Проект электрооборудования мостового крана на 15 тонн (стр. 4 из 7)
- при спуске грузозахватного устройства
Sу.со = H – Sр.со. – Sт.со. , (2.50)
Sу.со =10 – 0,0324 -0,029 = 9,938 м (2.50)
Время работы с установившейся скоростью и время паузы:
- при подъёме груза
(2.51) 
(2.51)- при спуске груза
(2.52) 
(2.52)- при подъёме грузозахватного устройства
(2.53) 
(2.53)- при спуске грузозахватного устройства
(2.54) 
(2.54)Время паузы:
(2.55)где tп – время цикла, с;
- суммарное время работы, с; 
= tр.пг+ tу.пг+ tт.пг+ tр.сг+ tу.сг+ tт.сг+ tр.по+ tу.по+ tт.по+ tр.со+ tу.со+ tт.со (2.56) 
= 0,9+ 55+ 0,22+ 0,61+ 54,8+ 0,81+ 0,26+ 55,25+ 0,34+ 0,36+ 55,21+ 0,33=224,09 с (2.56) 
(2.55)Строим скоростную и нагрузочную диаграмму электропривода (рисунок 1)
Проверяем предварительно выбранного двигателя по условию нагрева и перегрузочной способности.
Фактическая продолжительность включения
(2.57) 
Расчётный эквивалентный момент:
(2.58) 
(2.58)Эквивалентный момент, соответствующий продолжительности включения выбранного электродвигателя.
(2.59)Если эквивалентный момент равен или несколько меньше номинального, то выбранный электродвигатель проходит по нагреву, т.е.
Мэ ≤ Мн (2.60)
280,1 ≤ 414,4 (2.60)
Как видно из уравнения выбранный электродвигатель проходит по нагреву.
Проверку на перегрузочную способность производим по условию:
1,3∙Ммакс.нагр ≤ (0,8÷0,85)∙Ммакс.дв (2.61)
где Ммакс.нагр – максимальный момент из нагрузочной диаграммы;
Ммакс.дв – максимальный момент электродвигателя;
В данном случае:
1,3∙666,4 ≤ 0,825∙1370 (2.61)
866,32 ≤ 1130,25 (2.61)
Как видно из условия выбранный электродвигатель проходит по перегрузочной способности.
2.3 Разработка принципиальной схемы электропривода и описание
её работы
Схема с магнитным контроллером и динамическим торможением, контроллер типа ТСД.
При подъёме груза регулирование скорости электродвигателя производится изменением сопротивления резисторов в цепи обмотки ротора с помощью контакторов ускорения К6 – К9. При спуске груза регулирование производится с помощью тех же резисторов но в режиме динамического торможения. При подъёме и спуске предусматривается автоматический разгон под контролем реле времени (ускорения) КТ2, КТ3 и КТ4. Контроль разгона при подъёме осуществляется реле КТ2 и КТ3, начиная с 3 положения. Реле КТ4 при этом не работает так как в цепь его катушки включены замыкающие контакты К2.
Режим динамического торможения осуществляется на всех положениях спуска, кроме последнего, на котором электродвигатель питается от сети с невыключеными ступенями резисторов роторной цепи. На первом положении спуска все ступени резисторов, кроме невыключаемого, выведены из цепи ротора включенными контакторами ускорения К7, К8, К9.
На положениях спуска 2 и 3 для увеличения скорости в цепь ротора вводятся ступени резисторов (отключаются контакторы К8 и К9 – на втором положении и К7 – на третьем положении). При переходе с третьего на четвёртое положение спуска включается контактор К6 и под контролем реле ускорения КТ2 – КТ4 – контакторы К7 – К9.
Реверс в схеме выполняется контакторами К1 и К2,динамическое торможение – контактором К3, электрически сблокированым с контакторами К1, К2, К5 и механически с К5. Подпитка электродвигателя в режиме динамического торможения при положениях спуска груза осуществляется от сети через контактор К3 (включенного параллельно К5), две фазы электродвигателя, контакт контактора К3 (цепи включения выпрямителя UZ), катушка реле контроля KV1, диод VD12, резистор R1.
В схеме предусмотрено и торможение с помощью механического тормоза с тормозным электромагнитом YB.
Для повышения надёжности в цепи катушки YB предусмотрен двойной разрыв, осуществляемый контактами контактора К4 и реле KV2. На панели управления предусмотрена защита: нулевая (минимального напряжения) – реле KV2, максимального тока – реле KA, конечная – выключатели SQ1 и SQ2, от пробоя вентилей – реле KV3.
2.4 Расчет и выбор отдельных элементов схемы
Включение резисторов в цепи электродвигателей производится с целью регулирования их скорости, а также для ограничения тока и момента при пуске, реверсе и торможении.
Расчёт пусковых сопротивлений для асинхронного двигателя типа
МТН512-8, Рн= 31кВт , Uн = 380В, nн = 715 об/мин,
Ер.н= 304В, Iр.н= 63 А, λ = 3,3
Расчет пусковых сопротивлений производится графическим, аналитическим и графоаналитическим методами расчета.
При условии, если М1 < 0,75Мкр, то механическую характеристику принимают прямолинейной и расчет ведется как для двигателя постоянного тока независимого возбуждения.
Если М1 > Мкр, то характеристики не могут быть приняты прямолинейными и расчет ведется уточненным графоаналитическим методом.
Критический момент двигателя
Мкр = λ∙ Мн (2.62)
Мкр = 3,3∙ 414,4 = 1367,52 Нм (2.62)
Сравниваемый момент М1
М1 = 2∙Мн (2.63)
М1 = 2∙414,4 = 828,8 Нм (2.63)
Проверяем
М1 = 828,8 Нм < Мкр = 1367,52 Нм,
Исходя из неравенства, приведенного выше, принимаем механическую характеристику линейной, и расчет ведем аналитическим методом.
Номинальная скорость вращения рассчитана в пункте 2.1 расчетной части проекта и составила ωн = 74,8 рад/с.
Скорость вращения поля
(2.64)где f – частота сети, f = 50 Гц;
р – число пар полюсов, р = 3;
(2.64)Номинальное скольжение
(2.65) 
(2.65)Задаемся значениями моментов
Мmax(М1) = (1,8÷2,8)∙Мн (2.66)
Мmax(М1) = 2*414,4 = 828,8 Нм (2.66)
Мmin(М2) = (1,1÷1,3)∙Мн (2.67)
Мmin(М2) = 1,2*414,4 = 497,28 Нм (2.67)
Определяем кратность моментов
(2.68) 
(2.68)Определяем сопротивление ступеней
, (2.69)где Е2н – напряжение между кольцами ротора, В
I1 =2∙ Iрн = 2∙63 = 126 А (2.70)
(2.69)
(2.71) 
(2.71) 
(2.72) 
(2.72) 
(2.73) 
(2.73)Определяем сопротивление секций
RВШ1 = R1 – R2 , (2.74)
RВШ1 = 15,5 – 9,33 = 6,17 Ом (2.74)
RВШ2 = R2 – R3 , (2.75)
RВШ2 = 9,33 – 5,62 = 3,71Ом (2.75)
RВШ3 = R3 – R2ВТ , (2.76)
RВШ3 = 5,62 – 3,38 = 2,24Ом (2.76)
Производим проверку
RВШ1 + RВШ2 + RВШ3 + R2ВТ = R1 (2.77)
6,17+3,71+2,24+3,38=15,5 Ом (2.77)
Вывод: равенство удовлетворяет условию, следовательно, сопротивления рассчитаны верно.
2.5 Расчет и выбор питающих кабелей
Исходные данные для расчета приведены в таблице 2.2
Таблица 2.2 – Исходные данные для расчета питающего кабеля в
условиях кузнечнопрессового цеха завода «Азовмаш»
| Тип двигателя | Номинальный ток Iн , А | Номинальное напряжение Uн, В | Мощность двигателя Р, кВт | cos φ | Длина питающего кабел l, м |
| МТН512-8 | 79 | 380 | 31 | 0,69 | 30 |
Выбор сечения производим по условию нагрева длительным расчётным током по формуле:
Iдл.доп ≥ Iн , (2.78)