Расчет электропривода экскаватора ЭКГ-4,6Б

Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Курсовая работа

Расчет электропривода экскаватора ЭКГ-4,6Б



Содержание

1.Назначение, устройство и описание работы технологического оборудования

1.1.Технические характеристики механизма подъёма экскаватора ЭКГ-4,6Б.

2.Расчёт статических нагрузок механизма и параметров одномассовой и двухмассовой схемы замещения

3. Расчет параметров структурной схемы силовой части электропривода постоянного тока

4. Расчёт нагрузочной диаграммы и тахограммы. Режим подъёма ковша

5. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

электропривод подъем ковш экскаватор



1. Назначение, устройство и описание работы технологического оборудования

Экскаватор ЭКГ- ЭКГ-4,6Б (Э - экскаватор, К - карьерный, Г - гусеничный, 4,6 - ёмкость ковша в и Б - буквенный индекс, обозначающий модификацию модели) является землеройной машиной, предназначенной для разработки и погрузки в транспортные средства твёрдых грунтов, разрыхлённых взрыванием, на открытых работах по добыче полезных ископаемых и строительных материалов, а так же на строительстве крупных гидротехнических и промышленных сооружений.



Проверка стрел проводится при помощи четырёх канатов -2, верхние концы которых закрепляются на серьге в головной части стрелы, а нижние - на двуногой стойке.

Подъёмный канат -1 одним концом закрепляют на подъёмном барабане -5, другой конец каната протягивают через один из головных блоков -3 стрелы, уравнительный блок -4 ковша, затем через другой головной блок трелы и крепят на втором барабане подъёмной лебёдки.

1.1 Технические характеристики механизма подъёма экскаватора ЭКГ-4,6Б.

Экскаватор	Электропривод
	Генератор (преобразователь)	Двигатель
ЭКГ-4,6Б	ПЭМ-2000М	ДПЭ-82

Технические данные двигателя.

Двигатель:	ДПЭ - 82
Номинальная мощность		175	кВт
Номинальное напряжение		460	В
Номинальный ток		410	A
Номинальная частота вращения		740
Напряжение возбуждения		85	В
Ток возбуждения		24	A
Число пар полюсов	2p	4
Сопротивление при : - обмотки якоря - дополнительных полюсов -компенсационной обмотки			Ом Ом
Момент инерции якоря		16,2



Технические данные генератора

Генератор:	ПМЭ - 2000М
Номинальная мощность		192	кВт
Номинальное напряжение		451	В
Номинальный ток		425	A
Номинальная частота вращения		1480
Напряжение возбуждения		27,6	В
Ток возбуждения		12,8	A
Число пар полюсов	2p	4
Сопротивление при : - обмотки якоря - дополнительных полюсов - обмотки возбуждения -компенсационной обмотки		2,43 -	Ом Ом Ом -
Число витков обмотки независимого возбуждения	W	300
Магнитный поток одного полюса			Вб

Конструктивные параметры карьерного экскаватора ЭКГ - 4,6Б.

Ёмкость ковша	Е	4,6
Длина стрелы		10,5	м
Длина рукоятки		7,8	м
Угол наклона стрелы		45	град
Масса рукоятки		7,85	Т
Масса ковша		9,30	Т
Геометрические размеры ковша: - длина - ширина - высота		2,55 2,20 2,56	м м м
Высота оси пяты стрелы	B	2,54	м
Высота напорного вала		6,70	м
Диаметр канала		39	мм
Высота экскаватора	Н	10,92	м
Максимальная высота черпания		10,30	м
Максимальный вылет рукоятки		7,80	м
Диаметр барабана подъёмной лебёдки		1,050	м
Диаметр кремальерной шестерни напорного механизма		0,336	м
Диаметр напорного барабана		-	-
Передаточное отношение механизмов: - подъёма		46,005	-
Номинальная скорость: - подъёма ковша - движения рукоятки		0,87 0,47
Расчетная продолжительность цикла		23	c
Максимальное усилие н: - на блоке ковша - напорного механизма		441,0 200,9	кН
КПД механизмов: - подъёма		0,84
Диаметр головного блока стрелы		1,760	м
Расстояние от пяты стрелы до оси вращения кремальерной шестерни		4,600	м
Расстояние от оси стрелы до центра вращения кремальерной шестерни		0,740	м



2. Расчёт статических нагрузок механизма и параметров одномассовой и двухмассовой схемы замещения.

Количество электродвигателей в приводе:

G - ; k=1

Рассчитаем номинальную угловую частоту вращения электродвигателя и номинальный момент:

Зададимся коэффициентом превышения момента двигателя в переходных режимах над номинальным в пределах 1,8…2,0.

Принимаем коэффициент .

Определим стопорный момент всех двигателей в приводе:



Определим приведенный к валу двигателя момент инерции второй массы :

Определим коэффициент передачи передаточной функции звена «вторая масса» в именованных и относительных .

Рассчитаем момент сил статического сопротивления, приведенный к валу двигателя, и относительное значение момента сил сопротивления:

Определим суммарный момент инерции электрических двигателей привода и жестко связанных с ним механизмов:

Определим коэффициент передачи передаточной функции звена «первая масса» в именованных и относительных единицах:



Рассчитаем жёсткость упругого звена по известной длине каната, числу и сечению канатов и модулю упругости (для стали ). Коэффициент заполнения сечения каната примем равным . Длину каната примем равной сумме длины стрелы и участка от головных блоков до ковша, расположенной на длины стрелы:

Рассчитаем параметры передаточной функции упругого звена в именованных и относительных единицах, предварительно рассчитав коэффициент демпфирования колебаний:



Определим соотношение масс и частоту собственных колебаний (частоту резонанса) механической системы:

Составим преобразованную структурную схему по каналу M-щ₂:



3. Расчет параметров структурной схемы силовой части электропривода постоянного тока

Силовая часть электропривода постоянного тока включает в себя управляемый преобразователь и электрический двигатель. В качестве управляемого преобразователя применяют генераторы или тиристорные преобразователи. Для питания обмотки возбуждения генераторов применяют тиристорные преобразователи. Ранее для этой цели использовали силовые магнитные усилители.

Входным воздействием силовой части электропривода является сигнал управления, вырабатываемый системой управления в соответствии с законом управления, выходными переменными являются вращающий момент и частота вращения электродвигателя. Возмущающим воздействием является момент сил сопротивления движению.

Структурная схема электропривода

Значительное влияние на характер процессов в силовой части электропривода оказывает внутренняя обратная связь по ЭДС вращения, темп изменения которой зависит от темпа изменения частоты вращения якоря электродвигателя, определяемым, в свою очередь, моментом инерции вращающихся масс электропривода.

Расчет параметров силовой части электропривода выполняют по схеме замещения в предположении, что электропривод содержит один генератор и соединенный с ним один электродвигатель.



Схема замещения якорной цепи силового модуля электропривода.

Если количество генераторов и/или двигателей в электроприводе больше одного, выполняют расчет параметров эквивалентных генератора и/или двигателя. Электрические и механические параметры эквивалентных генератора и двигателя находят, зная количество и схему соединения (последовательная или последовательно-параллельная) силовых модулей генератор - двигатели.

Количество электродвигателей в приводе по известной мощности генератора и двигателя для карьерного экскаватора.

Число электродвигателей - 1 шт.

Номинальная угловая частота вращения электродвигателя и номинальный момент:

Коэффициентом превышения момента двигателя в переходных режимах пуска над номинальным л в пределах 1,8…2,0.

Задаемся л=2;

Стопорный момент всех электродвигателей в приводе:



Суммарное сопротивление обмоток якоря генератора и двигателя, учитывая схему соединения, по паспортным данным электрических машин:

Индуктивность якорных обмоток генератора и двигателя и суммарная индуктивность с учетом схемы соединения электрических машин:

Расчет постоянной времени обмотки якоря эквивалентных генератора и двигателя как отношение суммарной индуктивности в суммарному сопротивлению. Силовая часть электропривода выполнена по системе ТП-Д, расчет постоянной времени производится по выражению:

Параметры передаточной функции якорной цепи в именованных и относительных единицах:



Номинальная ЭДС генератора:

Коэффициент усиления генератора:

Постоянная времени передаточной функции обмотки возбуждения генератора:

Параметры передаточной функции обмотки возбуждения генератора в именованных и относительных единицах:



Коэффициент усиления в именованных и относительных единицах тиристорного (или транзисторного) преобразователя для питания обмотки возбуждения генератора:

Т.к. в нашем случае система Г-Д, то базовое напряжение ТП:

В системе Г-Д тиристорный преобразователь служит для питания обмотки возбуждения генератора. Для быстрого изменения напряжения генератора и, следовательно, тока якоря, применяют так называемую форсировку по напряжению возбуждения генератора, которая заключается в превышении значения напряжения ТП по сравнению с номинальным напряжением возбуждения генератора в 2-4 раза в период переходных режимов работы электропривода. Снятие форсировки после окончания переходного процесса осуществляется системой управления.

Т.о.



Построим алгоритмические структурные схемы, по полученным передаточным функциям структурных звеньев.



4. Расчёт нагрузочной диаграммы и тахограммы. Режим подъёма ковша

Рассчитаем максимальный момент двигателей в режиме подъёма ковша:

Где

Определим момент сил сопротивления:

Где

Определим угловую скорость вала двигателя:

Найдём длительность разгона груженого ковша:

Определим длительность торможения груженого ковша:



Находим расчётный путь подъёма ковша:

Определяем:

- путь за период разгона гружёного ковша:

- путь за период торможения гружёного ковша:

- путь проходимый гружёным ковшом с установившейся скоростью:

- время движения гружёного ковша с установившейся скоростью:

- общее время подъёма ковша:



Режим спуска ковша.

Вычислим приведённый момент инерции порожнего ковша, который принимается равным от веса груженого ковша:

Определим момент статических сопротивлений в режиме опускания порожнего ковша:

Находим:

- длительность разгона порожнего ковша:

- длительность торможения порожнего ковша:

Определим:

- путь за период разгона порожнего ковша:



- путь за период торможения порожнего ковша:

- путь проходимый порожним ковшом с установившейся скоростью:

Вычислим время движения порожнего ковша с установившейся скоростью:

Найдём общее время спуска ковша:



5. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Ключев В. И. «Теория электропривода», 2001г. 704 с.

2.Носырев М. Б., Карякин А. Л. «Расчеты и моделирование САУ главных электроприводов одноковшовых экскаваторов», 1987г. 76 с.

3.Ярцев Г. М., Желобанов П. В. «Экскаваторы ЭКГ-4,6А и ЭКГ-4,6Б», 1970г. 344с.

Размещено на Allbest.ru