Выбор электродвигателей мостовых кранов предприятий железнодорожного транспорта

ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ

Кафедра “Электромеханические комплексы и системы”

Курсовая работа

по дисциплине “ОЭ ТУЛП”

“Выбор электродвигателей мостовых кранов предприятий железнодорожного транспорта”

Вариант № 14

Выполнил:

студент группы ЭТ-401

Кожевников Д. М.

Проверил:

асс. Харебов С. К.

Санкт-Петербург

2007

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. 3

1.    ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ. 4

2.    РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА ГРУЗА. 5

3.    РАСЧЕТ ВЕЛИЧИНЫ ПУСКОВЫХ СОПРОТИВЛЕНИЙ ДЛЯ ДВИГАТЕЛЯ ПОДЪЕМА ГРУЗА. 13

4.    ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ЭЛЕКТРОПРИВОДА. 14

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.. 15

ВВЕДЕНИЕ

Электродвигатель (ЭД) является основным элементом электро­привода производственных механизмов. Оптимальное соответствие его конструктивных и технических данных условиям работы механизма позволяет обеспечить минимальную стоимость электрооборудования, высокую надежность его работы и наименьшие потери электроэнергии в эксплуатации.

Выбор ЭД осуществляется обычно на стадии проектирования электрических приводов. Этот этап требует особого внимания, ибо от правильного выбора типа исполнения и мощности ЭД, кроме ука­занных факторов, непосредственно зависят управляемость электро­привода, его регулировочные свойства и, в конечном счете, производительность механизма. Для решения этих вопросов требуются глу­бокие знания в области механики, электромеханики и теории авто­матизированного электропривода.

Необходимость выбора ЭД часто возникает и в процессе эксплу­атации.  Инженерам-электромеханикам депо или других предприятий ж.-д. транспорта приходится решать эту задачу при планово-преду­предительных ремонтах, в случае выхода ЭД из строя, а также при замене ЭД, параметры которого не соответствуют требованиям приводимого в движение механизма.

В содержание курсовой работы входят:

1)  определение мощности и выбор типа ЭД механизма подъема груза;

2)  расчет числа и величины ступеней пускорегулировочных сопротивлений;

3)  составление принципиальной электрической схемы управления электропривода механизма подъема груза.

1.  ЗАДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

Общие данные крана:

грузоподъемность крана: =20 т;

число циклов в час: =12;

линейное напряжение питающей трехфазной сети промышленной частоты: =380 В.

Механизм подъема груза:

масса крюка (захватного устройства): =750 кг;

средняя скорость подъема: =0,55 м/с;

средняя высота подъема: =7 м;

диаметр барабана лебедки: =0,5 м;

КПД лебедки при подъеме полного груза: =0,84.

2.  РАСЧЕТ МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА ГРУЗА

2.1.  Продолжительность цикла

 (с).

2.2.  Приближенная величина мощности, необходимая для подъема полного груза

 (кВт).

2.3.  Время работы двигателя подъема в течение одного цикла

 (с).

2.4.  Относительная продолжительность включения двигателя

%.

Приводим значение мощности к стандартному значению  = 15%:

 (кВт).

Выбираем двигатель типа MTH 713-10 со следующими данными:

=200 кВт при =15%; =582 об/мин; =458 А; =0,73; =90,5%; =305 А; =408 В; =7310 Н·м; =15 кг·м²; =0,9 кг·м²; =1900 кг.

2.5.  Моменты на валу двигателя:

-  при подъеме полного груза

 (Н·м),

где   – передаточное число редуктора,

где  – номинальная частота вращения двигателя, об/мин, при принятой средней скорости подъема груза, м/с;

 – радиус барабана лебедки, м; 

-  при опускании полного груза

 (Н·м),

где ;

-  при подъеме пустого захватного приспособления (крюка)

 (Н·м),

где ,

где  – коэффициент относительной загрузки механизма

;

-  при опускании пустого захватного приспособления (крюка)

 (Н·м).

2.6.  Определение мощностей, развиваемых двигателем при статической нагрузке. Построение механической характеристики

 (Н·м);

 (Н·м);

 (Н·м);

 (Н·м);

 (об/мин);

 (Н·м).

По механической характеристике  (рис. 2.1) при заданных значениях , , ,  определяем значения частот вращения: =587,5 об/мин;               =592,5 об/мин; =599,5 об/мин;  =600,5 об/мин.

Рис. 2.1

Установившееся значение скорости при различных режимах работы механизма подъема:

 (м/с);

 (м/с);

 (м/с);

 (м/с).

Установившееся значение мощности при различных режимах работы механизма подъема:

 (кВт);

 (кВт);

 (кВт);

 (кВт).

2.7.  Определение динамической нагрузки двигателя

Считаем, что управление двигателем осуществляется с помощью контакторного контроллера, при котором пуск в ход происходит в функции времени. Задаемся временем пуска =3,5 с, одинаковым для всех четырех режимов работы. Определяем для каждого режима работы величину динамического момента:

-  при подъеме полного груза

 (Н·м),

где  – время пуска, с;

 – суммарный вес поднимаемого груза, кг;

 – частота вращения ротора двигателя, об/мин;

 – скорость перемещения груза при соответствующей операции, м/с;

 – КПД механизма подъема при соответствующей операции. При спуске и подъеме пустого крюка , а при опускании груза  помещается не в знаменателе, а в числителе;       

-  при опускании полного груза

 (Н·м);

-  при подъеме пустого захватного приспособления (крюка)

 (Н·м);

-  при спуске пустого захватного приспособления (крюка)

 (Н·м).

2.8.  Определение пусковых моментов:

-  при подъеме груза

 (Н·м);

-  при опускании груза (применяем торможение противовключением)

 (Н·м);

-  при опускании груза при торможении с отдачей энергии в сеть (обычный способ опускания тяжелых грузов)

 (Н·м);

-  при подъеме крюка

 (Н·м);

-  при спуске крюка

 (Н·м).

Проверка двигателя на наибольший пусковой момент:

  .

2.9.  Определение времени работы с установившейся скоростью:

-  при подъеме полного груза

 (с),

где  – средняя высота подъема груза, м;

 – скорость передвижения груза при различных операциях, м/с;

 – заданное время пуска, с;

 – время замедления груза от момента отключения двигателя до момента его остановки под действием механического тормоза, с. Для всех операций принимается равным 2 с;   

-  при опускании полного груза

 (с);

-  при подъеме крюка

 (с);

-  при спуске крюка