Пример расчета №2
Исходные данные те же, что и в примере №1, за исключением типа руля. В данном примере руль полубалансирный
15. Предварительный расчет привода
15.1 Площадь пера руля
15.2 К установке принимаем два руля с площадью пера руля
15.3 Высота пера руля
15.4 Ширина пера руля
15.5 Сила давящая на перо каждого руля
Составим таблицу №1
Примем
Таблица 1 – Результаты расчетов
|
|
|
|
|
|
5 |
0,087 |
0,226 |
885 |
108,25 |
8334,7 |
10 |
0,174 |
0,252 |
800 |
108,25 |
15068,4 |
15 |
0,25 |
0,276 |
725 |
108,25 |
19620,3 |
20 |
0,342 |
0,305 |
660 |
108,25 |
24434,2 |
25 |
0,433 |
0,325 |
620 |
108,25 |
29060,8 |
30 |
0,5 |
0,35 |
570 |
108,25 |
30851,25 |
35 |
0,573 |
0,37 |
540 |
108,25 |
33494,7 |
40 |
0,643 |
0,393 |
510 |
108,25 |
35498,4 |
15.6 Строим зависимость (кривую) (см. рис. 8)
15.7 Расстояние
(радиус) от центра приложения силы
до оси баллера
где
- ширина балансирной части пера руля
15.8 Момент на баллере руля
Расчет сводим в
таблицу №2 и строим график зависимости
см. рис. 9.
15.9 Момент холостого
хода
Таблица 2 – Результаты расчета
|
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
30 |
35 |
40 |
|
0,064 |
0,127 |
0,184 |
0,254 |
0,302 |
0,362 |
0,41 |
0,466 |
|
533,4 |
1914 |
3610,1 |
6206,3 |
8776,4 |
11168,2 |
13732,8 |
16542,3 |
|
10668,8 |
3828 |
7220,3 |
12412,6 |
17552,7 |
22336,3 |
27465,7 |
33084,5 |
Рис. 8 Кривая
При построении на
оси М нужно отложить Мо
и от него плавно провести линию
,
как показано на графике. Тогда выход на
кривую на оси абсцисс отсечет
.
До угла
момент сопротивления является
отрицательным и двигатель компенсирует
только момент трения и передачи.
Рис. 9 Кривая
15.10 Максимальный момент на валу двигателя
15.11 Момент холостого хода
15.13 Номинальный момент
15.14 Угловая скорость холостого хода
15.15 Номинальная угловая скорость двигателя
15.16 Номинальная мощность двигателя
16. Предварительный выбор двигателя
16.1 Тип двигателя ПР62М
16.2 Номинальная
мощность
16.3 Номинальное напряжение
16.4 Номинальный
ток
16.5 Коэффициент
полезного действия
16.6 Частота вращения
16.7 Наибольшая
частота вращения
16.8 Маховой момент
16.9 Выбранный двигатель будет использоваться при напряжении 110 В, поэтому скорость его вращения будет снижена пропорционально снижению напряжения
где - напряжение двигателя по каталогу
- напряжение сети
- частота вращения
по каталогу
- частота вращения при снижении напряжения
16.10 Мощность двигателя при напряжении 110В
16.11 Номинальный момент
16.12 Скорость идеального холостого хода
16.13 Скорость соответствующая моменту Мо
16.14 Скорость
соответствующая
17. Проверка выбранного двигателя на время перекладки руля в режиме маневрирования
17.1 Скорость двигателя при пуске в момент выхода на естественную характеристику (принимаем )
17.2 Время разгона двигателя до выхода на естественную характеристику
где
17.3 Время разгона двигателя на естественной характеристики
17.4 Угол перекладки за время разгона
17.5 Время работы двигателя с моментом Мо
17.6 Время работы двигателя с моментом изменяющимся от Мо до Ммах
17.7 Время торможения двигателя (принимаем МТ = МП)
17.8 Полное время перекладки
Проверка выбранного двигателя на нагрев
18.1 Среднеквадратичный момент двигателя при перекладке руля с борта на борт
18.2 Время работы
двигателя с моментом Мо
при следовании судна по курсу (принимаем
)
18.3 Суммарное время работы двигателя
18.4 Время цикла
18.5 Время паузы
18.6 Среднеквадратичный момент двигателя при следовании судна по курсу
19. Выбор генератора
19.1 Мощность генератора
19.2 Габаритная мощность
19.3 Выбор генератора П51М
Номинальная
мощность
Номинальное напряжение
Номинальный ток (по току двигателя)
Номинальный к.п.д.
Номинальная частота
вращения
20. Выбор возбудителя
20.1 Мощность возбудителя
20.2 Выбираем в качестве возбудителя электромашинный усилитель ЭМУ12А со следующими параметрами:
Частота вращения 2850
к.п.д. агрегата 29,5%
а) электродвигатель (ЭМУ приводится от отдельного двигателя)
- напряжение 220/380В
- частота 50Гц
-
б) пусковая аппаратура
- магнитный пускатель
в) усилитель
- выходная мощность 0,35 кВт
- выходное напряжение 115 В
- число обмоток управления 2
- входная мощность 0,4 Вт
- ток управления ≥ 11 мА
21. Для возбуждения двигателя-исполнителя в этом случае необходимо применить статический выпрямитель и подключение его непосредственно к судовой сети
22. Приводной двигатель
22.1 Мощность двигателя
где
22.2 Выбираем двигатель
- тип 4А100L40М2
- мощность 4 кВт
- частота вращения 1450 об/мин
- напряжение 380 В
- ток линейный 8,7 А
- к.п.д. 83%
-
- кратность пускового тока 6,5
- кратность пускового момента 2,0
- кратность максимального момента 2,2
- скольжение 5,3%
- маховой момент 0,04492 кг∙м2
23. Исходя из выбранных машин и задания необходимо разработать принципиальную схему электропривода системы Г-Д
Приложение 1
Техническая характеристика двигателя постоянного тока
Тип электродвигателя |
Мощность, кВт |
Ток, А |
Частота вращения, об/мин |
к.п.д., % |
наибольшая частота вращения при ослаблении поля, об/мин |
Маховой момент, кг∙м2 |
|||||
ПБ11М |
0,33 |
1,9 |
3000 |
78,5 |
3500 |
0,0125 |
|||||
ПБ12М |
0,52 |
3 |
3000 |
78,5 |
3500 |
0,015 |
|||||
ПБ21М |
0,8 |
4,6 |
3000 |
79,0 |
3500 |
0,042 |
|||||
ПБ22М |
1 |
5,65 |
3000 |
80,5 |
3500 |
0,052 |
|||||
ПБ31М |
1,3 |
7 |
3000 |
84,0 |
3500 |
0,09 |
|||||
ПБ32М |
1,9 |
10 |
3000 |
86,0 |
3500 |
0,116 |
|||||
ПБ41М |
2,3 |
12,6 |
3000 |
82,5 |
3500 |
0,154 |
|||||
ПР51М |
3 |
15,4 |
3000 |
83,0 |
3000 |
0,178 |
|||||
ПР52М |
7,3 |
44 |
3000 |
75,0 |
3000 |
0,313 |
|||||
ПР61М |
9,5 |
54 |
3000 |
80,0 |
3000 |
0,38 |
|||||
ПР62М |
12 |
66,5 |
3000 |
82,0 |
3000 |
0,56 |
|||||
ПР71М |
16,5 |
87 |
3000 |
86,0 |
3600 |
0,65 |
|||||
ПР72М |
27,5 |
146 |
3000 |
85,6 |
3600 |
1,4 |
|||||
ПБ11М |
34 |
180 |
3000 |
87,5 |
3000 |
1,6 |
|||||
ПБ12М |
0,15 |
1 |
1500 |
88,0 |
3000 |
0,0125 |
|||||
ПБ21М |
0,23 |
1,4 |
1500 |
70,0 |
3000 |
0,015 |
|||||
ПБ22М |
0,35 |
2,2 |
1500 |
72,0 |
3000 |
0,042 |
|||||
ПБ31М |
0,5 |
3 |
1500 |
75,5 |
3000 |
0,09 |
|||||
ПБ32М |
0,65 |
3,75 |
1500 |
79,0 |
3000 |
0,116 |
|||||
ПР52М |
1 |
5,5 |
1500 |
82,0 |
2250 |
0,313 |
|||||
ПР61М |
4,2 |
24,2 |
1500 |
79,0 |
2250 |
0,38 |
|||||
ПР62М |
5,1 |
28,5 |
1500 |
81,0 |
2250 |
0,56 |
|||||
ПР71М |
7 |
36,7 |
1500 |
86,5 |
2250 |
0,65 |
|||||
ПР72М |
9,5 |
49,5 |
1500 |
86,5 |
2250 |
1,4 |
|||||
ПБ21М |
16 |
87 |
1500 |
84,0 |
2250 |
1,6 |
|||||
Продолжение приложения 1 |
|||||||||||
ПБ22М |
19,5 |
104 |
1500 |
85,4 |
2000 |
10,042 |
|||||
ПБ31М |
0,24 |
1,55 |
1000 |
7,05 |
2000 |
0,052 |
|||||
ПБ32М |
0,35 |
2,3 |
1000 |
69,5 |
2000 |
0,09 |
|||||
ПБ41М |
0,45 |
2,75 |
1000 |
74,5 |
2000 |
0,116 |
|||||
ПР51М |
0,65 |
3,7 |
1000 |
79,5 |
2000 |
0,154 |
|||||
ПР52М |
0,7 |
4,3 |
1000 |
74,0 |
1600 |
0,178 |
|||||
ПР61М |
1 |
5,9 |
1000 |
77,0 |
1600 |
0,313 |
|||||
ПР62М |
2,6 |
14,6 |
1000 |
80,5 |
1600 |
0,38 |
|||||
ПР71М |
3,4 |
19,2 |
1000 |
82,0 |
1600 |
0,56 |
|||||
ПР72М |
4,3 |
23 |
1000 |
84,5 |
2000 |
0,65 |
|||||
Приложение 2
Технические характеристики генераторов со стабильным напряжением 115 и 230 В мощностью 1,25 – 200 кВт
Тип генератора |
Мощность, кВт |
Частота вращения, об/мин |
КПД при номинальной нагрузке, % |
|
При 115 В |
При 230 В |
|||
П21М |
1,25 |
2850 |
76,0 |
77,0 |
П22М |
1,75 |
2850 |
81,0 |
80,5 |
П31М |
2,6 |
2850 |
82,2 |
82,5 |
П32М |
3,8 |
2850 |
85,2 |
85,5 |
П40М |
5,5 |
2850 |
78,7 |
78,0 |
П41М |
6,5 |
2850 |
79,5 |
79,0 |
П42М |
8,0 |
2850 |
80,0 88,0 85,5 |
|
П51М |
12,5 |
2850 |
||
П52М |
16,0 |
2850 |
||
П61М |
23,0 |
2850 |
84,0 |
84,5 |
П62М |
28,0 |
2850 |
88,0 |
87,5 |
П71М |
35,0 |
2850 |
82,5 |
84,5 |
П72М |
44,0 |
2850 |
- |
85,5 |
ПМ81 |
56,0 |
2850 |
- |
87,0 |
ПМ82 |
7,0 |
2850 |
- |
88,0 |
П41М |
2,85 |
2850 |
69,5 |
- |
П42М |
3,6 |
1450 |
72,0 |
- |
П51М |
6,0 |
1450 |
86,0 81,5 |
|
П52М |
8,0 |
1450 |
||
П61М |
10,5 |
1450 |
81,0 |
83,5 |
П62М |
13,5 |
1450 |
82,0 |
82,5 |
П71М |
16,5 |
1450 |
81,5 |
|
П72М |
22,0 |
1450 |
82,0 |
85,5 |
ПМ81 |
32 |
1450 |
84,0 |
- |
ПМ82 |
43 |
1450 |
86 |
- |
ПМ91 |
57 |
1450 |
85,0 |
- |
ПМ92 |
60 |
1450 |
- |
86,0 |
ПМ101 |
86 |
1450 |
- |
88,0 |
Продолжение приложения 2 |
||||
ПМ102 |
100 |
1450 |
- |
89,0 |
ПМ111 |
165 |
1450 |
- |
89,0 |
ПМ112 |
200 |
1450 |
- |
90,0 |
ГПМ3 |
100 |
1450 |
- |
90,0 |
ГПМ3 – 1 |
100 |
1500 |
- |
91,0 |
ПД150 – 5 |
200 |
500 |
- |
91,0 |
Примечание. Прочерки в графе «КПД при номинальной нагрузке» означают, что на данное напряжение генераторы не изготовляются |
||||
Тип электро- двигателя |
Мощ-ность, кВт |
Частота вращения, об/мин |
Линейный ток, А |
КПД, % |
|
Крат-ность пус-кового тока |
Кратность момента |
Сколь-жение % |
Маховой момент |
|||
220В |
350В |
Пус-кового |
Макси-мального |
Мини-мального |
||||||||
4А100S4ОМ2 |
3,0 |
1420 |
11,6 |
6,7 |
81,0 |
0,83 |
6,5 |
2,0 |
2,2 |
1,6 |
5,3 |
0,03472 |
4А100L4ОМ2 |
4,0 |
1420 |
15,0 |
8,7 |
83,0 |
0,84 |
6,5 |
2,0 |
2,2 |
1,6 |
5,3 |
0,04492 |
4А112М4ОМ2 |
5,5 |
1450 |
20,0 |
12,0 |
85,5 |
0,85 |
7,5 |
2,0 |
2,2 |
1,6 |
3,3 |
0,0665 |
4А132S4ОМ2 |
7,5 |
1450 |
26,0 |
15,0 |
87,5 |
0,86 |
7,7 |
2,0 |
2,2 |
1,6 |
3,3 |
0,105 |
4А132М4ОМ2 |
11,0 |
1450 |
38,0 |
22,0 |
87,5 |
0,87 |
7,5 |
2,0 |
2,2 |
1,6 |
|
0,161 |
4А160S4ОМ2 |
15,0 |
1460 |
50,6 |
29,3 |
88,5 |
0,88 |
7,0 |
1,4 |
2,2 |
|
|
|
Приложение 3