<< Пред. стр. 7 (из 8) След. >>
Список литературы по разделу
2.6.8 Значения расчетных токов по ступеням:
I = Iр •
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
2.6.9 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.
2.6.10 Рассчитаем отклонение сопротивлений от расчета и данные занесем в таблицу - 4:
R% = 100%,(
Таблица 4
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.
2.7 Расчет естественных и искусственных механических характеристик электродвигателя и механизма подъема мостового крана
Целью расчета является расчет и построение естественной и искусственных механических характеристик электродвигателя и механизма подъёма мостового крана.
Исходными данными являются технические данные выбранного электродвигателя МТН 512-6 пункта 5, и механизма подъёма пункта 3, а также данные обмоток ротора и статора:
r1=0,065 Ом - активное сопротивление обмотки статора;
х1=0,161 Ом - реактивное сопротивление обмотки статора;
r2=0,05 Ом - активное сопротивление обмотки ротора;
х2=0,197 Ом - реактивное сопротивление обмотки ротора;
к =1,21 - коэффициент приведения сопротивления.
2.7.1 Определим номинальное скольжение:
S н=,
где ?0 = ==104,6 рад/с;
? н = ==101,526 рад/с.
sн = =0,03
2.7.2 Номинальный момент:
Мн===541,73 Н·м
2.7.3 Определим коэффициент перегрузочной способности:
? = = = 3
2.7.4 Определим критическое скольжение:
sкр= sн( ?+v(? 2-1))
sкр=0,03(3+v(32-1))=0,17
2.7.5 Определим номинальное активное сопротивление ротора:
r2н===2,28 Ом
где U2 - напряжение ротора, В;
I2 - ток ротора, А.
2.7.6 Активное сопротивление обмотки ротора:
R2вт=R2н•Sн=2,28•0,03=0,068 Ом
2.7.7 Найдём суммарное активное сопротивление роторной цепи для каждой ступени:
R2a =R2вт + R2ВШ
где R2вш - сопротивление реостата в цепи ротора.
R2ВШ1 =0,096 R2a1 = 0,164
R2ВШ2 =0,292 R2a2 =0,36
R2ВШ3 = 0,644 R2a2 =0,712
R2ВШ4 =1,156 R2a4 =1,224
R2ВШ5 =2,6 R2a5 =2,668
R2ВШ6 =3,9 R2a6 =3,968
2.7.8 Для построения механических характеристик зададимся значениями скольжения от 0 до 1 и подставим в выражение:
М = 2 • Ммах. • ,
где а = = = 0,88
2.7.9 Скольжение на искусственных характеристиках при выбранных значениях sе вычисляются по формуле:
sи = sе •
2.7.10 Угловые скорости на искусственных характеристиках вычисляются по формуле:
?и = ?0 • (1- s)
2.7.11 Результаты расчётов М, ?е, sи, ?и при различных значениях s приведены в таблице 5.
2.7.12 Рассчитаем механическую характеристику механизма подъёма мостового крана.
Механические характеристики производственных механизмов рассчитываются по формуле Бланка, Н·м:
Мст. = М0 + (Мст.н - М0) • ,
где Мст0 - момент сопротивления трения в движущихся частях, Н·м;
Мст.н - момент сопротивления при номинальной скорости, Н·м;
- номинальная угловая скорость вращения ротора электродвигателя, рад/с;
- изменяемая угловая скорость вращения ротора электродвигателя, рад/с;
х - показатель степени, который характеризует статический момент при изменении скорости вращения. Для механизмов перемещения и подъёма кранов х = 0. Следовательно:
Мст. = Мст.н. = , (7.12.2)
где Рст = 65,98 кВт - статическая эквивалентная мощ - ность, пересчитанная на стандартную продолжительность включения, кВт;
- номинальная угловая скорость вращения ротора электродвигателя, рад/с;
Мст. = Мст.н. = = 649,8 Н·м.
2.7.13 Построение графика механической характеристики механизма подъёма мостового крана производим на том же графике, где и механическая характеристика выбранного электродвигателя.
2.7.14 По графику видно, что механическая характеристика механизма подъёма имеет форму прямой линии, из этого следует, что статический момент Мст не зависит от скорости вращения.
Таблица 5
Сводная таблица по результатам расчётов естественной и искусственных механических характеристик электродвигателя.
Se
We
Мдв
Sи1
Wи1
Sи2
Wи2
Sи3
Wи3
Sи4
Wи4
Sи5
Wи5
Sи6
Wи6
0
104,6
0
0
104,6
0
104,6
0
104,6
0
104,6
0
104,6
0
104,6
0,01
103,5
215,9
0,024
102,0
0,052
99,06
0,104
93,6
0,18
85,7
0,392
63,5
0,58
43,56
0,02
102,5
420,3
0,048
99,55
0,105
93,52
0,209
82,7
0,36
66,9
0,784
22,5
1,16
-17,47
0,03
101,4
610,14
0,072
97,0
0,158
87,98
0,31
71,7
0,54
48,1
1,177
-18,52
1,75
-78,51
0,1
94,14
1448,4
0,24
79,37
0,52
49,22
1,047
-4,92
1,8
-83,68
3,923
-305,8
5,83
-505,7
0,17
86,8
1630
0,41
61,71
0,9
10,46
1,78
-81,5
3,06
-215,4
6,67
-593,082
9,92
-933,032
0,2
83,68
1611,4
0,48
54,14
1,05
-6,15
2,09
-114,4
3,6
-271,96
7,84
-716,202
11,67
-1116,14
0,3
73,22
1424,6
0,72
28,91
1,58
-61,52
3,14
-223,9
5,4
-460,24
11,7
-1126,6
17,5
-1726,52
0,4
62,76
1217,9
0,96
3,69
2,11
-116,9
4,18
-333,48
7,2
-648,52
15,7
-1537
23,3
-2336,89
0,5
52,3
1046,7
1,2
-21,53
2,64
-172,2
5,23
-443,01
9
-836,8
19,6
-1947,41
29,17
-2947,26
0,6
41,84
911,41
1,44
-46,76
3,17
-227,6
6,28
-552,5
10,8
-1025,08
23,5
-2357,81
35,011
-3557,63
0,7
31,38
804,27
1,68
-71,9
3,7
-283,03
7,32
-662,05
12,6
-1213,3
27,46
-2768,21
40,84
-4168
0,8
20,92
718,28
1,92
-97,21
4,23
-338,4
8,37
-771,5
14,4
-1401,6
31,38
-3178,61
46,68
-4778,37
0,9
10,46
648,14
2,17
-122,4
4,76
-393,7
9,42
-881,1
16,2
-1589,9
35,31
-3589,01
52,51
-5388,75
1
0
590
2,4
-147,6
5,3
-449,16
10,47
-990,6
18
-1778,2
39,23
-3999,41
58,35
-5999,12
Рисунок 4 - Естественные и искусственные механические характеристики электродвигателя и механизма подъема мостового крана.
2.8 Расчет переходного процесса электропривода механизма подъема мостового крана
Целью расчета является построение характеристик зависимости момента и угловой скорости вращения электродвигателя от времени при пуске, а также определение времени переходного процесса.
По реостатным характеристикам (рисунок 4), видно, что электродвигатель можно запустить только по характеристикам 4, 5, 6, поэтому переходной процесс рассчитаем при введенных в цепь ротора сопротивлений rд4, rд5 и rд6.
На рисунке 4 находим установившиеся и начальные значения скоростей на каждой пусковой характеристике.
Характеристика Установившиеся Начальные
скорости рад/с скорости рад/с
4 = 68 =0
5 =88 =54
6 =97 =82
Определяем электромеханическую постоянную времени для каждой ступени, сек.:
Тм = Jприв •
где Jприв = 1,37 кг/м2 - момент инерции электропривода;
?0 = 104,6 рад/с - угловая скорость идеального холостого хода;
? - начальная скорость;
М1 = 1385,5 Нм момент пуска.
Тм = Jприв • = 1,37 •= 0,126 сек;
Тм = Jприв • = 1,37 •= 0,061 сек;
Тм = Jприв • = 1,37 • = 0,028сек.
Для каждого интервала скорости рассчитаем соответствующий интервал времени, сек.:
t = Тм • ln •
где М2 = 779,4 Н ·м - момент переключения;
Мст = 649,5 Н· м - момент статической нагрузки.
t1 = 0,126 • ln • = 0,217 сек;
t2 = 0,061 • ln • = 0,105 сек;
t3 = 0,028 • ln • = 0,048 сек.
Определим время переходного процесса:
t = t1 + t2 + t3 = 0,217 + 0,105 + 0,048 = 0,37 сек.
Зависимость ?=¦(t) для каждой ступени можно рассчитать по уравнению изменения угловой скорости во времени:
? = ?уст. • (1 - е-t/Tм)+?нач•e-t/Tм,
где ?уст. - установившаяся угловая скорость, рад/с.
Зависимость М=¦(t) для каждой ступени можно рассчитать по уравнению изменения момента во времени:
М = Муст. • (1 - е-t/Tм) + М1 • е-t/Tм
Результаты расчета занесем в таблицы.
Таблица 6
Расчетные данные необходимые для построения графиков зависимостей ?=¦(t) и М=¦(t).
Вели -
Характеристики при введённых
чины
добавочных сопротивлениях
rд4
t, сек.
0
0,07
0,14
0,217
w, рад/с
0
29
45
56
М, Нм
1385,5
1073
893
782
Таблица 7
Расчетные данные необходимые для построения графиков зависимостей ?=¦(t) и М=¦(t).
Вели -
Характеристики при введённых
чины
добавочных сопротивлениях
rд5
t, сек.
0
0,035
0,07
0,105
tнач, сек.
0,217
0,252
0,287
0,322
w, рад/с
55
69
77
82
М, Нм
1385,5
1065
885
782
Таблица 8
Расчетные данные необходимые для построения графиков зависимостей ?=¦(t) и М=¦(t).
Вели -
Характеристики при введённых
чины
добавочных сопротивлениях
rд6
t, сек.
0
0,016
0,032
0,048
tнач, сек.
0,322
0,338
0,354
0,37
w, рад/с
82
88
92
94
М, Нм
1385,5
1067
886
782
2.9. Выбор аппаратуры управления и защиты электропривода механизма подъема мостового крана
Целью расчета является выбор магнитного контроллера, контакторов, магнитных пускателей, реле защиты от токов перегрузки, конечных выключателей электропривода, и защитной панели.
2.9.1 Выбор магнитного контроллера.
Магнитные контроллеры представляют собой сложные комплектные коммутационные устройства для управления крановыми электроприводами. В магнитных контроллерах коммутация главных цепей осуществляется с помощью контакторов с электромагнитным приводом.
Выбор магнитных контроллеров для крановых механизмов определяется режимом работы механизма и зависит от параметров износостойкости контакторов. Магнитные контроллеры должны быть рассчитаны на коммутацию наибольших допустимых значений тока включения, а номинальный ток их Iн должен быть равен или больше расчетного тока двигателя при заданных условиях эксплуатации и заданных режимах работы механизма:
Iн? Iр·к
где к = 0,8 - коэффициент, учитывающий режим работы механизма.
Выберем магнитный контроллер серии ТСАЗ160, так как он удовлетворяет условию выбора:
Iн = 160 А 68,8 А = 86·0,8 = Iр ·к
Таблица 9
Технические данные магнитного контроллера ТСАЗ160.
Тип контроллера
Режим работы механизма
Назначение
Номинальный ток, А
Наибольший допустимый ток включения, А
Количество управляемых двигателей
1
2
3
4
5
6
ТСАЗ160
С для кранов металлурги - ческого производства
Механизм подъема со встроенной защитой
160
700
1
2.9.2 Выбор контакторов.
Контакторы используются в системах управления крановыми электроприводами для осуществления коммутации тока в главных цепях при дистанционном управлении.
Контакторы серий КТ и КТП предназначены для коммутации главных цепей электроприводов переменного тока с номинальным напряжением 380 В.
Контакторы серии КТП выполняются с втягивающими катушками постоянного тока на номинальное напряжение: 24, 48, 110 и 220 В. Серии контакторов КТП применяемые в крановых ЭП, охватывают четыре величины на номинальные токи: 100, 160, 250 и 400 А.
Выбор контактора произведем по пусковому току двигателя Iп, который должен быть меньше или равен номинальному току включения выбираемого контактора Iн.в.
Iп ? Iн.в
Выберем контактор серии КТП6024, так как он удовлетворяет условию выбора:
Iп = 86 А 120 А = Iн.в
Таблица 10
Технические данные контактора серии КТП6014.
Тип контактора
Номинальный ток, А
Число включений в час
Износостойкость, 106 циклов В-О
Число главных контактов
Мощность катушки, Вт
Механическая
Электрическая
Для категорий ДС-3
Для категорий ДС-4
1
2
3
4
5
6
7
8
КТП6024
120
600
5
0,5
0,03
4
50
2.9.3 Выбор защитной панели.
Защитная панель крана является комплектным устройством, в котором расположен общий рубильник питания крана, линейный контактор для обеспечения нулевой защиты и размыкания цепи при срабатывании нулевой защиты, предохранители цепи управления, комплект максимальных реле, а также кнопка и пакетный выключатель, используемый в цепях управления.
Основным назначением защитной панели является обеспечение максимальной и нулевой защиты электроприводов управляемых при помощи кулачковых контроллеров или магнитных контроллеров.
Конструктивно защитная панель представляет собой металлический шкаф с установленными в нем на задней стенке аппаратами и существующим монтажом. В защитной панели установлены только основные и вспомогательные контакты максимальных реле с приводными скобами.
Укомплектуем данный кран защитной панелью типа ПЗКБ 160.
Таблица 11
Технические данные защитной панели типа ПЗКБ 160.
Тип
Каталожный номер
Напряжение, В
Номинальный ток продолжительного режима, А
Суммарный номинальный ток двигателей, А
Число максимальных реле РЭО 401
Назначение
Максимальный коммутационный ток, А
1
2
3
4
5
6
7
8
ПЗКБ 160
3ТД.660.046.3
380
160
260
8
Магнитные и кулачковые контроллеры
1600
2.9.4 Выбор реле защиты от перегрузок.
Обеспечение максимальной и нулевой защиты крановых электроприводов управляемых при помощи магнитных контроллеров возлагается на защитные панели.
Для защиты цепей кранового электрооборудования от перегрузок применяется электромагнитное реле мгновенного действия типа РЭО401, которые могут использоваться как в цепях переменного тока, так и постоянного тока. Эти реле входят в комплект защитных панелей. Чтобы защитить двигатель от перегрузки, достаточно иметь электромагнитное реле РЭО401 в одной фазе каждого двигателя. В остальные фазы реле ставится только для защиты проводов.
Реле для отдельных электродвигателей выбирается согласно их мощности и напряжению, и настраиваются на ток срабатывания, равный 2,5-кратному расчетному току номинальной нагрузки для ПВ=40%:
2,5·I1 ? Iреле
Выберем реле серии РЭО401, так как оно удовлетворяет условию выбора:
2,5·I1 = 2,5·99 = 247,5 А 375 А = Iреле
Таблица 12
Технические данные реле РЭО 401.
Каталожный номер
Ток катушки, А
Пределы регулирования, А
Выводы катушки
Реле РЭО 401
Электромагнит РЭО 401
При ПВ=40%
При ПВ=100%
1
2
3
4
5
6
2ТД.304.096-4
6ТД.237.004-2
375
250
325-1000
М12
2.9.5 Выбор конечных выключателей.
Защита от перехода механизмом предельных положений осуществляется конечными и путевыми выключателями. Эта защита обязательна к применению для всех механизмов крана.
Контакты конечных выключателей включены в цепь катушки линейного контактора защитной панели и в цепь нулевой защиты магнитных контроллеров.
Для механизма подъема выберем конечный выключатель типа КУ703.
<< Пред. стр. 7 (из 8) След. >>
Список литературы по разделу