)
            ( - кпд электропривода  (( = 0.84)
                                [pic]   [pic]
                                      [pic]   [pic]



               5. Определение времени пуска и торможения привода.
      Время пуска и торможения двигателя определяется по формулам:
                                                         [pic]
                                                         [pic]
где   GD2 – маховый момент системы электропривода (GD2 = 12.84 [pic]);
         nдв – частота вращения двигателя (nдв = 723 [pic]);
         Мj – динамический момент электропривода
                                                           [pic]
      Знак плюс у момента  Мg берётся в том случае, когда двигатель
работает в двигательном режиме, а знак минус – при тормозном режиме.
      Знак плюс у момента сопротивления выбирается в том случае, когда
рабочая машина по-
могает движению системы (при опускании груза), а знак минус, если рабочая
машина мешает движению системы.
      Величина момента двигателя находится из уравнения:
                                                              Мg = (Мн
где   ( - коэффициент, зависящий от типа двигателя и условия пуска.
      Для двигателя постоянного тока и асинхронных двигателей с фазным
ротором

                                                                 ( = 1.4 (
1.6.
      Для данного двигателя  ( = 1.6.
                                                         [pic]
где     Мн – номинальный момент двигателя
          Рн – номинальная мощность двигателя (Рн = 22 кВт);
          nдв – частота вращения двигателя (nдв = 723[pic])
                                     [pic]  [pic]
                                    [pic]   [pic]
                                Мj1 = Мg – Мс = 47.47 – 32.45 = 15.02
[pic]
                                Мj2 = - Мg – Мс = - 47.47 – 32.45 = - 79.92
 [pic]
      Время пуска
                                            [pic] с;
      Время торможения
                               [pic] с.
В дальнейших расчётах знак минус, стоящий у времени торможения, не
учитывается.



6. Определение пути, пройденного рабочим органом за время пуска и
   торможения.
   Путь, пройденный рабочим органом за время пуска и торможения, вычисляется
по формулам:
                                                       [pic]
                                               [pic]
где   tn – время пуска привода (tn = 1.64 с);
        tm – время торможения привода (tm = 0.31 с);
        V – скорость поступательно движущегося элемента (V = 0.3 м/сек).
                                                  [pic] м;
                                                 [pic] м.



                7.  Определение пути, пройденного рабочим органом
                                     с установившейся скоростью.
      Путь, пройденный рабочим органом, с установившейся скоростью
вычисляется по формуле:
                                                        [pic]
где    Н – высота подъёма башенного крана – расстояние по вертикали от
уровня стоянки крана до грузозахватного органа, находящегося в верхнем
рабочем положении. Под уровнем стоянки       поднимается горизонтальная
поверхность основания (например, поверхность головок рельсов для рельсовых
кранов, путь перемещения гусеничных и пневмоколёсных кранов, нижняя опора
самоподъёмного крана), на которую опирается неповоротная часть крана.
(Принимаем Н =16 м)
      Sn – путь, пройденный рабочим органом за время пуска (Sn = 0.25 м)
      Sm – путь, пройденный рабочим органом за время торможения (Sm = 0.05
м)
Sp = H – (Sn + Sm) = 16 – (0.25 + 0.05) = 15.7 м.



            8.  Определение времени равномерного хода рабочей машины.
      Время равномерного хода рабочей машины можно определить по формуле:
                                                                   [pic]
где   Sp – путь, пройденный рабочим органом с установившейся скоростью (Sp
= 15.7 м);
        V – скорость поступательно движущегося элемента (V = 0.3 [pic]).
                                                      [pic] сек.
                 9.   Определение времени паузы (исходя из условий
                                      технологического процесса).
      Исходя из условий технологического процесса принимаем время паузы
равным:
                                                          t0 = 210c = 3.5
мин
 что удовлетворяет техническим требованиям выбранного двигателя.



            10. Определение продолжительности включения.
      Время одного включения двигателя, его работы и последующей остановки,
называется рабочим циклом. Продолжительность цикла обычно не более 10 мин.
Промышленность выпускает крановые электродвигатели, рассчитанные на 15, 25,
40 и 60% - ную относительную продолжительность включения.
      Величина ПВ показывает, сколько времени двигатель находится включенным
в течение цикла:
                                      [pic][pic]
      Обычно крановые двигатели рассчитаны на работу при 25% ПВ, но один и
тот же двигатель может работать и при 15 % ПВ, и при 40% ПВ, но при этом
должна соответственно изменяться его нагрузка.
      В данном случае
      [pic]



               11. Построение нагрузочной диаграммы.
      Нагрузочной диаграммой называется зависимость силы тока, момента,
мощности в функции времени.
      Для выбранного двигателя по полученным данным строим нагрузочную
диаграмму       М =((t) учитывая реальные времена  протекания переходных
процессов и величины пусковых и тормозных моментов, а также реальные
значения пауз между временами работы двигателя.
где  tn- время пуска;
       tp- время работы;
       tm- время торможения;
       t0-  время паузы.
       Mn- момент пуска;
       Mp- момент работы;
       Mm- момент торможения.



      12. Определение мощности двигателя из условий нагрева.
      Электрические машины не должны нагреваться свыше допустимых пределов.
При пере-
греве машины изоляция обмоточных проводов быстро стареет, теряет
изоляционные свойства, становится хрупкой и при дальнейшей работе может
обуглиться, что может привести к короткому замыканию и выходу машины из
строя.
      По нагрузочной диаграмме определяем эквивалентный по нагреву момент
двигателя за время его работы без учёта времени пауз
                                                [pic]
где   Мn и Мm – моменты, развиваемые двигателем при пуске и торможении.
                       Эквивалентная мощность
                                                             [pic]
      После этого производится пересчёт эквивалентной мощности на
ближайшую, стандартную продолжительность включения
                                                             [pic]
где   ПВд – действительная продолжительность включения двигателя
        ПВк – ближайшая по величине стандартная продолжительность включения
по отношению к действительной ПВ.
      Если полученная в результате расчёта мощность Рк < Рн двигатель,
который был предварительно выбран, по условиям нагрева проходит.
      Если же Рк > Рн, то необходимо задаваться следующим габаритом
двигателя и расчёт производить вновь.
                 Определяем эквивалентный момент:
    [pic]
где   Mn = 1.3 Mн = 1.3 . 29.67 = 38.57  (кг . м)
                                                [pic]
где   k – поправочный коэффициент (k = 1.5);
        (Q+Q0) – вес груза с грузозахватным приспособлением;
        Dб – диаметр барабана;
        m – число полиспастов;
        i – передаточное отношение;
        ( - кпд привода.
                                         [pic]
Эквивалентная мощность:
                                         [pic]
                                        [pic]
Поскольку Рк = 21.6 кВт < Рн = 22 кВт то двигатель по условию нагрева
проходит.
      13. Проверка выбранного электродвигателя на перегрузочную способность
          и по пусковому моменту.
      Выбранный по каталогу двигатель (МТ51-8) проверяется на перегрузочную
способность на основании неравенства:
                                                 [pic]
где   ( - перегрузочная способность двигателя (выбирается по каталогу), ( =
3;
        Мн – номинальный момент (Мн =29.67 кГ.м )
        Мmax  - максимальный момент двигателя (выбирается по каталогу ),
Мmax = 85 кГ.м.
      Проверка по пусковому моменту осуществляется на основании
неравенства:
                                                   [pic]
где      [pic]- кратность пускового момента (берется из каталога), [pic]
=2.8;
             Мс – момент сопротивления (Мс = 32,45 кГ.м).
      Если выбранный двигатель не проходит по перегрузке или пусковому
моменту, то выбирается двигатель большего габарита, который удовлетворял бы
этим неравенствам:
                                         [pic]     3.29.67 = 58 кГ.м
двигатель проходит на перегрузочную способность
                                             [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.
       Наконец, для большинства производств решающим фактором является
значительно меньшая вероятность аварийной остановки  крана и связанных с
ним агрегатов.
       В схемах управления крановыми двигателями широко применяют  также
разного рода реле  для целей автоматики, защиты и управления.
       Реле – это аппарат, приводимый в действие маломощным импульсом и
приводящий в действие за счёт энергии местного источника  более мощное
устройство. Реле реагирует на изменение режима работы электрической цепи
или механизма (повышение или понижение напряжения, увеличение или
уменьшение тока, изменение частоты вращения и т.п.) и замыкает или
размыкает свои контакты.
       В схемах управления крановыми механизмами работа реле связана с
работой электромагнитных контакторов. Реле, посылая импульсы тока в тяговые
катушки контакторов, включают их, производя тем самым переключения в
силовой цепи и изменяя режим работы электродвигателей.
       При выборе аппаратуры управления необходимо учитывать возможные
повышения температуры окружающей среды по сравнению с расчётной. Для
контактов аппаратов можно рекомендовать увеличить номинальный ток на 20%
при повышении температуры на каждые 100С. Однако для контакторов и
пускателей температура воздуха влияет на работу не только контакторов, но и
катушек электромагнитов. Поэтому можно рекомендовать переход на аппараты
тропического исполнения или снижать продолжительность включения так же на
20% при превышении температуры на каждые 100С.



      18.  Вычерчивание схемы управления электродвигателя и описание ёё
работы (подбор аппаратуры управления по каталогу).



Рис.1.



Рис.2. Механические характеристики электроприводов подъёма с торможением
противовключения.

      На рисунке 1 изображена схема электропривода подъёма с панелью
управления ТСАЗ. схемы всех панелей управления обеспечивают автоматический
разгон, реверсирование, торможение и ступенчатое регулирование скорости на
реостатных характеристиках двигателя. Управление осуществляется от
командоконтроллёра (кулачкового контроллёра малых размеров). В схеме
электропривода обозначены: КН и КВ – контакторы реверсора, КЛ – линейный
контактор, КТ – контактор тормоза, КУ1 – КУ4 – контакторы ускорения, КП –
контактор противовключения. Подача питания в схему осуществляется через
рубильник В1,а в цепь управления – через рубильник В2. Защита воздействует
на реле РН и осуществляется: максимальная (обеспечивает автоматическое
отключение двигателя при его перегрузке или возникновении в его цепи
короткого замыкания) посредством реле РМ, конечная (обеспечивает
автоматическое отключение электропривода при переходе механизмом крана
предельно допустимых положений) – конечными включателями ВКВ и ВКН и
нулевая (обеспечивает контроль машиниста за работой механизмов крана,
исключая возможность самопроизвольных пусков двигателей, отключённых
вследствие срабатывания защитных устройств или перерыва подачи
электроэнергии) – непосредственно реле РН. Для защиты панели управления от
токов, возникающих при коротких замыканиях, и значительных (50% и более)
перегрузок предусмотрены также предохранители П.
      Первое положение подъёма (см.рис.2) служит для выбора слабины троса и
подъёма малых грузов на пониженных скоростях (характеристика 1n). На втором
положении (характеристика 2n) производится подъём тяжёлых грузов с малой
скоростью. Последующие две характеристики 3n  и 4'n  являются пусковыми, на
которых разгон производится под контролем реле времени РУ1 и РБ (см.рис.1),
причём характеристика 4'n является нефиксированной. На положениях спуска
производится регулирование скорости двигателя в режимах: противовклю-
чения на первом и втором положениях (характеристики 1с и 2с), силового
спуска или генера –
торного торможения в зависимости от веса груза на третьем положении
(характеристика 3с), на котором все пусковые ступени резисторов выведены.
Переход на характеристику 3с осуществляется по характеристикам 3'с и 3''с
под контролем реле времени. Во всех схемах панелей для механического
торможения до полной остановки используют механический тормоз ТМ.
      Для спуска груза на характеристиках противовключения 1с и 2с
оператору необходимо нажать ВН (см.рис.1) при установке рукоятки
командоконтроллёра на соответствующую позицию спуска. Управление с помощью
педали является вынужденным в связи в возможностью подъёма груза вместо
спуска на характеристиках противовключения. Электропривод переводится в
режим противовключения не только при опускании грузов, но и при торможении
с положений спуска в нулевое (при нажатии педали на первом и втором
положениях) или с третьего положения спуска в нулевое, первое или второе
положения (при не нажатой педали). При этом за время выдержки реле РБ
времени наряду с механическим торможением обеспечивается и электрическое на
характеристике, соответствующей второму положению спуска. Помимо
указанного, реле РБ контролирует также правильность сборки схемы.



-----------------------
[pic]

[pic]




смотреть на рефераты похожие на "Расчет электрического привода механизма подъема башенного крана "