Крановое электрооборудование

Механическая блокировка, препятствующая дистанционному и автоматическому управлению арматурой, если она предусмотрена конструкцией электропривода. Для этого должно быть предусмотрено специальное устройство формирования дискретного сигнала для организации информации о положении ручного дублера в системы контроля и управления.

 

 

 

 

2 Расчетный раздел

2.1 Расчет мощности и выбор  двигателя привода

 

Статическая мощность на валу электродвигателя подъемной лебедки при подъеме груза, в кВт определяется следующим образом:

 

Рст.гр.под = ((G+ G0) Vн 10-3)/hнагр

 

где G=m∙g=30∙103∙ 9,8=294000H-вес поднимаемого груза;

m-номинальная грузоподъемность, кг;

g-ускорение свободного  падения, м/с2;

G0=m0∙g=0,8∙103∙9,8=7840Н-веспустого захватываю щего приспособления;

m0 - масса пустого захватывающего приспособле ния, кг;

Vн = 4,6м/мин = 0,07 м/с - скорость подъема груза;

hнагр = 0,84 - КПД под нагрузкой.                                                                                                                                                                                                                                                 

Р ст.гр.под .=((294000+7840)*0,07*10-3/0,84 = 25,15 кВт.

Мощность на валу электродвигателя при подъеме пустого захватывающего

приспособления, кВт:

 

Р ст.п.гр.= (G vн10-3)/hxx

 

где hхх=0,42 - КПД механизма при холостом ходе

Рст.п.гр.= 25,15 0,07 10-3/0,42 =4,2 кВт.

Мощность на валу электродвигателя обусловленная весом груза, кВт:

 

Ргр.=(G+G0) vс 10-3

 

где vс=vн=0,07 м/с - скорость спуска.       

Ргр=(294000+7840)*0,07*10-3=21,12 кВт.

Мощность на валу электродвигателя, обусловленная силой трения, кВт:

 

Ртр.= ((G+ G0) hнагр) (1 - hнагр.) vc 10-3

 

Ртр .= (294000+7840/0,84) * (1-0,84) * 0,07 * 10-3 = 4,88 кВт.

Так как выполняется условие Ргр > Ртр, следовательно, электродвигатель работает в режиме тормозного спуска.

Мощность на валу электродвигателя при тормозном спуске, определяется

следующим способом, кВт:

 

Рт.сп.=(G+G0) Vс (2-(1/hнагр.))*10-3

 

Рст.сп.=(294000+7840)*0,07*(2-1/0,84)*10-3=14,8 кВт.

Мощность на валу электродвигателя во время спуска порожнего

захватывающего приспособления, кВт:

 

Рс.ст.о.=G0∙Vс∙ (1/hxx-2) ∙10-3

 

Рс.ст.о.=7840∙0,07(1/0,42-2) ∙10-3=0,2 кВт.

После определения статических нагрузок рассчитаем нагрузочный график механизма подъема мостового крана для наиболее характерного цикла работы (Таблица 2)

Время подъема груза на высоту Н:

tр1= Н/ V=6/0,07= 85,7 сек.

где Н-высота подъема груза, м.

Время перемещения груза на расстояние L:                 

t01=l/Vr =60/1,25= 48 сек.

4 Время для спуска  груза:

tр2=Н/Vн=7/0,07  =85,7 сек.

Время на зацепление груза и его отцепления:

t02= t 04=200 сек.

Время подъема порожнего крюка:

tр3= Н/Vн=7/0,07  =85,7 сек.

Время необходимое для возврата крана к месту подъема нового груза:

t03= L/Vкр=60/1,25 =48 сек.

Время спуска порожнего крюка:

tр4= Н/Vн=7/0,07  =85,7 сек.

 

Таблица 2- Рабочий цикл механизма подъема.

Участки	Подъем груза	пауза-	Спуск груза	пауза	Подъем крюка	пауза	Спуск крюка	пауза
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Рс, (кВт)	25,15	0	21,12	0	4,2	0	0,2	0
t, (cек)	85,7	48	85,7	200	85,7	48	85,7	200

 

Суммарное время работы электродвигателя:

S tр=tр1+ tр2+ tр3+ tр4=48 5,7 = 342,8 сек.

Суммарное время пауз:

S t0=t01+t02+t03+t04=48+48+200+200=496 сек.

Действительная продолжительность включения, %:

ПВд=

∙ 100%

 

ПВд= 342,8/342,8+496 ∙100%=40,8%.

Эквивалентная мощность за суммарное время работы электродвигателя, кВт:

Рэкв=

 

Рэкв= =11,8кВт         

Эквивалентную мощность пересчитываем на стандартную продолжительность включения соответствующего режима работы механизма крана, кВт:

Рэн=Рэкв      

 

Рэн=11,8∙ =12,2 кВт.

Определяем расчетную мощность электродвигателя с учетом коэффициента

запаса, кВт:

 

Рдв=(Pэн Кз)/hред

 

где Кз = 1,2 - коэффициент запаса;

hред = 0,95 - КПД редуктора.

Рдв= 12,2 1,2/0,95 =15,4кВт.

Полученные значение мощности электродвигателя  и значение стандартной продолжительности включения ПВст = 40% , будут являться основными критериями для выбора электродвигателя.

Целью расчета является выбор  приводного электродвигателя по справочнику и проверка его по перегрузочной способности и по условиям осуществимости пуска.

Выберем электродвигатель   Д806                                            

Рном = 18,5кВт                  

 

 

 

 

Таблица 3 - Технические данные электродвигателя Д806

Параметры двигателя	Значение параметра
1	2
Мощность, Рн	18,5 кВт
Частота вращения, nн	970 об/мин
Ток статора, I1	59 А
Коэффициент мощности, Соs j	0,76
КПД, hн	89 %
Ток ротора, I2	66 А
Напряжение ротора, U2	340 В
Максимальный момент, Мm	630 Нм
Маховый момент, GD2	4,10 кг∙м2
Напряжение, U	380 В
Частота, f	50 Гц
Продолжительность включения, ПВст	40 %

 

Проверяем выбранный электродвигатель по допустимой нагрузке и условию осуществимости пуска.

Выбранный электродвигатель должен удовлетворять следующим условиям:

Первое условие допустимой нагрузки:

Мдоп  > Мс.max,  

где Мс.max = 9550 ∙ (Рсмах/nн) Нм;

Рс - статическая мощность при подъеме груза, кВт; 

nн - частота вращения вала электродвигателя, об/мин.

Мс.max = 9550 ∙25,15/970  =247,5  Нм;

Мдоп = Мm = 630 Нм;               

Мдоп=630 Нм > 247,5 Нм = Мс.max  

Первое условие выполняется.                      

Второе условие допустимой нагрузки:

Мср.п ³ 1,5 Мс.max                 

где Мср .п = (М1+М2)/2 - средний пусковой момент, Нм;

М1 = 0,85 ∙ Мm = 0,85 ∙ 630 = 535,5 Нм - максимальный момент двигателя при пуске, Нм;

М2 = (1,1 - 1,2) ∙ Мн = 1,2 ∙ 541,4 = 649,4 Нм

Нм - минимал ный момент двигателя, Нм;

Мн = 9550 ∙ (Рн/nн) = 9550 30/970 =541,4 Нм - номинальный момент двигателя, Нм.

Мср.п= 649,4+535,5/2=592 Нм

1,5 ∙ Мс.max = 1,5 ∙ 247 = 370,5 Нм;

Мср.п = 592 Нм > 370,5Нм = 1,5 ∙ Мс.max

Второе условие выполняется.                      

Третье условие допустимой нагрузки:

М2 ³ 1,2Мс.max                               

1,2 ∙Мс.max = 1,2 ∙ 370,5= 444 Нм.

М2 = 649 Нм ≥ 444 Нм = 1,2 ∙ Мс.max

Третье  условие  выполняется.

Так как электродвигатель Д806     удовлетворяет всем условиям выбора, то для привода механизма подъема мостового крана устанавливаем электродвигатель данного типа.

 

2.2 Выбор тиристорного преобразователя, расчет его силовых параметров и выбор элементов и устройств ТП

 

Выбор производится по среднему значению тока через вентиль с учетом увеличения тока двигателя в переходных режимах до (2-2,2) · Iн условий охлаждения и максимального значения обратного напряжения.

Выбирали двигатель Д806      Р = 18,5 кВт,

Определяем ток номинальный двигателя

Iн=Pн/Uн 1,73 cos

Iн=18500/380 1,73 0,8=105А

Среднее значение тока через тиристор

Iср= kз· Iн /kох· mт А

где kз = (2-2,5) – коэффициент запаса по току

kох – коэффициент учитывающий интенсивность охлаждения вентиля, при естественном воздушном охлаждении kох = 0,35

электродвигатель преобразователь цепь связь

Idср = 2,5·105/0,35·3= 248А

Максимальная величина обратного напряжения

Uобрм =kзн· kuобр· Idср , В

где kзн = (1,5-1,8) – коэффициент запаса по напряжению, учитывающий возможное повышение сети напряжения и периодические выбросы напряжения при коммутациях вентилей

kuобр – коэффициент обратного напряжения;

kuобр = 2,25

Udо – напряжение преобразователя при ά = 0 предварительно подсчитывается по формуле

Udо = kс· ka· kг· Ud = 1,05· 1,05· 1,05· 220 = 254,68 В

Uобрм =1,5· 2,25· 248 = 840 В

Выбираем тиристоры типа Т133-320

Uобрм =900В Id =  320А

Таблица 2 - Технические данные тиристора Т133-320

 

Тип тирис-тора	Номина-льный ток Iн, А	Действи-тельное значение тока Iв.н, А	Повторя- ющееся напряже-ние Uповт, В	Неповто-ряющееся напряже-ние Uнп, В	Ток обратный максимальный Iобр, А	Падение напряжения на вентиле,В
Т133-320	320	550	900-2400	2	1200	3,5

 

Силовая схема реверсивного тиристорного преобразователя приведена на рис. 1.

 

 

 

 

Расчет и выбор силового согласующего трансформатора.

Первичный ток трансформатора определим по формуле:

I

=

I1=1/16 0,81 320=16,4А                             

       где - коэффициент трансформации

=

Кт=10000/220 1,73=26

где =Ud=460В - среднее значение выпрямленного напряжения .

 

Вторичный ток трансформатора определим по формуле:

    I

=  

    I2=0.81 320=259А                                           

Мощность трансформатора определим по формуле:

S

=                         

ST=1,35 81,2=99,7 кВт

=

Рd=320 460=81,2 кВт

Выбирается силовой трансформатор по условиям.

Условия выбора трансформатора

S

S

100 кВт>99,7 кВт

U

= U

10000В=10000В U2Л.ТР.> U2Л

U2т > U2

460 В>380 В

I2ТР.> I2

630 А >

259 А

 

Выписываются все технические данные трансформатора в таблицу 3 и дается