Расчет переходных процессов

Построение естественной и искусственной механических

Характеристик

 

Построение механических характеристик выполняется на основании формулы Клосса

При построении используются кратности максимального и текущего значения.

Кратность максимального момента

;

.

Критическое скольжение

;

.

Искусственные механические характеристики строятся с учетом введения добавочного активного сопротивления в цепь ротора. При этом кратность максимального момента остается неизменной, а величина критического скольжения изменяется и для каждой ступени сопротивления вводимого в цепь ротора определяется по формуле:

;

Расчет производится для текущих значений скольжения S=0÷1 с интервалом 0,05, поэтому эти расчеты целесообразно производить с помощью компьютера по программе «Excel».

Данные расчета приведены в таблице 1.

Таблица 1:Данные расчетов механических характеристик.

Mmax	2,03
Sн	0,085			RHP	0,6		Ri1	4,18		3,07
n0							Ri2	2,76		2,02
Skp	0,440						Ri3	1,85		1,36							0,323
							Ri4	1,25		0,92
							Ri5	0,84		0,62
S	0,00	0,10	0,27	0,30	0,40	0,50	0,60	0,70	0,80	0,90	1,00
M	0,00	0,88	1,80	1,89	2,02	2,01	1,94	1,83	1,71	1,60	1,50
Sи5	0,00	0,10	0,27	0,30	0,40	0,50	0,60	0,70	0,80	0,90	1,00
Mu5	0,00	0,64	1,48	1,60	1,85	1,99	2,03	2,01	1,96	1,89	1,81
Sи4	0,00	0,10	0,27	0,27	0,40	0,50	0,60	0,70	0,80	0,90	1,00
Mu4	0,00	0,44	1,09	1,09	1,49	1,71	1,86	1,96	2,01	2,03	2,02
Sи3	0,00	0,10	0,27	0,30	0,40	0,50	0,60	0,70	0,80	0,90	1,00
Mu3	0,00	0,30	0,77	0,86	1,10	1,32	1,50	1,65	1,78	1,87	1,94
Sи2	0,00	0,10	0,27	0,30	0,40	0,50	0,60	0,70	0,80	0,90	1,00
Mu2	0,00	0,20	0,53	0,59	0,77	0,95	1,11	1,25	1,39	1,51	1,61
Sи1	0,00	0,10	0,27	0,30	0,40	0,50	0,60	0,70	0,80	0,90	1,00
Mu1	0,00	0,13	0,35	0,39	0,52	0,65	0,77	0,88	0,99	1,10	1,20

 

 

 

Рис.5 График естественной и искусственных механических характеристик

 

Расчет переходных процессов

 

Расчет переходных процессов заключается в определении времени закорачивания каждой ступени сопротивления регулировочного реостата.

Время закорачивания первой ступени определяется по формуле:

 

где – момент инерции двигателя, кг/м²;

- кратности частоты вращения ротора на соответствующих ступенях

сопротивления.

- кратности максимального и минимального динамических

моментов.

;

;

;

;

.

Время закорачивания последующих ступеней определяется по следующим соотношениям:

 

 

По полученным данным строятся графики переходных процессов

Рис.6 Графики переходных процессов

 

2.8 Обоснование и выбор схемы управления

 

Выбор схемы управления определяется принятым типом аппарата управления.

Для привода проектируемого механизма используются двигатель, работающий в режиме «С». При мощности двигателя до 30 кВт управление двигателем целесообразно осуществлять с помощью силового кулачкового контроллера, с помощью которого выполняется пуск, остановка, регулирование частоты вращения и реверс. Такая схема управления называется контроллерной.

Кулачковый контролер устанавливается в кабине крановщика. Приводным органом кулачкового контроллера является рукоятка, каждое положение которой имеет фиксацию.

Для защиты от КЗ и перегрузок применяется реле максимального тока с втягивающимися катушками типа РЭ – 570.

Для предотвращения переходов механизмов тележки предельно допустимых, а также блокировки открывания люка кабины используются конечные выключатели.

Для механизма передвижения используются конечные выключатели с самовозвратом в исходное положение типа КУ- 701.

Для защиты от понижения напряжения применяются контакторы.

 

2.9 Выбор основного электрооборудования крана

 

Электрооборудование крана выбирается в соответствии и в том количестве как это требуется по схеме управления.

 

2.9.1 Выбор силового кулачкового контроллера

 

Кулачковые контроллеры выбираются по следующим условиям:

1) По назначению механизма, типу и числу двигателей

2) По числу рабочих положений рукоятки контролера

3) По наибольшему пусковому току

;

Для передвижения тележки применяется асинхронный двигатель с фазным ротором.

При числе ступеней сопротивления m= 5, число рабочих положений должно равно пяти.

Определяем пусковой ток двигателя

.

Выбираем силовой кулачковый контроллер типа ККТ- 61А

.

 

2.9.2 Выбор реле максимального тока

 

Реле максимального тока выбирается по току втягивающей катушки:

;

.

Выбираем ток втягивающей катушки:

.

Выбираем реле типа: РЭ-570

 

2.10 Расчет главных троллеев

 

В производственных помещениях с нормальной средой токопровод к кранам выполняется жесткими троллеями из уголковой стали

По условиям механической прочности размеры уголка находятся в пределах 50х50х5 (75х75х10).

Для двигателей работающих в повторно-кратковременном режиме сечение троллеи выбираются по расчетному току.

Таблица 2 Технические данные двигателей мостового крана

Наименование механизма	Тип двигателя	Рн, кВт	Iн, А	ПВн %	при ПВн=25%
Рн, кВт	Iн, А
Мост	МТF211 - 6
Тележка	МТF211 - 6
Подъем	МТН611 - 10
Итого

 

 

Расчетная мощность составит:

где и – коэффициенты, учитывающий режим работы:

;

.

Расчетный ток:

;

где средний коэффициент мощности для крановых двигателей.

.

Выбираем уголок с размерами 50х50х5

Выбранный уголок необходимо проверить по потери напряжения при протекании по ним максимального тока:

;

где – кратность пускового тока при выборе троллеев:

- номинальный ток наибольшего по мощности двигателя при ;

суммарный номинальный ток остальных двигателей, при ;

.

Расчетная потеря напряжения составит:

;

где фактическая длина перемещения крана;

.

m – коэффициент определяемый по таблице в зависимости от размеров

уголка и значении : ;

.

Следовательно для снижения потери напряжения троллеи целесообразно подключить в середину пролета, тогда:

;

 

Техника безопасности

 

3.1 Техника безопасности при эксплуатации электрооборудования мостового крана

 

Электрооборудование мостовых кранов выполняется и эксплуатируется в соответствии с «Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъемных кранов». Рабочее напряжение 380В.

Для защиты питающих проводов и электродвигателей от токов к.з. и значительных перегрузок (выше 225%) на кранах предусматривается максимальная токовая защита с помощью реле максимального тока или автоматических выключателей. Плавкие предохранители используют только для защиты цепей управления. Для предотвращения самозапуска двигателей, т.е. самопроизвольного пуска их при восстановлении напряжения сети после перерыва в электроснабжении, в электрических схемах кранов используют совместно с «нулевой» защитой блокировку нулевой позиции контроллеров. Для безопасности обслуживания электрооборудования люк для выхода из кабины на мост снабжается конечным выключателем, снимающим напряжение со вспомогательных троллеев при открывании люка. Все токоведущие части в кабине крана полностью ограждаются. Механизмы кранов оснащаются тормозами замкнутого типа с электромагнитами, которые автоматически растормаживают механизм при включении и затормаживают его при отключении двигателя. Металлоконструкции кранов и все металлические части электрооборудования, которые могут оказаться под напряжением из-за порчи изоляции, должны быть заземлены. Соединение с контуром заземления цеха осуществляется через подкрановые пути.

 

3.2 Заземление мостовых кранов

 

Согласно ПУЭ для обеспечения безопасности людей все металлические части электрооборудования крана, по которым нормально ток не проходит, должны быть заземлены.

При монтаже электрооборудования мостовых кранов заземляются: корпуса электродвигателей; кожухи всех аппаратов; стальные трубы, в которых проложены провода; сетки, ограждающие панели; каркасы пусковых и регулировочных резисторов; кожухи контроллеров и т.д. Корпуса отдельных электроаппаратов и машин, например: защитной панели, командоконтроллеров, электродвигателей - при помощи заземляющих проводников присоединяются к магистрали заземления, которая соединяется с металлоконструкциями крана.

Заземление металлоконструкций мостовых кранов выполняется через подкрановые пути и ходовые колеса. Стыки рельсов должны быть надежно соединены перемычками или сваркой, образуя при этом непрерывную электрическую цепь.

Присоединение заземляющего провода к рельсовым путям крана должно выполняться при помощи сварки, а присоединение к корпусам электродвигателей, аппаратов при помощи болтовых соединений, обеспечивающих надежный контакт.

 

Литература

 

1. Зимин Е.Н. Электрооборудование промышленных предприятий и установок. –М.: Энергоиздат, 1981. – 544с.

2. Справочник. Крановое оборудование/ под ред. А.А. Рабиновича. – М.: Энергия, 1979. – 238с

3. Справочник по проектированию подъемно-транспортных машин/ под ред. Ф.Л. Марон. – Минск.: Высшая школа, 1977. –272с.

4. Справочник по расчету электрооборудования и сетей/ под ред. –В.И. Круповича – М.: Энергоиздат, 1981. – 406с.

5. А.Б. Перницкий, А.П. Шабашов. Мостовые краны общего назначения. – М.: Машигиз, 1961 – 542с.