ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ Электродвигатели для подъемно-транспортных машин —

Мощность электродвигателя любого механизма определяется статическими и динамическими нагрузками, действующими в электроприводе, а также некоторыми параметрами, зависящими не только от механизмов, но и от самого электродвигателя. Так, например, момент инерции его ротора в некоторых случаях составляет более 50 % момента инерции электропривода. Поэтому при невыбранном двигателе неизвестны все параметры электропривода, определяющие необходимую его мощность.

На первом этапе проводят предварительный выбор электродвигателей, руководствуясь теми или иными принятыми допущениями. Далее проверяют предварительно выбранный двигатель на нагревание по методу среднеквадратичного тока или по методу средних потерь, известному из курса теории электропривода. Методы среднеквадратичного момента и мощности неприемлемы для асинхронных двигателей подъемно-транспортных машин. Эти двигатели, нередко работая с недогрузкой, потребляют из сети из-за низкого коэффициента мощности непропорционально большой ток. Проверка на нагревание заключается в определении того, что среднеквадратичный ток (с учетом периодов пуска и торможения) за заданный промежуток времени не больше номинального тока предварительно выбранного двигателя и не меньше номинального тока двигателя ближайшего меньшего типоразмера. Необходимо также рассчитать ускорения электропривода при пуске и торможении, а затем сравнить их с рекомендуемыми. При слишком малых ускорениях снижается производительность механизмов, а при больших — возрастают динамические перегрузки и упругие колебания механических систем.

Если максимальный статический момент механизма значительно превышает его среднее значение, то необходимо проверить выбранный двигатель на перегрузочную способность. Критический момент асинхронного электродвигателя с учетом возможного снижения напряжения в питающей сети должен с определенным запасом превышать максимальный статический момент механизма.

Если одному из перечисленных условий выбранный двигатель не удовлетворяет, то берут другой и проверку повторяют.

Для определения продолжительности цикла работы крана и продолжительности включения механизмов строят тахограмму, представляющую зависимость скорости механизмов от времени (в упрощенном виде). Тахограмма показывает длительность и последовательность операций, входящих в цикл работы крана.

Рассмотрим тахограмму работы грейферного крана, перегружающего сыпучие грузы (рис. 6.1). На лебедке этого крана имеются два двигателя: замыкающий, посредством которого производят зачерпывание, подъем и тормозной спуск половины массы груза, и поддерживающий, служащий для подъема и тормозного спуска второй половины груза, а также для подъема и спуска открытого грейфера.

Реальная тахограмма может быть более сложной в связи с необходимостью наводки грейфера двигателями поворота и вылета на место зачерпывания или раскрытия, а также успокоения раскачивания груза. В механизме подъема дополнительные включения и отключения производятся при выравнивании нагрузок между канатами.

Следует отметить, что время цикла Тц работы грейферного крана определяется механизмом подъема.

При выборе двигателей для механизма подъема грейферного крапа расчет мощности проводится только для замыкающего двигателя, так как его загрузка и ПВ несколько больше, чем у поддерживающего.

Как видно из тахограммы (см. рис. 6.1), в цикле замыкающего двигателя шесть операций, каждая из которых имеет свой индекс от 1 до 6: подъем / и спуск 2 загруженного грейфера, подъем 3 и спуск 4 пустого грейфера, зачерпывание груза 5 и открытие грейфера 6.

Предварительно двигатель выбирают по мощности, развиваемой при подъеме номинального груза, кВт:

Передаточное число редуктора можно установить предварительно по номинальной частоте вращения двигателя пн, об/мин, и номинальной скорости подъема груза vt, м/с: i = ппг/9,55. Передаточное число подобранного из каталога редуктора должно быть близко к расчетному.

В процессе зачерпывания груза изменяется натяжение замыкающего каната в соответствии с примерным графиком на рис. 6.3. Здесь а = F3l9,8m — относительное усиление каната в долях от номинального веса груза; I — длина выбираемого каната; 1П0Л — полный выход каната при закрытии грейфера.

Характер кривой а (I) зависит от конструкции грейфера и вида сыпучего груза. Эта кривая позволяет найти зависимость момента двигателя М при зачерпывании груза в функции пути:

Зависимость этою к. п. д. от а приведена на рис.. 6.4, где каждая из приведенных кривых соответствует определенному значению к. п. д. лебедки т)110М при номинальной нагрузке. Номинальные значения к, п. д. рассчитываются или находятся по справочным данным.

Если вид кривой отличается от изображенного на рис. 6.3, то коэффициенты, стоящие перед токами, должны быть соответственно откорректированы.

Подъем пустого грейфера осуществляется поддерживающим двигателем. Замыкающий двигатель выбирает слабину каната и его загрузка определяется моментом М«.х,х.

При спуске пустого грейфера поддерживающий двигатель работает с отдачей энергии в сеть, а замыкающий вращается практически вхолостую, вытравливая замыкающий канат. В этом случае с некоторой погрешностью можно принять момент замыкающего двигателя равным

По вычисленным значениям моментов, используя рабочую механическую характеристику, возможно определить частоты вращения замыкающего двигателя. При этом следует учесть, что частоты вращения при спуске и открывании грейфера определяются по механической характеристике второго квадранта (режим рекуперативного торможения).

Для определения среднеквадратичного тока за цикл работы крана ср.к необходимы не только статические токи, то и среднеквадратичные пусковые токи /с. п, метод вычисления которых зависит от способа пуска. Так, для ступенчатого пуска согласно 51 ток/с п определяется статическим током ст, имеющим место после завершения пуска, умноженным на некоторый коэффициент кп, зависящий от пускового максимального тока /п тах и тока переключения /Пер:

Динамическая нагрузка, действующая в течение времени разгона п, может быть определена по заданному или допустимому ускорению механизма а. При известной номинальной скорости механизма. С учетом изложенного можно определить момент М на валу электродвигателя, являющийся исходной величиной для предварительного выбора электродвигателя: