Разработка электромеханической системы для перемещения грузов по наклонной плоскости длиной 42 метра вдоль рельсового пути

Предварительный выбор двигателя

Принимая что тележка движется равномерно и равноускоренно строим тахограмму и нагрузочную диаграмму (см.рис.2.)

Рис.2 Тахограмма (а) и нагрузочная диаграмма (б) грузоподъемной лебедки: на промежутке (0;t₁) происходит разгон тележки до максимальной скорости; (t₁;t₂) - движение тележки на установившейся максимальной скорости; (t₂;t₃) - торможение тележки до минимальной скорости; (t₃;t₄) - движение тележки на установившейся минимальной скорости; (t₄;t₅) - торможение тележки до ее остановки; (t₅;t₆) - пауза в движении тележки; промежуток (t₆;t₁₁) описывает тот же самый процесс движения тележки, но в обратную сторону к исходному пункту.

Определим массу противовеса m_n

Находим m_n из условия равномерной загрузки привода при подъеме груза и спуске пустой тележки:

Масса противовеса

Определяем продолжительность интервалов времени на тахограмме

Определяем время работы привода

Продолжительность цикла

Определим продолжительность включения ПВ (%)

Определим моменты инерции с грузом и без груза, учитывая момент инерции барабана

Рассчитываем динамические моменты механизма,  пренебрегая моментами инерции двигателя и редуктора

Результирующие усилие на барабане электропривода грузоподъемной тележки  определяем при подъеме груза и при спуске (без груза) по следующим формулам  усилия механизма

- учитывает трение реборд колес о рельсы;

- коэффициент трения качения колес о рельсы;

 - коэффициент трения скольжения в цапфах.

=[(2800 +12500)·9,81· sin 45⁰ + 2·1,3·(0,08 · 0,5 · 8,5 · 10^-2 + 0,5 · 10^-3) х

х (2800 + 12500) · 9,81 · cos 45⁰ / 0,4 – 6400 · 9,81] / 0,9 = 51150 Н;

= [2800 · 9,81 · sin 45⁰ + 2 · 1,3 ·(0,08 · 0,5 · 8,5 · 10^-2 + 0,5 · 10^-3) · 2800 · 9,81 х

х cos 45⁰ / 0,4 – 6400 · 9,81] / 0,9 = – 47630 Н.

Определяем моменты на барабане с грузом и без груза

Проведем предварительный выбор двигателя по среднеквадратическому значению

 где  К_з=1,1 – коэффициент запаса.

Разобьем на слагаемые числитель подкоренного выражения:

Тогда

Расчитаем значение мощности,  по которой выбираем двигатель из каталога

ПВ_ст=100%; η_ред=0,95

Выбираем по справочнику [1] двигатели на продолжительность включения 100 % и мощность 27-30 кВт и редукторы[2]

Таблица 1

Технические данные выбранных двигателей

По таблице 1 выбираем второй вариант, так как он по времени быстродействия электропривода () меньше первого.

Рассчитаем моменты инерции с грузом и без него

Параметры выбранного двигателя 2ПФ250LУХЛ4

Номинальное напряжение   

Uн = 220;

Номинальный ток якоря

Iн = 154,8 А;                        

КПД двигателя

η_дв = 82,2;

Номинальная скорость вращения

n_Н = 600 об/мин;

Сопротивление обмотки якоря при 15 °С

Rян15 = 0,082 Ом;

Сопротивление обмотки добавочных полюсов при 15 °С;

Rдп15 = 0,047 Ом;

Сопротивление обмотки возбуждения при 15 °С

Rов15 = 33,4 Ом .

Количество витков обмотки возбуждения

W_В = 1000 витков

Находим сопротивление обмоток,  приведенных к рабочей температуре

Определяем номинальную угловую скорость двигателя и параметр двигателя КФн

Определим скорость идеального холостого хода двигателя

Определим минимальную угловую скорость двигателя

Определим номинальный механический момент двигателя

Определим электромагнитный номинальный момент

Находим номинальный ток возбуждения двигателя

Рассчитаем номинальную намагничивающую силу

По кривой намагничивания [3] находим Фн

Определим конструктивный коэффициент двигателя