Расчет мощности и выбор электродвигателей

Расчёт мощности и выбор электродвигателя главного подъема

 

Статическая мощность на валу двигателя в установившемся режиме при подъёме

 

 

 

 

                                       (1)

где µ - КПД механизма, приближенно можно принять при подъёме груза µ = 0,8, при подъёме пустого крюка µ = 0,3; G_o, G – сила тяжести грузозахватного устройства и груза соответственно, Н; V – скорость подъёма, м/с.

 

 - статическая мощность на валу двигателя в установившемся режиме при подъёме с грузом

 

 - статическая мощность на валу двигателя в установившемся режиме при подъёме без груза

 

Статическая мощность, кВт, при опускании грузозахватного устройства:

 

                                       (2)

 

где µ ≤ 0,5, принимается µ = 0,3

 

- статическая мощность при опускании грузозахватного устройства

 

Статическая мощность, кВт, при опускании груза:

 

                                          (3)

где µ ≥ 0,5, пинимается µ = 0,8

Скорость спуска принимается равной скорости подъёма.

Выбор мощности двигателя производится исходя из нагрузочной диаграммы механизма за цикл работы. Рачётный цикл состоит из четырёх операций: подъём груза P_cn1, спуск груза P_cc1, подъём грузозахватного устройства P_cn2, спуск грузозахватного усторойства P_cc2.

Время работы на каждой операции:

 

 

 

                                       (4)

 

где Н – высота подъёма, м;

 

 с – время на 1 операцию

 

Суммарное время работы механизма за цикл

 

                                                                                           (5)

 

 

Рисунок 8 - Нагрузочная диаграмма привода главного подъёма мостового крана, кВт

 

По нагрузочной диаграмме определяется эквивалентная статическая мощность, кВт, приведённая к ближайшей стандартной продолжительности включения ПВ_ном.

 

где ПВ – фактическая продолжительность включения

 

 - эквивалентная статическая мощность

 

По справочнику выбирается асинхронный двигатель с фазным ротором по условию:

 

P_дв ≥ К_з *                                                                                       (7)

 

где К_з = (1,1 – 1,4) – коэффициент запаса, учитывающий дополнительную нагрузку двигателя в периоды пуска и торможения. К_з = 1,1

 

P_дв ≥ 1,1 * 13,46

P_дв ≥ 14,81

 

На основании полученных данных выбирается двигатель MTF 411 – 8

 

Характеристики двигателя MTF 411 – 8

 

Двигатель: МТF 411-8

Мощность, КВт: 15

Номинальная частота вращения, об/мин: 750

КПД, %: 85

Cos φ: 0,76

Номинальный ток статора при 380, А: 35

Номинальный ток ротора, А: 58,5

Напряжение ротора, В: 178

М_макс/М_мин: 2,8

Номинальный крутящий момент: 200

 

Расчёт мощности и выбор электродвигателя тележки

 

Статическая мощность, кВт, на валу двигателя в установившемся режиме

 

 

где К₁ – коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления движению из-за трения реборд ходовых колес о рельсы, К₁ = 1,8 – 2,5; G_o, G, G_м,т – сила тяжести грузозахватного устройства, груза и моста (или тележки), соответственно, Н; μ – коэффициент трения в опорах ходовых колес, принимается равным (0,015 – 0,02) при подшипниках качения и (0,08 – 0,15) при подшипниках скольжения; r – радиус шейки оси ходового колеса, м, принимается равным r = 0,25R_хк; f – коэффициент трения качения ходовых колес по рельсам, принимается равным (0,0005 – 0,0012); Vм,т – скорость передвижения моста (тележки), м/с; R_хк – радиус ходового колеса, м; h - КПД механизма, приближенно можно принять h = 0,75 – 0,8; n – количество двигателей, обычно для тележки используется один, для моста – два двигателя.

 

 

 

Выбор мощности двигателя производится исходя из нагрузочной диаграммы механизма за цикл работы. Расчетный цикл состоит из двух операций: перемещение груза Р_с1, перемещение пустого крана (тележки) Р_с2.

        

 

Время работы, с, на каждой операции

 

 

где L – длина перемещения, м;

 

Суммарное время работы механизма за цикл

 

t_pc=2 t_p                                                                                                        (11)

 

t_pc=2*34.6=69.2

 

Эквивалентная статическая мощность, кВт, приведенная к ближайшей стандартной продолжительности включения ПВ_ном

 

 

где ПВ – фактическая продолжительность включения.

 

 

Выбирается асинхронный двигатель с фазным ротором по условию

 

 

где К_з = (1,1 – 1,4) – коэффициент запаса, учитывающий дополнительную загрузку двигателя в периоды пуска и торможения

 

P_дв  ≥ 1,4 * 1,36

P_дв  ≥ 1,9 кВт

 

По расчетной мощности выбирается двигатель из серии МТ Для выбранного двигателя из справочника [5, c. 119] выписываются паспортные данные.

Тип двигателя: МТF111-6.

P_н = 3,5 кВт - номинальная мощность.

n_н = 895 об/мин – номинальная частота вращения

η_н = 70 % - номинальный КПД

cosφ_н = 0,73 – номинальный коэффициент мощности

I_сн = 10,4 А – номинальный ток статора

I_рн = 15 А – номинальный ток ротора

R_с = 2,1 Ом – активное сопротивление фазы статора

R_р = 0,6 Ом – активное сопротивление фазы ротора

X_c = 2,45 Ом – реактивное сопротивление фазы статора

X_р = 0,76 Ом – реактивное сопротивление фазы ротора

К  = 3,92 – коэффициент приведения сопротивления

М_мах = 85 Н·м – максимальный момент двигателя

 

 

Приводы моста

Статическая мощность, кВт, на валу двигателя в установившемся режиме

где К₁ – коэффициент, учитывающий увеличение сопротивления движению из-за трения реборд ходовых колес о рельсы, К₁ = 1,8 – 2,5; G_o, G, G_м,т – сила тяжести грузозахватного устройства, груза и моста (или тележки), соответственно, Н; μ – коэффициент трения в опорах ходовых колес, принимается равным (0,015 – 0,02) при подшипниках качения и (0,08 – 0,15) при подшипниках скольжения; r – радиус шейки оси ходового колеса, м, принимается равным r = 0,25R_хк; f – коэффициент трения качения ходовых колес по рельсам, принимается равным (0,0005 – 0,0012); Vм,т – скорость передвижения моста (тележки), м/с; R_хк – радиус ходового колеса, м; h - КПД механизма, приближенно можно принять h = 0,75 – 0,8; n – количество двигателей, обычно для тележки используется один, для моста – два двигателя.

 

 

 

Эквивалентная статическая мощность, кВт, приведенная к ближайшей стандартной продолжительности включения ПВ_ном

 

где ПВ – фактическая продолжительность включения.

 

 

Выбирается асинхронный двигатель с фазным ротором по условию

 

 

где К_з = (1,1 – 1,4) – коэффициент запаса, учитывающий дополнительную загрузку двигателя в периоды пуска и торможения

 

 

По расчетной мощности выбирается двигатель из серии МТ Для выбранного двигателя из справочника [5, c. 119] выписываются паспортные данные.

 

Тип двигателя: МТF311-8.

P_н = 7. 5 кВт - номинальная мощность.

n_н = 695 об/мин – номинальная частота вращения

η_н = 73 % - номинальный КПД

cosφ_н = 0,68 – номинальный коэффициент мощности

I_сн = 22,8 А – номинальный ток статора

I_рн = 21 А – номинальный ток ротора

R_с = 0,8 Ом – активное сопротивление фазы статора

R_р = 0,455 Ом – активное сопротивление фазы ротора

X_c = 1,08 Ом – реактивное сопротивление фазы статора

X_р = 0,775 Ом – реактивное сопротивление фазы ротора

К  =1,99 – коэффициент приведения сопротивления

М_мах = 265 Н·м – максимальный момент двигателя