4. Обоснование выбора рода тока и типа электропривода.
В современном мире наиболее широкое распространение получили сети переменного трёхфазного напряжения с частотой 50 или 60 Гц. Линейное напряжение этих сетей составляет 0,38 кВ. В связи с распространённостью данных сетей существует достаточное количество преобразовательных и управляющих устройств, расчитанных на данное напряжение, в данной работе принято решение использовать частотно-регулируемый привод переменного тока.
Также в пользу ЭП переменного тока говорит то, что двигатели переменного тока проще по конструкции, стоимость их ниже, обслуживание тоже требует меньших затрат. При повторно-кратковременном режиме работы с частыми пусками и торможениями рационально использовать двигатели повышенного скольжения. Например, крановые асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором серии 4MTF(H)112LB6.
5. Выбор электродвигателя; определение передаточного числа и выбор редуктора.
Для повторно-кратковременного режима работы следует выбирать двигателиспециальных серий, предназначенных для этого режима (режим работы S3). Наиболее известна краново-металлургическая серия, в которой по сравнению с двигателями общепромышленной серии:
усилены быстронагревающиеся части (обмотки статора и ротора асинхронных двигателей выдерживают токи короткого замыкания)
за счет уменьшения диаметра ротора снижены моменты инерции;
увеличена перегрузочная способность двигателей до 3…4 значений номинального момента.
Двигатель выбирается по каталогу таким образом, чтобы значение его мощности при ПВкатбыло бы равно или несколько больше мощности Рдв, рассчитанной по формуле (3.28).
Из каталога выбран двигатель серии 4MTF(H)112LB6. Его номинальные данные сведены в таблицу:
|
Pн, кВт |
3,7 |
Номинальная мощность |
|
nн, об/мин |
900 |
Номинальная скорость вращения |
|
I1н, А |
11,2 |
Номинальный ток |
|
I2н, А |
13,8 |
Пусковой ток |
|
Мmax, Нм |
88 |
Пусковой момент |
|
cosφ |
225 |
Критический момент |
|
Jдв, кгм2 |
0,045 |
Момент инерции ротора |
Таблица 5.1 – Номинальные характеристики двигателя
Передаточное число редуктора определяется следующим выражением:
|
|
|
(5.1) |
Где ωн– номинальная скорость вращения двигателя:
|
|
|
(5.2) |
Тогда передаточное число редуктора:
|
|
|
(5.3) |
Выбираемцилиндрический двухступенчатый специальный крановый редуктор Ц2-350. Данный редуктор выдерживает нагрузку на тихоходный вал 10000 Н и момент 1750 Нм. Передаточное число редуктора – 25, КПД – 0,96.
6. Расчёт приведенных статических моментов, моментов инерции и коэффициента жесткости системы электропривод – рабочая машина.
Приведенные статические моменты системы электропривод – рабочая машина рассчитывают для каждого участка с учетом режима работы электропривода по формуле:
В двигательном режиме
|
|
|
(6.1) |
В тормозном режиме
|
|
|
(6.2) |
ΔМх– момент потерь холостого хода двигателя. Момент потерь холостого хода асинхронного двигателя Мх рассчитать довольно сложно из-за отсутствия каталожных данных по сопротивлениям статора и ротора. Поэтому в расчетах асинхронного электропривода можно не учитывать момент потерь холостого хода (ΔМх≈ 0), а электромагнитный момент в установившемся режиме принимать равным статическому моменту.
Далее можно определить приведённый статический момент на каждом участке:
|
|
|
(6.3) |
|
|
|
(6.4) |
|
|
|
(6.5) |
|
|
|
(6.6) |
Также необходимо рассчитать динамический приведённый момент. Для его расчёта нужно найти приведённый момент инерции, который рассчитывается с учётом момента инерции вала двигателя:
|
|
|
(6.7) |
Где δ - коэффициент, учитывающий момент инерции остальных элементов электропривода: муфт, тормозного шкива, редуктора и др.В проекте допускается рассчитывать момент инерции электропривода приближенно, принимая в формуле (6.7) коэффициент δ=1,3…1,5.
Приведённый момент инерции:
|
|
|
(6.8) |
Объединяя (6.7) и (6.8) получаем выражение для расчёта момента инерции, приведённого к валу двигателя:
С грузом
|
|
|
(6.9) |
Без груза
|
|
|
(6.10) |
Приведённый динамический момент:
|
|
|
(6.11) |
С грузом
|
|
|
(6.12) |
Без груза
|
|
|
(6.13) |
Таким образом можно найти электромагнитный момент, приведённый к валу двигателя, на каждом участке.
Во время пуска с грузом:
|
|
|
(6.14) |
Движение с грузом:
|
|
|
(6.15) |
Торможение с грузом:
|
|
|
(6.16) |
Разгон без груза:
|
|
|
(6.17) |
Движение без груза:
|
|
|
(6.18) |
Торможение без груза:
|
|
|
(6.19) |
Коэффициент жесткости системы электропривод – рабочая машина определяется следующим выражением:
|
|
|
(6.20) |
