Тема 1.3 Электрическое и электромеханическое оборудование

Общепромышленных механизмов

Практическое занятие № 29

Проверка выбранного двигателя на нагрев и перегрузочную способность

Формируемая компетенция:

ПК 1.1. Выполнять наладку, регулировку и проверку электрического и электромеханического оборудования.

Цель работы:

1. Повторить теоретический материал.

2. Освоить методику проверки электропривода кранового механизма на нагрев и перегрузочную способность, построение механических характеристик и нагрузочной диаграммы двигателя крана

Выполнив работу, Вы будете:

уметь:

- определять электроэнергетические параметры электрических машин и аппаратов, электротехнических устройств и систем;

- организовывать и выполнять наладку, регулировку и проверку электрического и электромеханического оборудования;

Материальное обеспечение:

калькулятор, конспект лекций, справочник

Задание:

Проверить выбранный двигатель кранового механизма на нагрев и перегрузочную способность, построить механические характеристики и нагрузочную диаграмму двигателя крана

Порядок выполнения работы:

1 Построить механическую характеристику двигателя кранового механизма

2. Двигатель привода механизма передвижения крана проверить на нагрев

3. Двигатель привода механизма передвижения крана проверить на нагрев на перегрузочную способность

4. Построить нагрузочную диаграмму двигателя кранового механизма

Ход работы:

Алгоритм расчета

Расчет и построение естественной механической характеристики асинхронного двигателя

Так как характеристика АД нелинейна, то для ее построения необходимо рассчитать четыре основные точки, соответствующие четырем основным режимам:

- первая точка соответствует режиму синхронного вращения ВМП статора и ротора;

- вторая точка соответствует номинальному режиму;

- третья точка соответствует критическому режиму;

- четвертая точка соответствует пусковому режиму.

Частота вращения ВМП статора n₁, об/мин

где f₁ – частота тока статора двигателя; если двигатель включен непосредственно в сеть, то f₁=50 Гц;

р – число пар полюсов; последняя цифра в типе двигателя, деленная на 2,

Номинальное скольжение S_HOM

Номинальный момент двигателя Мном, Н·м

Перегрузочная способность двигателя λдв

где М_КР – критический момент двигателя, Нм, М_КР = М_max =196 Нм

Критическое скольжение Sкр

Критическая частота вращения nкр, об/мин

Пусковой момент Мпуск, Н·м

Естественная механическая характеристика асинхронного двигателя показана на рисунке 41

Рисунок 41 - Естественная механическая характеристика асинхронного двигателя

Проверка выбранного двигателя на нагрев

Расчет статических моментов.

Статический момент, приведенный к валу двигателя при перемещении с грузом М_ПГ, Н·м

где  – количество двигателей, шт

Статический момент, приведенный к валу двигателя при перемещении без груза М_ПО, Н·м

где η₀ – КПД холостого хода, определяется по кривым (рисунок 42), в зависимости от коэффициента загрузки Кз

6

5

4

3

2

1

Рисунок 42 – Зависимость КПД от нагрузки крановых механизмов: 1-6 кривые, соответствующие номинальным КПД соответственно 65, 70, 75, 80, 85, 90%

Расчет моментов инерции, приведенных к валу двигателя.

Момент инерции поступательно - движущихся тел, приведенный к валу двигателя

- при перемещении с грузом J_ПГ, кг·м²

где _ДВ – угловая скорость вращения, рад/с;

- при перемещении без груза J_ПО, кг·м²

Момент инерции вращающихся элементов системы, приведенный к валу двигателя J_ВР, кг·м²

где k₁ – коэффициент запаса; k₁ = 1,1 ….. 1,2 /2, стр. 21/;

J_Р – момент инерции двигателя, кг·м²;

J_M – момент инерции муфты, кг·м²

J_M = (0,1 … 0,2) · J_Р,

J_ТШ – момент инерции тормозного шкива, кг·м²

J_ТШ = 0,3 · J_Р

Полный момент инерции

- при перемещении с грузом J_{ПОЛН.Г ,} кг·м²

- при перемещении без груза J_{ПОЛН.О ,} кг·м²

Расчет динамических моментов.

Динамический момент системы

- при разгоне с грузом М_ДИН.Г., Н·м

где - предельно допустимое угловое ускорение двигателя, рад/с²;

где а_max – максимальное линейное ускорение; при разгоне с грузом а_max = (0,1…0,3) м/с², при разгоне без груза а_max = (0,3…0,8), м/с²

- при разгоне без груза М_ДИН.О., Н·м

При расчете динамических моментов необходимо соблюдение условия:

М_ДИН.Г ≥ М_ДИН.0. Это осуществляется путем подбора линейного ускорения а_max. Если вес перемещаемого груза и вес механизма мало отличаются друг от друга, то а_max следует принимать одинаковым.

Расчет пусковых моментов.

Пусковой момент, развиваемый двигателем

- при движении с грузом Мпуск.г, Н м

- при движении без груза Мпуск.о, Н м

Расчет тормозных моментов.

Тормозной момент, развиваемый двигателем

- при движении с грузом М_ТГ, Н·м

М_ТГ = к₂  М_ПГ ,

где к₂ – коэффициент запаса торможения, к₂ = 1,25 /2, стр.23/

- при движении без груза М_ТО, Н·м:

М_ТО = к₂  М_ПО

Расчет времени переходных процессов.

Время разгона механизма

- с грузом t_ПГ, с

- без груза t_ПО, с

Время торможения механизма

-с грузом t_ТГ, с

- без груза t_ТО, с

Расчет скоростей передвижения крана.

Фактическая скорость передвижения крана

- с грузом Vг, м/с

где ω_ПГ – значение угловой скорости, соответствующее развиваемому моменту М_ПГ, определяется по естественной механической характеристике двигателя

- без груза Vо, м/с

где ω_ПО – значение угловой скорости, соответствующее развиваемому моменту М_ПО определяется по естественной механической характеристике двигателя

Пути, пройденные краном при пуске и торможении

- при пуске с грузом S_ПГ, м

- при пуске без груза S_ПО, м

- при торможении с грузом S_ТГ, м

- при торможении без груза S_ТО, м

Путь движения с установившейся скоростью

- с грузом S_УГ, м

S_УГ = L – S_ПГ – S_ТГ

- без груза S_УО, м

S_УО = L – S_ПО – S_ТО

Время установившегося движения

- с грузом t_УГ, с

- без груза t_УО, с

Фактическая продолжительность включения ПВф, %

где t_P – время работы, с

t_P = t_ПГ + t_УГ + t_ТГ + t_ПО + t_УО + t_ТО

Время пауз t_О, с

Расчетный эквивалентный момент М_ЭР, Нм

Эквивалентный момент, пересчитанный на стандартное значение ПВст, М_Э , Н м

Так как М_НОМ ≥ М_Э, - двигатель на нагрев проходит.

Нагрузочная диаграмма показана на рисунке 43.

Рисунок 43- Нагрузочная диаграмма

Проверка двигателя на перегрузочную способность

Условие проверки:

λ_РАСЧ.≤ λ_ДВ,

где _расч – расчетная перегрузочная способность двигателя;

где М_мax – максимальный из моментов нагрузочной диаграммы, Н·м

_дв - каталожная перегрузочная способность

где М_мax – максимальный момент двигателя, выбранного из каталога, Н·м

_{Так как} λ_РАСЧ. < λ_{ДВ выбранный двигатель проходит на перегрузочную способность}

Форма представления результата:

Работа в тетради. Ответы на контрольные вопросы:

1. Какой метод проверки двигателя на нагрев используется в данной практической работе?

2. Ваши дальнейшие действия, если двигатель не проходит на нагрев и перегрузочную способность?

3. Что характеризует перегрузочная способность двигателя?

4. Каким моментом ограничивается перегрузочная способность двигателя?

5. Что называется нагрузочной диаграммой?

6.Что называется естественной механической характеристикой двигателя?