Реферат: Электропривод передвижения тележки мостового крана по системе ПЧ-АД

Белорусский
национальный технический университет

Кафедра “Электропривод и автоматизация промышленных установок и технологических комплексов”


Группа 107630Т


Факультет ИТР
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ


по дисциплине “Теория электропривода”

на тему “Электропривод передвижения тележки

мостового крана по системе ПЧ-АД”


Исполнитель: Петрусевич А.Ю.
Руководитель: Фираго Б.И.


Минск-2002

Содержание

1 Описание работы механизма …..……….…………………………………...3

2 Расчет статической мощности и времени выполнения

технологических операций за цикл ……… ……………………………………4

3 Построение скоростной и нагрузочной диаграмм механизма и

предварительный выбор мощности ЭД .............……… ……………….……..7

4 Выбор типа ЭД и расчёт оптимального передаточного числа

редуктора………….………………………………………………………………8

5 Расчёт и построение упрощённой скоростной и нагрузочной

диаграмм ЭП за цикл работы ……………………………………………....9

6 Предварительная проверка ЭД по нагреву и перегрузочной

способности…………………..………………………………………………..12

7 Расчёт и построение естественной механической и

электромеханической характеристик ЭД……………. …………………….13

8 Расчет искусственных механических характеристик,

обеспечивающих выполнение технологических операций…………………

9 Выбор преобразователя ………

10 Расчет переходных процессов за цикл работы и построение

кривыхw(t), M(t), I(t), ΔP(t)……………………………………………………..

11 Окончательная проверка двигателя по нагреву и перегрузочной

способности ……………………………………………………………………..33

12 Расчёт расхода электрической энергии за цикл и расчёт

циклового к. п. д. ……………………………………………………………40

13 Заключение……………………………………………………………….42


1 Описание работы механизма


В соответствии с заданием по курсовому проекту необходимо произвести расчёт электропривода передвижения тележки мостового крана по системе ПЧ-АД.

Исходные данные к проекту:

Номинальная грузоподъемность крана />

Номинальная скорость тележки />

Пониженная скорость />

Диаметр колеса тележки />

Диаметр цапфы />

Длина пролёта крана />

Номинальный к. п. д. передачи />

Продолжительность включения ПВ=60%;

— Цикл работы:

1) движение тележки с номинальным грузом на расстояние 30м,

2) пауза,

3) движение тележки без груза в исходное положение,

4) пауза.

2 Расчёт статической мощности и времени выполнения технологической операции за цикл работы


Масса тележки мостового крана связана с номинальной грузоподъёмностью и определяется по формуле:

/>

Статическая сила для передвижения механизма по горизонтальному рельсовому пути:


/>,

где /> — масса номинального груза и масса механизма без груза, кг;

/> — коэффициент трения скольжения в подшипниках колес (обычно />для подшипников качения, /> — для подшипников скольжения), принимаем />;

/> — коэффициент трения качения ходовых колес (обычно />, принимаем; />;

/> — коэффициент, учитывающий сопротивление от трения реборд о рельсы, принимаем />;

/> — радиус ходового колеса, м;

/> — радиус цапфы (ступицы) ходового колеса, м.

Статическая сила для передвижения механизма с номинальным грузом по горизонтальному рельсовому пути:
/>,
Статическая сила для передвижения механизма без груза по

горизонтальному рельсовому пути:
/>,
К. п. д. передачи определяется по формуле:

/>,

где /> — коэффициент, который можно принять равным (0,07-0,1), принимаем />

/> — коэффициент загрузки определяется по формуле:

/>,


Тогда КПД передачи:


/>,


Статическая мощность при перемещении номинального груза:

/>,


Статическая мощность при перемещении пустой тележки:

/>,


С целью ограничения динамических нагрузок, обеспечения надёжного сцепления колёс механизмов передвижения с рельсами принимаем ускорение />.

Находим время разгона и торможения тележки.

/>

Определяем путь:

/>

/>

Время работы в установившемся режиме определяется:

/>

Время работы ЭП определяется:

/>

Продолжительность включения:


/>,


Исходя из формулы (2.14) время цикла:

/>,


Суммарное время паузы:

/>,


Суммарное время пауз разбиваем на два участка:

/>,


Время загрузки и разгрузки:

/>

Так как время цикла меньше 10мин, то режимом работы ЭП является повторно-кратковременным.

3 Построение скоростной />и нагрузочной />диаграмм механизма и предварительный выбор мощности ЭД


Скоростная и нагрузочная диаграммы механизма представлены на рисунке 3.1

/>/>

Рисунок 3.1- Скоростная и нагрузочная диаграммы


Произведем предварительный выбор электродвигателя.

Эквивалентная статическая мощность при ПВ=60% за время работы:

/>,


В качестве расчетной мощности принимаем:

/>,

где />

Приводим двигатель к ПВ=100%:

/>

Выбираем в каталоге электродвигатели с мощностью />.

4 Выбор типа ЭД и расчёт оптимального передаточного числа редуктора


В соответствии с полученными расчётами выбираем тип АД с короткозамкнутым ротором.

По каталогу, в соответствии с принятым Ррасч., выбираем двигатель так, что­бы Рн  Ррасч.
Таблица 4.1- Двигатели серии 4А и мощностью 7,5кВт


Тип двигателя

n,об/мин

J,кг/м/>

J*n

4А112М2У3

3000

0,01

90000

4А132SУ3

1500

0,028

63000

4А132М6У3

1000

0,058

58000



Выбираем двигатель 4А132SУ3, двигатель имеет следующие данные:

/>

Номинальный ток статора находится по формуле:

/>
Полное фазное сопротивление:

/>

Найдём абсолютные параметры двигателя:

/>


Номинальная скорость двигателя рассчитывается по формуле:

/>

/>

Передаточное число определяем:

/>

Номинальный момент двигателя:

/>

5 Расчёт и построение упрощённой скоростной и нагрузочной диаграмм ЭП за цикл работы


Радиус приведения поступательного перемещения к вращательному:


/>,
Допустимое угловое ускорение:

/>
Суммарный момент инерции электропривода, приведенный к валу электродвигателя:

/>,

где /> — коэффициент, учитывающий момент инерции вращающихся частей передаточного механизма, принимаем />.

Суммарный момент инерции электропривода, приведенный к валу электродвигателя при перемещении номинального груза:

/>,

Суммарный момент инерции электропривода, приведенный к валу электродвигателя при перемещении пустой тележки

/>,

Динамический момент при перемещении номинального груза:

/>,

Динамический момент при перемещении пустой тали:

/>,

Допустимое угловое ускорение имеет знак плюс при пуске, а минус при торможении.

Статический момент при перемещении номинального груза:

/>,

Статический момент при перемещении пустой тали:

/>,

Электромагнитный момент:

/>,

Электромагнитный момент электродвигателя при разгоне электропривода и перемещении номинального груза:

/>,

Электромагнитный момент электродвигателя при перемещении номинального груза с постоянной скоростью:

/>,

Электромагнитный момент электродвигателя при торможении электропривода и перемещении номинального груза:

/>,

Электромагнитный момент электродвигателя при разгоне электропривода и перемещении пустой тележки:

/>,

Электромагнитный момент электродвигателя при движении пустой тележки с постоянной скоростью:

/>,

Электромагнитный момент электродвигателя при торможении электропривода и перемещении пустой тали:

/>,


Упрощенная скоростная />и нагрузочная />диаграммы электропривода за цикл работы представлены на рисунке 5.1.

/>


/>

Рисунок 5.1- Скоростная и нагрузочная диаграммы.

6 Предварительная проверка ЭД по нагреву и перегрузочной способности

Эквивалентный момент электродвигателя за время работы, приняв ухудшение условий при пуске и торможении />:

/>

Приводим />к ПВ=100%:

/>

Условие проверки по нагреву:

/>,

Условие по нагреву выполняется.

Проверка двигателя по перегрузочной способности.

/>,

/>

/> — двигатель по перегрузочной способности подходит.


7 Расчёт и построение естественной механической и электромеханической характеристик ЭД

Естественная механическая характеристика выражается уточненной формулой Клосса:

/>

где />

/> — действующее значение номинального фазного напряжения, В;

/> — критический момент.

/>

/>

/>

/>

/>

/>

/>

Естественная механическая характеристика показана на рисунке 7.1.


Таблица 7.1- Расчетные данные


s

М, Н*м

w, рад/с

-1

-44,7287

314

-0,8

-56,1287

282,6

-0,6

-74,8403

251,2

-0,4

-109,608

219,8

-0,2

-173,941

188,4

-0,149

-170,185

173,485

0

0

157

0,149

112,2816

140,515

0,2

113,9048

125,6

0,4

82,27227

94,2

0,6

60,99556

62,8

0,8

47,96025

31,4

1

39,38093

0

1,2

33,3571

-31,4

1,4

28,91098

-62,8

1,6

25,50065

-94,2

1,8

22,80464

-125,6

2

20,62112

-157


/>

Рисунок 7.1- Естественная механическая характеристика.

Естественная электромеханическая характеристика выражается следующей формулой:

/>

где />

/>

/>

/>

/>

Таблица 7.2- Расчетные данные


s

Rв, Ом

Xв, Ом

Rад, Ом

Xад, Ом

Zад, Ом

I1, А

w,рад/с

-1

-0,441

1,826

0,259

3,067

3,078

71,485

314

-0,8

-0,551

1,828

0,149

3,069

3,073

71,595

282,6

-0,6

-0,735

1,834

-0,035

3,075

3,075

71,543

251,2

-0,4

-1,102

1,850

-0,402

3,091

3,117

70,583

219,8

-0,2

-2,199

1,936

-1,499

3,177

3,513

62,623

188,4

-0,149

-2,945

2,029

-2,245

3,270

3,966

55,473

180,393

0

0,000

43,800

0,700

45,041

45,046

4,884

157

0,149

2,945

2,029

3,645

3,270

4,896

44,933

133,607

0,2

2,199

1,936

2,899

3,177

4,301

51,152

125,6

0,4

1,102

1,850

1,802

3,091

3,578

61,493

94,2

0,6

0,735

1,834

1,435

3,075

3,393

64,838

62,8

0,8

0,551

1,828

1,251

3,069

3,314

66,377

31,4

1

0,441

1,826

1,141

3,067

3,272

67,238

0

1,2

0,367

1,824

1,067

3,065

3,246

67,781

-31,4

1,4

0,315

1,823

1,015

3,064

3,228

68,152

-62,8

1,6

0,276

1,823

0,976

3,064

3,215

68,421

-94,2

1,8

0,245

1,822

0,945

3,063

3,206

68,624

-125,6

2

0,220

1,822

0,920

3,063

3,198

68,783

-157



Естественная электромеханическая характеристика показана на рисунке 7.2.


/>

Рисунок 7.2- Естественная электромеханическая характеристика

--PAGE_BREAK--
8 Расчёт искусственных механических характеристик, обеспечивающих выполнение технологических операций
Примем систему частотного управления АД со стабилизацией потокосцепления статора />.Механическая характеристика выражается формулой:

/>

где />

/> — номинальная ЭДС статора, В.

/>

/>/>

/>

/>

/>

/>

/>/>/>/>

где /> — критический момент, зависящий от закона частотного управления, Н*м;

/> — критическое значение параметра абсолютного скольжения;

/> — относительные частота и скорость;

/> — синхронная угловая скорость двигателя при номинальной частоте.

/>

/>

/>

/>

/>

/>

/>

/>

/>

/>

Расчёт механической характеристики для α=1.

/>

/>

Механическая характеристика представлена на рисунке 8.1.

Расчётные данные представлены в таблице 8.1

Произведём расчёт механической характеристики для частоты, которая обеспечит необходимую пониженную скорость.

/>, />

/>/>

/>

Расчёт механической характеристики для α=0,1.

/>

Механическая характеристика представлена на рисунке 8.1.

Расчётные данные представлены в таблице 8.1.

Таблица 8.1- Расчётные данные

α

v

s=α-v

М, Н*м

w, рад/с

1

-1

2

19,32095

-157

1

-0,8

1,8

21,4377

-125,6

1

-0,6

1,6

24,07036

-94,2

1

-0,4

1,4

27,4309

-62,8

1

-0,2

1,2

31,86339

-31,4

1

0

1

37,96196

0

1

0,2

0,8

46,83438

31,4

1

0,4

0,6

60,73667

62,8

1

0,6

0,4

84,49722

94,2

1

0,8

0,2

121,4338

125,6

1

0,845

0,155

125,4

132,665

1

1

0

0

157

1

1,155

-0,155

-125,4

181,335

1

1,2

-0,2

-121,434

188,4

1

1,4

-0,4

-84,4972

219,8

1

1,6

-0,6

-60,7367

251,2

1

1,8

-0,8

-46,8344

282,6

1

2

-1

-37,962

314

0,1

-1

1,1

34,65197

-157

0,1

-0,8

0,9

41,9491

-125,6

0,1

-0,6

0,7

52,93867

-94,2

0,1

-0,4

0,5

70,93148

-62,8

0,1

-0,2

0,3

102,2776

-31,4

0,1

0

0,1

114,2513

0

0,1

0,2

-0,1

-114,251

31,4

0,1

0,4

-0,3

-102,278

62,8

0,1

0,6

-0,5

-70,9315

94,2

0,1

0,8

-0,7

-52,9387

125,6

0,1

0,845

-0,745

-50,0149

132,665

0,1

1

-0,9

-41,9491

157

0,1

1,155

-1,055

-36,0688

181,335

0,1

1,2

-1,1

-34,652

188,4

0,1

1,4

-1,3

-29,4839

219,8

0,1

1,6

-1,5

-25,6422

251,2

0,1

1,8

-1,7

-22,6785

282,6

0,1

2

-1,9

-20,3247

314

/>

Рисунок 8.1- Механические характеристики при α=1 и α=0,1.

Произведём расчёт искусственной электромеханической характеристики при ψ=const.

/>

/>
/>

Произведём расчёт для α=1.

/>/>

/>/>

/>

Расчётные данные приведены в таблице 8.2.

Электромеханическая характеристика показана на рисунке 8.2.

Произведём расчёт электромеханической характеристики для α=0,1.

/>/>/>

/>

/>/>

Расчётные данные приведены в таблице 8.2.

Электромеханическая характеристика показана на рисунке 8.2

Таблица 8.2- Расчётные данные


α

Sa

Rв, Ом

Xв, Ом

Xад, Ом

I1, А

w, рад/с

1

-1

-0,44087

1,825637

3,066637

66,97512

314

1

-0,8

-0,55105

1,828241

3,069241

66,54231

282,6

1

-0,6

-0,73464

1,833867

3,074867

65,63532

251,2

1

-0,4

-1,10153

1,849931

3,090931

63,23625

219,8

1

-0,2

-2,19852

1,936465

3,177465

53,7021

188,4

1

0

0

43,8

45,041

4,606914

157

1

0,2

2,198523

1,936465

3,177465

53,7021

125,6

1

0,4

1,101534

1,849931

3,090931

63,23625

94,2

1

0,6

0,734637

1,833867

3,074867

65,63532

62,8

1

0,8

0,551052

1,828241

3,069241

66,54231

31,4

1

0,845

0,521715

1,827491

3,068491

66,66608

24,335

1

1

0,440869

1,825637

3,066637

66,97512

0

1

1,155

0,381715

1,824478

3,065478

67,17054

-24,335

1

1,2

0,367403

1,824222

3,065222

67,21382

-31,4

1

1,4

0,314923

1,823369

3,064369

67,359

-62,8

1

1,6

0,275561

1,822816

3,063816

67,45373

-94,2

1

1,8

0,244946

1,822436

3,063436

67,51891

-125,6

1

2

0,220453

1,822164

3,063164

67,56566

-157

0,1

-1

-0,04409

0,182564

0,306664

66,97512

172,7

0,1

-0,8

-0,05511

0,182824

0,306924

66,54231

141,3

0,1

-0,6

-0,07346

0,183387

0,307487

65,63532

109,9

0,1

-0,4

-0,11015

0,184993

0,309093

63,23625

78,5

0,1

-0,2

-0,21985

0,193647

0,317747

53,7021

47,1

0,1

0

0

4,38

4,5041

4,606914

15,7

0,1

0,2

0,219852

0,193647

0,317747

53,7021

-15,7

0,1

0,4

0,110153

0,184993

0,309093

63,23625

-47,1

0,1

0,6

0,073464

0,183387

0,307487

65,63532

-78,5

0,1

0,8

0,055105

0,182824

0,306924

66,54231

-109,9

0,1

0,845

0,052171

0,182749

0,306849

66,66608

-116,96

0,1

1

0,044087

0,182564

0,306664

66,97512

-141,3

0,1

1,155

0,038171

0,182448

0,306548

67,17054

-165,63

0,1

1,2

0,03674

0,182422

0,306522

67,21382

-172,7

0,1

1,4

0,031492

0,182337

0,306437

67,359

-204,1

0,1

1,6

0,027556

0,182282

0,306382

67,45373

-235,5

0,1

1,8

0,024495

0,182244

0,306344

67,51891

-266,9

0,1

2

0,022045

0,182216

0,306316

67,56566

-298,3


/>Рисунок 8.2- Электромеханические характеристики при α=1 и α=0,1.
Необходимая величина напряжения для реализации закона ψ=const выражается следующей формулой:

/>

Произведём расчёт характеристик />для α=1 и α=0,1.

Расчётные данные приведены в таблице 8.3.
Таблица 8.3- Расчётные данные

α

Sa

Rв, Ом

Xв, Ом

Xад, Ом

Rад, Ом

Zад, Ом

U, В

1

-1

-0,44087

1,825637

3,066637

0,259131

3,077566

206,1204

1

-0,6

-0,73464

1,833867

3,074867

-0,03464

3,075062

201,8327

1

-0,4

-1,10153

1,849931

3,090931

-0,40153

3,116903

197,1012

1

-0,3

-1,46792

1,8724

3,1134

-0,76792

3,206707

193,3097

1

-0,2

-2,19852

1,936465

3,177465

-1,49852

3,513098

188,6607

1

-0,155

-2,83162

2,012886

3,253886

-2,13162

3,889936

187,1266

1

-0,03

-13,0924

6,404785

7,645785

-12,3924

14,56125

199,2857

1

0

0

43,8

45,041

0,7

45,04644

207,5251

1

0,03

13,09242

6,404785

7,645785

13,79242

15,76987

215,8269

1

0,155

2,831625

2,012886

3,253886

3,531625

4,802098

231,0065

1

0,2

2,198523

1,936465

3,177465

2,898523

4,300897

230,9672

1

0,4

1,101534

1,849931

3,090931

1,801534

3,577622

226,2354

1

0,6

0,734637

1,833867

3,074867

1,434637

3,393079

222,7059

1

1

0,440869

1,825637

3,066637

1,140869

3,271979

219,1412

1

1,4

0,314923

1,823369

3,064369

1,014923

3,228069

217,4395

1

1,8

0,244946

1,822436

3,063436

0,944946

3,205864

216,4564

1

2

0,220453

1,822164

3,063164

0,920453

3,19847

216,1067

0,1

-1

-0,04409

0,182564

0,306664

0,655913

0,724061

48,49409

0,1

-0,6

-0,07346

0,183387

0,307487

0,626536

0,697922

45,80837

0,1

-0,4

-0,11015

0,184993

0,309093

0,589847

0,665926

42,11067

0,1

-0,3

-0,14679

0,18724

0,31134

0,553208

0,6348

38,26762

0,1

-0,2

-0,21985

0,193647

0,317747

0,480148

0,575764

30,91976

0,1

-0,155

-0,28316

0,201289

0,325389

0,416838

0,528802

25,43817

0,1

-0,03

-1,30924

0,640478

0,764578

-0,60924

0,977628

13,37984

0,1

0

0

4,38

4,5041

0,7

4,55817

20,9991

0,1

0,03

1,309242

0,640478

0,764578

2,009242

2,149798

29,4222

0,1

0,155

0,283162

0,201289

0,325389

0,983162

1,035609

49,8183

0,1

0,2

0,219852

0,193647

0,317747

0,919852

0,973186

52,26214

0,1

0,4

0,110153

0,184993

0,309093

0,810153

0,867114

54,83305

0,1

0,6

0,073464

0,183387

0,307487

0,773464

0,832343

54,63107

0,1

1

0,044087

0,182564

0,306664

0,744087

0,804803

53,90178

0,1

1,2

0,03674

0,182422

0,306522

0,73674

0,797961

53,63403

0,1

1,4

0,031492

0,182337

0,306437

0,731492

0,793085

53,42145

0,1

1,8

0,024495

0,182244

0,306344

0,724495

0,786599

53,11034

0,1

2

0,022045

0,182216

0,306316

0,722045

0,784334

52,99401


/>

Рисунок 8.3- Графики функций />
    продолжение
--PAGE_BREAK--
9 Выбор преобразователя


Для регулирования скорости электродвигателя выбираем из каталога преобразователь частоты:

Vacon 7,5CXS4

Параметры преобразователя:

— U=380В;

— I=18A.


10 Расчет переходных процессов за цикл работы и построение

кривых />
Жёсткость линеаризованной механической характеристики при />

/>

/>

Электромеханическую постоянную времени определяем по формуле:

/>

Электромеханическую постоянную времени при перемещении тележки с грузом и без груза:

/>/>


10.1 Разгон ЭП при передвижении тележки с грузом

Определяем время задержки:

/>

Определяем время за которое устанавливается кривая />:

/>

Находим падения скоростей:

/>/>

— />

/>, />

— />

/>, />

— />

/>, />

10.2 Торможение ЭП при передвижении тележки с грузом

— />

где />

/>,

/>

— />

/>, />

— />

/>, />

— />

где />

/>,

/>

10.3 Разгон ЭП при передвижении тележки без груза

Определяем время задержки:

/>

Находим падения скоростей:

/>/>

— />

/>, />

— />

/>,/>

— />

/>, />

10.4 Торможение ЭП при передвижении тележки без груза

— />

/>,
/>

— />

/>, />

— />

/>, />

— />

где />

/>,

/>

Потери мощности при частотном управлении определяем по формулам:

/>

Примем, что при разгоне />, а при торможении />

/>

/>

С использованием кривых w(t), M(t) производим расчёт />а затем />Расчётные данные показаны в таблицах 10.1-10.4 и графики на рисунках 10.1-10.4.

Таблица 10.1- Данные характеристик ЭП при разгоне тележки с грузом

t, с

w, рад/с

M, Н*м

w0, рад/с

ΔPпер, Вт

ΔР, Вт

0

0

0

0

0

287

0,1

0

9,373

0,91

20,9824

307,9824

0,2

0

18,746

1,82

83,92959

370,9296

0,3

0

28,119

2,73

188,8416

475,8416

0,4

0

37,492

3,64

335,7184

622,7184

0,49

0

46

4,459

504,5804

791,5804

1

1,491712

78,39752

9,1

1467,318

1754,318

4

26,38899

103,1149

36,4

2539,42

2826,42

7

53,67113

103,2986

63,7

2548,482

2835,482

10

80,971

103,3

91

2548,549

2835,549

13

108,271

103,3

118,3

2548,549

2835,549

16

135,571

103,3

145,6

2548,549

2835,549

17,25

147

103,3

157

2541,18

2828,18

18

150,8646

62,82407

157

948,2133

1235,213

18,5

151,7775

53,43216

157

686,4569

973,4569

19

152,5

46

157

509,22

796,22

/>

/>


Рисунок 10.1- Характеристики ЭП при разгоне тележки с грузом
Таблица 10.2- Данные характеристик ЭП при торможении тележки с грузом

t, с

w, рад/с

M, Н*м

w0, рад/с

ΔPпер, Вт

ΔР, Вт

0

152,5

46

157

509,22

750,82

3

130,7286

-10,8741

129,7

27,51556

269,1156

6

103,4697

-11,2968

102,4

29,72698

271,327

10

67,07

-11,3

66

29,74384

271,3438

13

39,77

-11,3

38,7

29,74386

271,3439

15,53

16,8

-11,3

15,7

30,5778

272,1778

16

13,78421

19,41554

15,7

91,50224

333,1022

16,3

12,78285

29,71685

15,7

213,254

454,854

16,6

12,1695

36,02647

15,7

312,8906

554,4906

17

11,70431

40,81204

15,7

401,1579

642,7579

17,2

11,56372

42,25829

15,7

429,9883

671,5883

17,366

11,2

46

15,7

509,22

750,82

18

11,2

46

15,7

509,22

750,82

18,5

11,2

46

15,7

509,22

750,82

19

11,2

46

15,7

509,22

750,82

19,5

9,759409

14,01272

11,15

47,93548

56,64848

20

6,583015

-0,11791

6,6

0,004927

8,717927

20,4

3,46458

-5,48338

2,96

6,806342

15,51934

20,75

0,525846

-8,01678

0

10,37036

19,08336

20,8

0

-11,3

0

0

8,713

/>


/>

Рисунок 10.2- Характеристики ЭП при торможении тележки с грузом

Таблица 10.3- Данные характеристик ЭП при разгоне тележки без груза

t, с

w, рад/с

M, Н*м

w0, рад/с

ΔPпер, Вт

ΔР, Вт

0

0

0

0

0

287

0,02

0

-1,8746

-0,182

0,839296

287,8393

0,05

0

-4,6865

-0,455

5,245599

292,2456

0,08

0

-7,4984

-0,728

13,42873

300,4287

0,1

0

-9,373

-0,91

20,9824

307,9824

0,12

0

-11,2476

-1,092

30,21465

317,2147

0,14

0

-13,1222

-1,274

41,1255

328,1255

0,15

0

-13,8

-1,365

46,33902

333,339

1

-6,36974

-27,4526

-9,1

184,3838

471,3838

5

-42,765

-27,5

-45,5

185,0227

472,0227

10

-88,265

-27,5

-91

185,0228

472,0228

15

-133,765

-27,5

-136,5

185,0228

472,0228

17

-151,965

-27,5

-154,7

185,0227

472,0227

17,25

-154,24

-27,5

-157

186,714

473,714

17,5

-155,401

-16,3876

-157

64,45157

351,4516

17,7

-155,66

-13,8

-157

45,49032

332,4903

/>

/>

Рисунок 10.3- Характеристики ЭП при разгоне тележки без груза

Таблица 10.4- Данные характеристик ЭП при торможении тележки без груза

t, с

w, рад/с

M, Н*м

w0, рад/с

ΔPпер, Вт

ΔР, Вт

0

-155,66

-13,8

-157

45,49032

332,4903

2

-138,83

-0,10002

-138,8

0,007381

287,0074

5

-111,53

-0,1

-111,5

0,00738

287,0074

7

-93,33

-0,1

-93,3

0,00738

287,0074

10

-66,03

-0,1

-66

0,00738

287,0074

14

-29,63

-0,1

-29,6

0,00738

287,0074

15,53

-15,707

-0,1

-15,7

0,001722

287,0017

15,6

-15,2191

-5,20888

-15,7

6,162023

293,162

15,8

-14,5865

-11,5354

-15,7

31,59905

318,599

16

-14,36

-13,8

-15,7

45,49032

332,4903

16,5

-14,36

-13,8

-15,7

45,49032

332,4903

17

-14,36

-13,8

-15,7

45,49032

332,4903

17,4

-14,36

-13,8

-15,7

45,49032

332,4903

17,7

-14,36

-13,8

-15,7

45,49032

332,4903

18

-12,8146

-1,95409

-12,97

0,747064

9,460064

18,5

-8,44339

-0,16614

-8,42

0,009558

8,722558

18,8

-5,7191

-0,10895

-5,69

0,007801

8,720801

19

-3,89976

-0,10236

-3,87

0,007495

8,720495

19,2

-2,07994

-0,10062

-2,05

0,007411

8,720411

19,4

0

-0,1

0

0

8,713

/>/>


Рисунок 10.4- Характеристики ЭП при торможении тележки без груза

11 Окончательная проверка двигателя по нагреву и перегрузочной способности

В результате расчета переходных процессов и потерь мощности за цикл мы построили зависимости />. Эти зависимости позволяют провести окончательную проверку двигателя по нагреву и перегрузочной способности.

Проверка по нагреву проводится методом средних потерь или эквивалентных величин.

Эквивалентное значение момента:

/>,

где /> — эквивалентное значение момента на i-ом интервале кривой

Эквивалентное значение момента для трапеции:

/>,

Эквивалентное значение момента для треугольника:

/>,

Эквивалентное значение момента для прямоугольника:

/>,

В соответствии с формулами и графиками получены следующие эквивалентные моменты.

Таблица 11.1 – Эквивалентные моменты на i-ом интервале.

/>, Нм

/>, с

/>, Нм

/>, с

45,8

1

26,6

1

81,5

1,5

-6,5

0,8

103,2

14,75

-15,9

0,5

83,8

0,75

-27,5

16,75

54,6

1

21

0,45

26,6

0,8

8

1

-6,5

3,2

-0,1

14,53

-11,2

11,53

8

0,47

24

1,87

-13,8

1,7

46

1,6





Получаем: />.

Условие правильности выбора двигателя по нагреву:

/>,

/> — условие выполняется.
12 Расчёт расхода электрической энергии за цикл и расчёт циклового к.п.д.

12.1 Расчёт потерь энергии при линейном задании скорости

Потери энергии в стали:

— в переходном процессе:

/>

— в установившемся режиме:

/>

Механические потери:

— в переходном процессе:

/>

— в установившемся режиме:

/>

Переменные потери энергии:

— в переходном процессе:

/>

где />

/>— в установившемся режиме:

/>

12.1.1 Разгон ЭП при передвижении тележки с грузом

/>12.1.2 Торможение ЭП при передвижении тележки с грузом

— торможение на пониженную скорость:

/>— работа на пониженной скорости:

/>

— работа на полное торможение: />

/>

12.1.3 Разгон ЭП при передвижении тележки без груза

/>12.1.4 Торможение ЭП при передвижении тележки с грузом

— торможение на пониженную скорость:

/>— работа на пониженной скорости:

/>

— работа на полное торможение: />

/>

12.2 Расчёт полной механической энергии за цикл

/>

/>

12.2.1 Разгон ЭП при передвижении тележки с грузом

/>

12.2.2 Торможение ЭП при передвижении тележки с грузом

— торможение на пониженную скорость:

/>

— работа на пониженной скорости:

/>

— полное торможение:

/>


12.2.3 Разгон ЭП при передвижении тележки без груза

/>

12.2.4 Торможение ЭП при передвижении тележки без груза

— торможение на пониженную скорость:

/>— работа на пониженной скорости:

/>

— полное торможение:

/>

Полная механическая энергия за цикл:

/>

12.3 Расчёт циклового к.п.д.

/>

/>

13 Заключение
В данном курсовом проекте разработан электропривод передвижения тележки мостового крана по системе ПЧ-АД. В соответствии с полученными расчетами выбрали тип АД из серии машин повторно-кратковременного номинального режима работы при ПВ=60%. В результате расчета были построены естественная механическая и электромеханическая характеристики, а также искусственная механическая характеристика, построены переходные характеристики. Окончательная проверка показала, что двигатель по нагреву и перегрузочной способности выбран правильно.


Литература

Ключев В.И. Теория электропривода: Учебник для вузов.-М.: Энергоатомиздат,1985.-560с.

Фираго Б.И. Учебно-методическое пособие к курсовому проектированию по теории электропривода для студентов специальности 21.05 – Мн.: БПИ, 1993.-127с.