Так как для данного механизма характерен повторно - кратковременный режим работы(рис.2),который ограничивается длительностью времени цикла t_ц и относительной продолжительностью включения т.е.

или выражается в (%) тогда

- продолжительность включения,

где t_r - время работы механизма хода моста;

t₀ - время паузы;

t_ц=t_r + t₀ - время цикла работы электродвигателя

Время одного цикла определяется:

;

где Z = 40 - число циклов в час;

Для электроприводов с повторно - кратковременным режимом работы мощность двигателя приближенно рассчитывается по соотношению:

где k_i = 1,3 ч 2 - коэффициент, учитывающий динамические нагрузки электропривода;

k_i = 1,5;

Р_э - эквивалентная среднеквадратичная мощность статических сопротивлений электропривода;

ПВ_ф - фактическое значение относительной продолжительности включения рассчитываемого электропривода, %;

ПВ_ст - стандартное значение относительной продолжительности включения, ближайшее к ПВ_ф для электродвигателей выбираемого типа, %.

Среднеквадратичное значение мощности статических сопротивлений для электропривода повторно - кратковременного режима работы рассчитывается только за время работы, без учёта времени пауз:

;

где t_i - продолжительность i - го участка работы;

P_c.i - мощность статических сопротивлений на i - м участке, кВт;

n - число участков времени работы.

Длительность каждого участка времени t определяется по заданным значениям пути передвижения рабочего органа механизма и рабочей скорости , ^м/_с:

;

где k_t =0,7 … 0,9 - коэффициент, учитывающий тот факт, что при пуске и торможении электропривода скорость рабочей машины изменяется в пределах от 0 до ;

k_t = 0,8;

L-длина пролeта;

V-скрость передвижения крана;

.

Среднеквадратичное значение мощности статических сопротивлений для механизма передвижения моста:

Фактическое значение относительной погрешности е или ПВ% :

а значит стандартное значение относительной продолжительности включения, ближайшее к ПВ_ф для электродвигателей выбираемого типа равно ПВ_ст = 60% .

;

Так как более целесообразно устанавливать, вместо одного общего электродвигателя на механизм передвижения, ставятся электродвигатели с обоих сторон моста, тогда:

Электродвигатель выбирается по каталогу так, чтобы значение его мощности при ПВ_ст было бы равно или немного больше мощности Р_д.

Так как электропривод регулируемый с помощью преобразователя частоты выбирается электродвигатель серии АМТК:

Трёхфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором серии AMTK, с высотой оси вращения 112 - 355 мм предназначены для комплектации приводов башенных, козловых, портальных, мостовых и других кранов. Режим работы перемещения моста повторно-кратковременный S3 с регулированием частоты(согласно закону u/f=const) от 0 до при =const.При регулировании частотой параметры двигателя изменятся:

;; ;

ПРЕИМУЩЕСТВА:

экономия электроэнергии благодаря высокому К.П.Д;

полная адаптация к работе в системе "двигатель-преобразователь частоты" обеспечивает высокие параметры регулирования;

повышенный срок эксплуатации, надежность и термическая перегрузочная способность благодаря применению изоляции класса нагревостойкости F (перегрев обмотки двигателя по классу В- 80° C);

сниженные акустические показатели.

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ (при режиме работы двигателя S3 ,с регулировкой частоты от 5 до 50 Гц в диапазоне 1:10):

Тип двигателя - АМТК200М6FБУ3 ;

Стандартная степень защиты: IP54;

Номинальная частота сети: 50Гц;

Номинальная мощность - 24 кВт;

Номинальный ток - 44 А;

Номинальное напряжение - 380 В;

Номинальная частота вращения ротора - 975 об/мин;

Номинальный момент - 216 Н·м;

Момент критический-497 Н·м;

Момент инерции ротора-0.233кгм²;

КПД - 90 %;

cos

2.3 ;

Масса двигателя-210 кг;

6-полюсный АД с КЗ ротором;

Скольжение номинальное-0.056;

Охлаждение и вентиляция:

- IC416 - независимая вентиляция от пристроенного вентилятора;

Электромагнитный тормоз:

Установка в двигатель встроенного электромагнитного тормоза по согласованию;

Вибрации:

Допустимые уровни вибрации двигателей установлены в ГОСТ 20815 (DIN EN 60034 - 14). В стандартном исполнении - уровень вибрации N (нормальный);

Перегрузки:

- 1,5 номинального тока в течение 2 минут В соответствии с ГОСТ 28173 (DIN EN 60034 - 1),

- 1.6 в течении 15 сек.

Условия эксплуатации:

- Высота над уровнем моря не более 1000 м;

- Номинальная окружающая температура 40°С;

Защита электродвигателя:

двигатели поставляются со встроенными датчиками температуры типа РТС, также возможна установка датчиками температуры типа РТ100;

Класс нагревостойкости изоляции: F (стандартно). Благодаря специальной конструкции магнитопровода и применению новых типов обмоток статора двигатели обеспечивают надежную работу в широком диапазоне частот вращения при различных экстремальных воздействиях факторов окружающей среды, обеспечивая высокие показатели надежности.

Стандарты:

ГОСТ Р 51689, ГОСТ183, ГОСТ 28173, ГОСТ 28327, в МЭК 60034, МЭК 60072.

Крановые электродвигателя серии AMTK-F выполняются по ТУ 3351-

004-72668005-2007.

4 Рассчет и построение механической характеристики рабочей машины. Проверка выбранного электродвигателя по перегрузочной способности.

Механическая характеристика механизмов в общем случае описывается уравнением:

,Нм;

где М_ТР - момент трогания механизма;

М_СНОМ - номинальный момент сопротивления при номинальной частоте вращения щ_Н;

щ- текущая угловая скорость рабочей машины;

х - показатель степени.

Для нашего случая принимаем х=0, т.е. момент сопротивления постоянный, не зависящий от скорости.

,

Следовательно, момент рабочих машин не зависит от угловой скорости и равен номинальному моменту.

Момент сопротивления создаваемый при движении крана с грузом вычисляем по формуле:

Момент сопротивления создаваемый при движении без груза вычисляем по формуле :

;

где

к_р - 1,5 ч 2 - коэффициент, учитывающий сопротивление от трения реборд ходовых колес тележки о головки рельсов и сопротивления троллей;

к_р = 2;

м_ц =0,15 - коэффициент трения скольжения подшипников;

d_ц=0,13 м - диаметр цапф валов, опирающихся на подшипники;

f =0,8•10^-3 м - коэффициент трения качения ходового колеса тележки о рельсы,

=2 - скорость перемещения моста ;

D_к =0,71 м - диаметр ходового колеса моста;

=0,96 - КПД редуктора при номинальной загрузке;

- сила тяжести, кгс.

Статическая устойчивость электропривода при снижении напряжения питающей сети проверяется соотношением

,

где напряжение сети с учетом снижения на 10%.

максимальный (критический) момент, развиваемый электродвигателем, Нм;

максимальный статический момент сопротивления на валу электродвигателя, Нм.

Номинальный момент статического сопротивления Мсн, Нм, определяется по формуле

Нм.

где - номинальная угловая скорость ротора электродвигателя,:

здесь - номинальное скольжение электродвигателя;

- угловая скорость поля статора (синхронная угловая скорость вращения ротора ), ;

;

;

=

Минимальный избыточный момент, необходимый для пуска электродвигателя, принимается равным 0,2М_сн.

Возможность пуска электродвигателя при снижении питающего напряжения на 10% проверяется по условию

Нм;

402.57 398.4, следовательно двигатель запустится при снижении на 10

Пусковой , минимальный , максимальный моменты электродвигателя определяются как произведение номинального момента электродвигателя на кратность пускового момента , минимального момента , и максимального момента

=216*1.3=281 Нм;

=216*1=216 Нм;

=216*2.4=518 Нм.

5. Определение приведенного к валу двигателя момента инерции рабочей машины