Проектування автоматизованого електропривода візка мостового крану (стр. 2 из 8)

Час пауз за один цикл складає

2t_п = t_ц - t_{в -} t₀=120-19.16-17.895=82.945 с /12/

Розрахункова відносна тривалість включення двигуна

. /13/

Навантажувальна діаграма без врахування динамічних моментів і тахограма наведені на рис. 3.

Рис. 3.

Для попереднього вибору потужності двигуна необхідно змінний в часі момент М_М (t) або відповідну змінну в часі потужність

замінити еквівалентною за нагріванням сталою потужністю, яку визначають за формулою

/14/

Для електроприводів, які працюють в повторно-короткочасному режимі, вибирають двигуни, які призначені для цих режимів. Промисловість випускає електричні двигуни на стандартні тривалості включення:

; 0,25; 0,4 і 0,6. Якщо розрахункова не відповідає стандартній, то необхідно перерахувати за формулою

. /15/

Оскільки технічним завданням передбачено регулювання швидкості в широкому діапазоні, то необхідно вибрати двигун постійного струму з незалежним збудженням.

Для наших умов вибираємо двигун постійного струму незалежного збудження з регулюванням напруги живлення за допомогою статичних перетворювачів змінного струму у постійний. Такі двигуни виготовляються на тривалий режим роботи (

). Тому у формулу /15/ при визначенні потрібно підставити . За цих умов розрахункова потужність двигуна

. /16/

За каталогом вибирають двигун, номінальна потужність якого

.

Паспортні дані двигуна заносять в табл. 1.

Обраний двигун 2ПБ112МУХЛ4 закритого виконання з природним охолодженням [7, c.321]

Таблиця 1

, кВт	, В	, А	, об/хв	, Ом	, Ом	, мГн	,	, %	,
1,1	220	6,67	2200	1,29	1,12	16	0,015	75	1,467

За даними табл.1 визначаємо:

номінальну кутову швидкість

; /17/

номінальний момент

; /18/

опір якорного кола двигуна

, /19/

де

падіння напруги на щітках,

і коефіцієнт передачі двигуна

. /20/

Передаточне число редуктора

.

Вибраний двигун потрібно провірити на перевантажувальну здатність, яку визначає умова

, /21/

де

максимальне значення моменту статичного навантаження; допустимий момент перевантаження двигуна. Для двигунів постійного струму незалежного збудження .

Вибраний двигун має достатню перевантажувальну здатність для подолання моменту статичного навантаження.

3. Побудова навантажувальної діаграми двигуна та перевірка його на нагрівання

Оскільки вибір потужності двигунів виробничих механізмів з тривалим і незмінним в часі навантаженням базується на умові, що розрахункова потужності

на номінальній швидкості обертання, то нагрівання двигуна ніколи не перевищить розрахункового, і перевірку його на нагрівання не виконують. Але для електроприводів, які працюють у тривалому зі змінним в часі навантаженням або у повторно-короткочасному режимі, необхідно робити перевірку на нагрівання двигуна, бо при його попередньому виборі не враховувались фактичні втрати енергії на нагрівання в перехідних процесах.

Перевірку електропривода на нагрівання виконують на підставі навантажувальної діаграми двигуна

. Діаграму можна побудувати, якщо відомі навантажувальна діаграма виконавчого механізму і тахограма . Її розраховують, просумувавши статичні і динамічні моменти, тобто

, /22/

де

діаграма динамічних моментів.

Величину динамічного моменту визначають із рівняння руху електропривода:

, /23/

де

зведений до вала двигуна момент інерції електропривода, . Рівняння /23/ справедливе для умови . Знак плюс в ньому відноситься до гальмівного режиму.

Для розв’язку рівняння /23/ необхідно знати зведений до вала двигуна момент інерції. Зведення моментів інерції і мас всіх рухомих частин електропривода базується на тому, що запаси кінетичної енергії зведеної системи і дійсної повинні бути рівними.

Якщо електропривод складається з частин, що обертаються зі швидкостями

і мають моменти інерції відповідно , і частини масою , що рухається поступально зі швидкістю , то зведений момент інерції

/24/

де

момент інерції ротора (якоря) двигуна і других елементів (шківа, муфти тощо), які встановлені на валу двигуна; кутова швидкість двигуна.

Оскільки

є передаточним числом, то рівняння /24/ можна представити у вигляді

/25/

Побудувавши діаграму

і просумувавши її з діаграмою , одержують навантажувальну діаграму двигуна , на підставі якої перевіряють двигун на нагрівання. Необхідність такої перевірки обумовлена тим, що завищена проти необхідної потужності двигуна призводить до лишніх капітальних витрат, зменшення ККД і коефіцієнта потужності електропривода.

Безпосередньо вирахувати температуру обмоток на підставі навантажувальної діаграми

можна, але це дуже трудомістка і складна справа. Тому частіше всього для оцінки нагрівання двигуна використовують непрямі методи, зокрема, метод еквівалентних величин і метод середніх втрат.