Электроснабжение и электрооборудование электромеханического цеха металлургического завода (стр. 3 из 7)
Необходимая установочная мощность электродвигателя:
Втгде η - КПД вентилятора.
IV. Расчет грузоподъемного механизма.
Электрические подъёмные краны - это устройства служащие для вертикального и горизонтального перемещения грузов. Подвижная металлическая конструкция с расположенной на ней подъемной лебёдкой являются основными элементами подъёмного крана. Механизм подъемной лебёдки приводится в действие электрическим двигателем.
Подъемный кран представляет собой грузоподъемную машину циклического действия, предназначенную для подъема и перемещения груза, удерживаемого грузозахватным устройством (крюк, грейфер). Он является наиболее распространенной грузоподъемной машиной, имеющей весьма разнообразное конструктивное исполнение и назначение.
Мостовой кран (рис. 4.1) представляет собой мост, перемещающейся по крановым путям на ходовых колесах, которые установлены на концевых балках. Пути укладываются на подкрановые балки, опирающиеся на выступы верхней части колонны цеха. Механизм передвижения крана установлен на мосту крана. Управление всеми механизмами происходит из кабины прикрепленной к мосту крана. Питание электродвигателей осуществляется по цеховым троллеям. Для подвода электроэнергии применяют токосъемы скользящего типа, прикрепленные к металлоконструкции крана. В современных конструкциях мостовых кранов токопровод осуществляется с помощью гибкого кабеля. Привод ходовых колес осуществляется от электродвигателя через редуктор и трансмиссионный вал.
Рисунок 4.1 – Общий вид мостового крана.
Любой современный грузоподъемный кран в соответствии с требованиями безопасности, может иметь для каждого рабочего движения в трех плоскостях, следующие самостоятельные механизмы: механизм подъема - опускания груза, механизм передвижения крана в горизонтальной плоскости и механизмы обслуживания зоны работы крана (передвижения тележки).
Типичная кинематическая схема механизма подъема крана приведена на рисунке 4.2
Рисунок 4.2 - Кинематическая схема механизма подъема главного крюка: 1 - двигатель; 2 - муфта; 3 - тормоз; 4 - редук -тор; 5 - барабан; 6 - полиспаст; 7 - неподвижный блок полис - пасты.
К основным параметрам механизма подъёма относятся: грузоподъемность, скорость подъема крюка, режим работы, высота подъема грузозахватного устройства.
Номинальная грузоподъемность - масса номинального груза на крюке или захватном устройстве, поднимаемого грузоподъемной машиной.
Скорость подъема крюка выбирают в зависимости от требований технологического процесса, в котором участвует данная грузоподъемная машина, характера работы, типа машины и ее производительности.
Режим работы грузоподъемных машин цикличен. Цикл состоит из перемещения груза по заданной траектории и возврата в исходное положение для нового цикла.
Для данного мостового крана рекомендуемые режимные группы:
5К - группа режима работы крана;
4М - группа режима работы механизма подъема.
На крановых установках допускается применять рабочее напряжение до 500 В, поэтому крановые механизмы снабжают электрооборудованием на напряжения 220, 380, 500 В переменного тока и 220, 440 В постоянного тока. В схеме управления предусматривают максимальную защиту, отключающую двигатель при перегрузке и коротком замыкании. Нулевая защита исключает самозапуск двигателей при подаче напряжения после перерыва в электроснабжении. Для безопасного обслуживания электрооборудования, находящегося на ферме моста, устанавливают, блокировочные контакты на люке и двери кабины. При открывании люка или двери напряжение с электрооборудования снимается.
Правилами Госгортехнадзора предусматривается четыре режима работы механизмов: лёгкий - Л, средний - С, тяжёлый - Т, весьма тяжёлый - ВТ.
Определяем режим работы крана: Проектируемый мостовой кран работает в среднем режиме с ПВ40.
Исходными данными проектирования являются физические и геометрические параметры механизма подъема мостового крана, а также размеры помещения цеха, в котором расположен кран. Исходные данные представлены в таблице 6 в п.6.
V. Разработка схемы управления мостового крана.
Целью данного расчета является выбор магнитного контроллера переменного тока, в соответствии с его выбором определяются сопротивления и токи ступеней для электропривода механизма передвижения тележки мостового крана.
Исходными данными являются технические характеристики выбранного электродвигателя в пункте 5.
Базисный момент, Нм:
М100% = 9550 ∙
М100% = 9550 ∙
=649,5 Нм.Определяем расчетный ток резистора, А:
I100% =
где Iн - номинальный ток ротора, А;
Рн - номинальная мощность электродвигателя, кВт;
nн - номинальная частота вращения, об/мин.
I100%=
= 103,15 А.6.3 Определяем номинальное сопротивление резистора, в Ом:
Rн =
(6.3) 
где Ерн - напряжение между кольцами ротора, В.
Rн =
= 1,9 Ом.Согласно Ю.В. Алексееву и А.П. Богословскому для магнитного контроллера ТСАЗ160 с защитой на переменном токе находим разбивку ступеней сопротивлений и определяем сопротивление каждого резистора (в одной фазе):
R = Rном. ∙
Обозначение ступени Rступ,% R ,Ом
Р1 - Р4 5 0,095
Р4 - Р7 10 0,19
Р71 - Р10 20 0,38
Р10 - Р13 27 0,513
Р13 - Р16 76 1,444
Р16 - Р19 72 1,368
Общее 210 3,99
Находим расчетную мощность резистора (в трех фа -зах), кВт:
Рр =
Определяем параметры для условий режима С:
Частота включений фактическая 120 в час, приведенная
z = 120 ∙
= 120 ∙ 
= 133,6; (6.6) 
k = 1,25 - коэффициент нагрузки;
а = 1,2 - коэффициент использования;
hэкв.б = 0,76 - базисный КПД электропривода;
hэкв = 0,73 - КПД электропривода для z = 136,2, согласно
рис. 8 - 11.;hдв = 0,85 - КПД электродвигателя;
e0 = 0,4 - относительная продолжительность включения.
Рр =
=16,2 кВт.На одну фазу приходится:
= 5,4 кВт.Определяем расчетный ток резистора, А. Токовые нагрузки I100% по ступеням берём из
,таблица 7 - 9:Iр =
(6.7) Iр= 
= 60,61 А.Значения расчетных токов по ступеням:
I = Iр ∙
(6.8) Обозначение ступени Iступ, % I , А
Р1 - Р4 83 50,3
Р4 - Р7 59 35,75
Р71 - Р10 59 35,75
Р10 - Р13 50 30,3
Р13 - Р16 42 25,45
Р16 - Р19 30 18,18
В соответствии с таблицей нормализованных ящиков резисторов НФ 1А выбираем для ступеней Р1 - Р4, Р4 - Р7, Р7 - Р10 ящик 2ТД.754.054-06, имеющий длительный ток 102 А и сопротивление 0,48 Ом. Для ступеней Р10 - Р13, Р13 - Р16 выбираем ящик 2ТД.754.054-08, имеющий длительный ток 64 А и сопротивление 1,28 Ом. Для ступеней Р16 - Р19, выбираем ящик 2ТД.754.054-11, имеющий длительный ток 41 А и сопротивление 3,1 Ом. Рассчитаем отклонение сопротивлений от расчета и данные занесем в таблицу
R% =
100%Таблица Отклонения сопротивлений от расчета.
| Ступени | Rрасч ,Ом | Rфакт ,Ом | R% ,.% |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Р1-Р4 | 0,095 | 0,096 | -1 |
| Р4-Р10 | 0,19 | 0,196 | -3,157 |
| Р71-Р10 | 0,38 | 0,352 | 7,3 |
| Р10-Р13 | 0,513 | 0,512 | 0,2 |
| Р13-Р16 | 1,444 | 1,444 | 0 |
| Р16-Р19 | 1,368 | 1,387 | -1,38 |
| Итого | 4,3 | ||
Учитывая что, длительные токи выбранных ящиков сопротивлений соответствуют расчетным значениям токов ступеней и отклонение сопротивлений отдельных ступеней от расчетных значений не превышает ±15% , а отклонение общего сопротивления резистора не превышает ±5% его расчетного значения, резистор выбран правильно.
Проверки по кратковременному режиму не производим, так как расчетный ток Iр=60,61 А близок к длительному току пусковых ступеней.
VI. Характеристика мостового крана.
Таблица 6 - Исходные данные крана.