- •4 Тяговый расчет наибольшего значения окружного усилия
- •Расчетное разрывное усилие канатов в целом, н
- •5 Предварительный выбор мощности электродвигателя
- •6 Проверка электродвигателя по нагреву и на работоспособность
- •6.1 Проверка электродвигателя на работоспособность
- •6.2 Проверка электродвигателя по нагреву
- •Iэ кi × Iном
6 Проверка электродвигателя по нагреву и на работоспособность
6.1 Проверка электродвигателя на работоспособность
Проверка сводится к определению наличия следующих необходимых условий.
Начальный пусковой момент электродвигателя Мп должен быть больше или равен статическому моменту нагрузки при пуске
Мп=_ Нм ³ Мс.п=_ Нм (67)
где Мп=_ Нм, – пусковой момент (для 6 полюсов), из каталожных данных;
Мс.п.=Мс=_ Нм – из таблицы 1 (при n=1 об/мин).
Установившийся вращающий момент электродвигателя должен быть больше или равен статическому моменту нагрузки при установившемся движении
Мдв.уст.=_ Нм ³ Мс.уст.=__ Нм (68)
где Мдв.уст.=Мном=__ Нм; из каталожных данных;
Мс.уст=Мс=_ Нм – из таблицы 1 (при n=1000 об/мин).
6.2 Проверка электродвигателя по нагреву
Для проверки по нагреву необходимо построить график изменения тока за весь цикл работы лифта (рисунок 7), для чего сначала необходимо определить параметры переходных процессов (время пуска и генераторного торможения, величину замедления и рывка).
Определение времени пуска. Время пуска определяется графоаналитическим методом – методом конечных приращений для случая, когда время разгона наибольшее, т.е. при подъеме нагруженной кабины.
Для определения продолжительности пускового режима строят кривую Мд=f() из условия
Мд=Мдв–Мс= (69)
где Мд, Мдв – динамический и вращающий моменты двигателя, Нм (механические характеристики электродвигателя, рисунок 3);
Мс – статический момент нагрузки, Нм.
Данные расчетов сводим в таблицу 2.
Таблица 2. Параметры пускового, динамического, вращающего, статического моментов и времени разгона.
n, об/мин |
ω, рад/с |
Мдв, Нм |
Мс, Нм |
Мд, Нм |
n, об/мин |
Мд.ср.i, Нм |
tп, c |
tп, с |
1 |
0,105 |
|
|
|
– |
– |
– |
– |
50 |
5,236 |
|
|
|
50 |
|
|
|
100 |
10,471 |
|
|
|
50 |
|
|
|
200 |
20,942 |
|
|
|
100 |
|
|
|
300 |
31,414 |
|
|
|
100 |
|
|
|
400 |
41,885 |
|
|
|
100 |
|
|
|
500 |
52,356 |
|
|
|
100 |
|
|
|
600 |
62,827 |
|
|
|
100 |
|
|
|
700 |
73,298 |
|
|
|
100 |
|
|
|
800 |
83,769 |
|
|
|
100 |
|
|
|
900 |
94,241 |
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По данным таблицы 2 строим кривую Мд=f() (рисунок 5).
,
рад/с
Мд,
Нм
Рисунок 5 – График изменения динамического момента в процессе разгона электродвигателя.
Время разгона для каждого участка, с
(70)
где t – время разгона на участке, с;
М ср. i – средний динамический момент на участке, Нм;
n – приращение скорости на рассматриваемый участок, об/мин;
Jпр.max. – максимальный момент инерции системы, приведенный к валу электродвигателя, кгм2;
(71)
где Jр – момент инерции ротора, кгм2;
Jм – момент инерции вращающихся масс лебедки, тормоза и соединительных муфт, Jм=0,1Jр; [-]
Jпр.пост.max – максимальный момент инерции поступательно движущихся масс, приведенный к валу электродвигателя, кгм2.
Максимальный момент инерции поступательно движущихся масс, приведенный к валу электродвигателя, кгм2
(72)
где Gmax – максимальный вес поступательно движущихся масс, Н
(73)
Определение времени замедления при переходе с большой скорости на малую (генераторное торможение). Время замедления определяется для того же случая, что и время пуска. Находят тем же методом, для чего строится кривая Мд.г=f() из условия, Нм
(74)
где Мд.г. – динамический генераторный момент, Нм;
Мг – генераторный момент, Нм;
Мс – статический момент нагрузки, Нм.
Результаты расчетов сводим в таблицу 3.
Таблица 3. Параметры динамического, генераторного, статического, среднего динамического генераторного моментов и времени замедления.
n, об/мин |
ω, рад/с |
Мг, Нм |
Мс, Нм |
Мдг., Нм |
n, об/мин |
Мдг.ср.i, Нм |
tг, c |
tг, c |
|
|
- |
|
- |
– |
– |
– |
– |
900 |
94,241 |
- |
|
- |
|
- |
|
|
800 |
83,769 |
- |
|
- |
-100 |
- |
|
|
700 |
73,298 |
- |
|
- |
-100 |
- |
|
|
600 |
62,827 |
- |
|
- |
-100 |
- |
|
|
500 |
52,356 |
- |
|
- |
-100 |
- |
|
|
400 |
41,885 |
- |
|
- |
-100 |
- |
|
|
300 |
31,414 |
- |
|
- |
-100 |
- |
|
|
250 |
26,178 |
0 |
|
- |
-50 |
- |
|
|
Время замедления на каждом участке рассчитывается аналогично, как и для времени разгона.
Время замедления для каждого участка, с
(75)
где tг – время замедления на участке, с;
Мд.г.ср.i – средний динамическо-генераторный момент на участке.
П о данным таблицы 3 строим кривую Мдг=f(ω) (рисунок 6).
,
рад/с
Мдг,
Нм
Рисунок 6 – График динамического генераторного момента нагрузки и характер ее изменение
в процессе замедления электродвигателя.
Определение замедления при переходе с большой скорости на малую. Замедление лифта регламентируется правилами устройства и безопасной эксплуатации лифтов (ПУБЭЛ). Наибольшая величина замедления допускается при переходе с большой скорости на малую при спуске порожней кабины.
Величина замедления на участке, м/с2
(76)
где Jпр.min – минимальный момент инерции системы, приведенный к валу электродвигателя, кгм2
(77)
Минимальный момент инерции поступательно движущихся масс, приведенный к валу электродвигателя, кгм2
(78)
где Gmin – минимальный вес поступательно движущихся масс, Н
(79)
Результаты расчетов сводим в таблицу 4.
Определение рывка. Плавность протекания переходных процессов характеризуется ускорением и рывком. Рывком называется изменение ускорения в единицу времени.
Величина рывка, м/с3
(80)
где tгi – время протекания переходного процесса на участке, с.
Результаты расчетов сводим в таблицу 4.
Таблица 4. Замедление с большей скорости на малую скорость и время рывка с большей скорости на малую.
n, об/мин |
ω, рад/с |
Мд.г.ср.i, Нм |
азi, м/с2 |
азi, м/с2 |
tг,c |
, м/с3 |
|
|
– |
– |
– |
– |
– |
900 |
94,241 |
- |
- |
– |
– |
– |
800 |
83,769 |
- |
- |
- |
|
- |
700 |
73,298 |
- |
- |
- |
|
- |
600 |
62,827 |
- |
- |
- |
|
- |
500 |
52,356 |
- |
- |
- |
|
- |
400 |
41,885 |
- |
- |
- |
|
- |
300 |
31,414 |
- |
- |
- |
|
- |
250 |
26,178 |
- |
- |
- |
|
- |
Проверка электродвигателя на нагревание методом эквивалентного тока. Проверку осуществляют при величинах ПВ % и Z.
Эквивалентный ток по нагреву для двухскоростных асинхронных электродвигателей определяют за один цикл, состоящий из периода разгона установившейся большой скорости, генераторного торможения, установившейся малой скорости величены замедления, рывка и паузы.
Электродвигатель не будет перегреваться при условии:
Iэ КI Iном, (81)
где КI=1,4÷1,55 – коэффициент, учитывающий приведение обмотки малой скорости к обмотке большой скорости; [-]
Iном=_ А – номинальный ток электродвигателя.
Эквивалентный ток по нагреву, А
(82)
где п=(1,11,5) и г=(1,21,9) – коэффициенты токов переходных процессов при пуске и генераторном торможение; [-]
м=(2,72,9) – коэффициент приведения; [-]
Iб=Iн.б.=__ А – величина тока при работе электродвигателя на большой скорости;
Iм=Iн.м.=_ А – величина тока при работе электродвигателя на малой скорости.
Приведенное время цикла, с
(83)
где – коэффициенты ухудшения теплоотдачи при пуске, генераторном и механическом торможении, работе на малой скорости, паузе;
– время пуска, работы на большой и малой скорости, генераторном и механическом торможении и паузы;
п=г=т=_; [-]
м=_; [-]
о=_. [-]
Время цикла, с
(84)
где Z=_ вкл/ч – число включений в час.
Время работы на большой скорости, с
(85)
где ПВ=_ – продолжительность включения;
tц – время цикла.
(86)
Время работы на малой скорости, с
(87)
Отсюда, с
Время паузы, с
(88)
где tц – время цикла, с;
tраб.б – время работы на большой скорости, с;
tраб.м – время работы на малой скорости, с.
(89)
Время торможения
tт=0,3 с
Время пуска (берем из таблицы 2)
tп=_ с
Время генераторного торможения (берем из таблицы 3)
tг=_ с
По результатам расчета строим тахограмму (рисунок 7) и график нагрузки (рисунок 7) двухскоростного электродвигателя.
Среднеквадратичный ток привода разгона, А
(90)
Период разгона разбивается на три участка (рисунок 7). На каждом участке определяется средний ток Iп.ср.1, Iп.ср.2, Iп.ср.3 и время tп1, tп2, tп3. Из графика нагрузки двухскоростного электродвигателя, Iп.ср.1=_ А; Iп.ср.2=_ А; Iп.ср.3=_ А; tп1=tп2=tп3=tп/3=_ с.
Среднеквадратичный ток периода генераторного торможения, А
(91)
Период генераторного торможения разбивается на два участка (рисунок 7). На каждом участке определяются средний ток Iг.ср.1, Iг.ср.2,и время tг1, tг2. Iг.ср.1=_ А; Iг.ср.2=_ А; tг1=tг2=tг/2=_ с.