Электропривод механизма подъёма тали по системе ПЧ-АД

Министерство образования Республики Беларусь

Белорусский Национальный Технический Университет

Кафедра «ЭАПУ и ТК»

Группа 107610

Курсовой проект

по дисциплине «Теория электропривода» на тему:

“Электропривод механизма подъёма тали по системе ПЧ - АД”

                                                                Исполнитель: Кафанов Н.В.

                                                               Руководитель: Фираго Б.И.

Минск – 2003 г.

СОДЕРЖАНИЕ.

1.Описание работы механизма………………………………………………

2.Расчёт статической мощности и времени выполнения технологических операций за цикл работы……………………………………………………

3.Построение  и нагрузочной диаграмм механизма и предварительный выбор мощности электродвигателя…………………….

4.Выбор типа электродвигателя и расчёт оптимального передаточного числа редуктора……………………………………………………………….

5.Расчёт и построение упрощённой скоростной и нагрузочной диаграмм ЭП за цикл работы…………………………………………………………….

6.Предварительная проверка двигателя по нагреву и перегрузочной способности……………………………………………………………………

7.Расчёт и построение естественной механической и электромеханической характеристик электродвигателя………………………………………………

8.Расчёт искусственных механических характеристик, обеспечивающих выполнение технологических операций………………………………………

9.Выбор преобразователя………………………………………………………

10.Расчёт переходных процессов за цикл работы и построение кривых w(t), M(t),I(t), ∆P(t) ……………………………………………………………..

11.Окончательная проверка двигателя по нагреву и перегрузочной способности…………………………………………………………………….

12.Расчёт расхода электроэнергии, потерь электроэнергии за цикл работы и циклового к.п.д………………………………………………………………..

13.Заключение………………………………………………………………….

14.Литература…………………………………………………………………..

1.ОПИСАНИЕ РАБОТЫ МЕХАНИЗМА.

В данном курсовом проекте рассматривается электропривод механизма подъема тали по системе ПЧ-АД.

Исходные данные:

-  номинальная грузоподъемность - m_ном=4000 кг;

-  масса крюка - m_к =60 кг;

-  номинальная скорость подъёма – v=12 м/мин=0,2 м/с;

-  посадочная скорость – vпос=1 м/мин=0,017 м/с;

-  высота подъёма – Н=30 м;

-  диаметр барабана – D=0,6 м;

-  кратность полиспаста – i=2;

-  номинальное к.п.д. передачи - =90%;

-  время цикла – tц=20 мин.

Цикл работы: 1)опускание крюка с высоты 30м, 2)загрузка, 3)подъем ном. груза на высоту 30м, 4)перемещение, 5)опускание ном. груза, 6)разгрузка, 7)подъём крюка на высоту 30 м, 8) пауза.

Кинематическая схема подъёма тали представлена на рис 1.1:

      

 

Рис. 1.1: Кинематическая схема подъёма тали.

 

 

2.РАСЧЁТ СТАТИЧЕСКОЙ МОЩНОСТИ И ВРЕМЕНИ ВЫПОЛНЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ ЗА ЦИКЛ РАБОТЫ.

Номинальная грузоподъёмность крана:

;

Вес крюка:

;

Статическая мощность двигателя при подъеме ном. груза:

где:

v_ном – номинальная скорость подъема груза, м/с

ή_ном – номинальный к.п.д.

Статическая мощность двигателя при опускании ном. груза:

Коэффициент загрузки:

;

К.п.д. передачи:

;

где      = коэффициент, принимаемый равным 0,085

Статическая мощность двигателя при подъеме крюкаа:

;

Статическая мощность двигателя при опускании крюка:

;

Рассчитаем время выполнения технологических операций:

Время подъема и опускания ном. груза и крюка на высоту Н= 30м:

Продолжительность работы за время цикла:

Время пауз за цикл:

Примем продолжительность паузы на каждом участке:

3.ПОСТРОЕНИЕ СКОРОСТНОЙ И НАГРУЗОЧНОЙ ДИАГРАММ МЕХАНИЗМА И ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ.

По результатам расчетов c помощью программы matlab 6.5 строим скоростную и нагрузочную диаграммы механизма:

Рис. 3.1: Скоростная диаграмма механизма.

Рис. 3.2: Нагрузочная диаграмма механизма.

Продолжительность включения:

ПВ(%)=%;

По нагрузочной диаграмме Р_с=f(t), определяем эквивалентную мощность.

Статическая эквивалентная мощность за рабочий период:

Так как время цикла tц=20 мин, то режим работы длительный с переменной нагрузкой. Пересчитаем мощность на длительный режим работы, ПВ=100%:

Расчетная мощность:

где:

          – коэффициент запаса мощности.

5. РАСЧЁТ И ПОСТРОЕНИЕ УПРОЩЁННОЙ СКОРОСТНОЙ И НАГРУЗОЧНОЙ ДИАГРАММ ЭП ЗА ЦИКЛ РАБОТЫ.

Упрощенная нагрузочная диаграмма используется для предварительной проверки двигателя по нагреву и перегрузочной способности.

Радиус приведения:

Допустимое угловое ускорение:

Момент инерции барабана:

Момент инерции ЭП при подъеме и опускании номинального груза:

          Момент инерции ЭП при подъёме и опускании крюка:

Время разгона и торможения:

Динамический момент ЭП при работе с номинальным грузом:

Динамический момент ЭП при работе без номинального груза:

Статический момент на валу двигателя при подъёме номинального груза:

Статический момент на валу двигателя при опускании номинального груза:

Статический момент на валу двигателя при подъёме крюка:

Статический момент на валу двигателя при опускании крюка:

Электромагнитный момент при разгоне и опускании крюка:

Электромагнитный момент при опускании крюка с постоянной скоростью:

Электромагнитный момент при торможении и опускании крюка:

Электромагнитный момент при разгоне и подъёме номинального груза:

Электромагнитный момент при подъеме номинального груза с постоянной скоростью:

Электромагнитный момент при торможении и подъёме номинального груза:

Электромагнитный момент при разгоне и опускании номинального груза :

Электромагнитный момент при опускании номинального груза с постоянной скоростью:

Электромагнитный момент при торможении и опускании номинального