Расчет мощности, выбор и проверка электродвигателей

Целью расчета является выбор приводного электродвигателя по каталогу и проверка его по перегрузочной способности и по условиям осуществимости пуска. При расчётах учитывать указанные единицы измерения величин, входящих в формулы. Приведены способы расчётов некоторых из электроприводов.

Расчёт мощности, выбор и проверка электродвигателя подъемного механизма .

Статическая мощность двигателя подъемного механизма на валу двигателя при подъёме груза определяется по формуле:

(1).

Где: Рс — статическая мощность двигателя подъемного механизма, кВт;

Gсила тяжести полезного груза, кН;

Gг.усила тяжести грузозахватного устройства (крюк, грейфер, магнит, клещи и т. п.), кН;

Vn = 0,12- скорость подъема, м/с;

= 0,77 — кпд подъемного механизма.

G = mo * g;кН, (2).

G = 20 * 9,8 = 196 кН;

Gг.у = mг. у*g;кН, (3).

Gг.у = 0,14 * 9,8 = 1,37 кН;

;

Необходимая номинальная мощность электродвигателя (при заданном ПВ) определяется по формуле (4):

Где: Р — необходимая номинальная мощность электродвигателя при заданном ПВ, кВт;

к — коэффициент;

а = 1,1;

ПВ = 40- стандартная продолжительность включения ,%;

Pc = 30,75 — статическая мощность двигателя подъемного механизма, кВт;

Р = к*а *Рс; кВт, (4).

К= (5).

;

Р = 1*1,1*30,75=33,82 кВт;

По каталогу электродвигателей выбран ближайший по мощности тип электродвигателя МТН 512−8. Технические параметры выбранного двигателя заносятся в таблицу 2.

Таблица 2. Технические параметры двигателя МТН-512−8 для подъемного механизма.

Выбранный электродвигатель проверяется по допустимой нагрузке и условию осуществимости пуска.

Проверка электродвигателя по перегрузочной способности:

Где: М мах. нагр — максимальный момент нагрузки, Н*м;

М мах. двиг — максимальный момент электродвигателя, Н*м;

Pc = 30,75 — статическая мощность двигателя подъемного механизма, кВт;

щугловая частота вращения электродвигателя, рад/сек;

n = 725 — номинальная частота вращения электродвигателя, об/мин.

0,85*М мах.дв. > М мах. нагр (6).

М мах.нагр.=; Н*м. (7).

щ = =75,88 рад/сек;

М мах.нагр. = Н*м;

• 0,85*1500 > 405,24
• 1275 > 405,24

Условие выполнено.

Проверка двигателя по условию пуска:

Где: Мср. пуск — средний пусковой момент, Н*м;

М n1 — максимально возможный пиковый момент при пуске, Н*м;

М n2 — момент переключения, Н*м;

Мср.пуск > 1,5*М мах.нагр. (8).

Мср.пуск =; Н*м (9).

M n1 = 0.85 * M мах.дав. Н*м (10).

M n2 = 1,15 * М мах.нагр. Н*м (11).

M n1 = 0,85*1500=1275 Н*м;

M n2 = 1,15 * 405,24 = 466,026 Н*м;

М ср. пуск = 870,51Н*м;

• 870,51 > 1,5*405,24
• 870,51 > 541,62

Условие выполнено.

Выбран двигатель МТН 512−8.

Расчёт мощности, выбор и проверка электродвигателя механизма перемещения моста Статическая мощность электродвигателя при горизонтальном поступательном движении моста определяется по формуле:

(12).

Где: Pc — статическая мощность электродвигателя при горизонтальном поступательном движении моста; кВт;

GMсила тяжести моста, кН;

Gт — сила тяжести тележки, кН;

VM = 0,7 — скорость передвижения моста, м/c;

µ = 0,083 — коэффициент трения скольжения;

= - радиус цапфы моста, м;

f = 0,0008 м;

— радиус ход. колеса моста, м;

? = 0,76 — КПД.

к1 = 1,5;

g=9,8;

GM =, кН (13).

Gт =, кН (14).

Сила тяжести полезного груза определяется по формуле (2):

G=20*9,8=196 кН;

Сила тяжести пустого грузозахватного устройства определяется по формуле (3):

Gг.у=0,14*9,8=1,37 кН;

Gм=16,5*9,8=161,7 кН;

Gт=8,5*9,8=83,3 кН;

• 0,½=0,05 м;
• 0,88/2=0,44 м;

;

Коэффициент определяется по формуле (5):

;

б = 1,2;

Необходимая номинальная мощность электродвигателя при заданном ПВ определяется по формуле (4):

Р = 1,2*1*6,786 = 8,143 кВт;

По каталогу выбираем по мощности электродвигатель типа МТF 312−8. Технические данные электродвигателя записываются в таблицу 3.

Таблица 3. Технические данные электродвигателя MTF 312−8 перемещения моста.

Проверку электродвигателя по перегрузочной способности выполняем по формуле (6),.

Где: М мах. нагр — максимальный момент нагрузки, Н*м;

М мах. двиг — максимальный момент электродвигателя, Н*м;

Pc = 6,786 — статическая мощность двигателя подъемного механизма, кВт;

щугловая частота вращения электродвигателя, рад/сек;

n =695 — номинальная частота вращения электродвигателя, об/мин;

щ = (15).

щ = 72,743 рад/сек;

Максимальный момент нагрузки определяем по формуле (7):

М мах.нагр. = Н*м;

• 0,85*430> 71,93
• 365,5 > 71,93

Условие выполнено.

Проверяем двигатель по условию пуска:

Максимально возможный пиковый момент при пуске определяем по формуле (10):

M n1 = 0.85 *430=365,5Н*м;

Момент переключения определяем по формуле (11):

M n2 = 1,15 *93,287=107,28 Н*м;

Средний пусковой момент определяем по формуле (9):

М ср. пуск = Н*м;

Проверку двигателя по условию пуска выполняем по формуле (8):

• 236,39> 1,5 *93,287
• 236,39> 139,93

Условие выполнено.

Окончательно выбираем двигатель MTF 312 — 8.

Расчёт мощности, выбор и проверка электродвигателя механизма передвижения тележки.

Определяем статическую мощность электродвигателя при горизонтальном поступательном движении тележки.

Где: Pc — статическая мощность электродвигателя при горизонтальном поступательном движении тележки, кВт;

к1 = 1,5-коэффициент учитывающий увеличение сопротивления движению из-за трения реборд ходового колес о рельсы.

rц.м. — радиус цапфы моста, м;

Rк.т.- радиус колеса тележки, м;

Vт.= 0,37 — скорость передвижения тележки, м/с;

f = 0,0008 -коэффициент трения качения ходовых колёс по рельсам, м;

з = 0,77- КПД;

(16).

Rк.т.= (17).

Силу тяжести полезного груза определяем по формуле (2):

G =20*9,8=196 кН;

Силу тяжести грузозахватного устройства определяем по формуле (3):

Gг.у. =0,14*9,8=1,37 кH;

Силу тяжести тележки определяем по формуле (14):

Gт =8,5*9,8=83,3 кН;

=064/2=0,32 м;

0,08/2=0,04 м;

Рсопределяем по формуле (12), подставляя значение Rк.м.

;

Определим необходимую номинальную мощность электродвигателя при заданном ПВ ПВ = 40% = 1,2;

Pc = 2,608кВт — статическая мощность электродвигателя .

Коэффициент определяется по формуле (5):

;

Необходимая номинальная мощность электродвигателя при заданном ПВ, определяется по формуле (4):

Р = 1,2*1*2,608 = 3,129 кВт;

По каталогу электродвигателей выбирается ближайший по мощности тип электродвигателя ДМТН 112−6.

Технические данные электродвигателя записываются в таблицу 4.

Таблица 4. Технические данные электродвигателя ДМТН 112−6 передвижения тележки.

Проверка электродвигателя по перегрузочной способности:

Где: М мах. нагр ~ максимальный момент нагрузки, Н*м;

М мах. двиг — максимальный момент электродвигателя Н*м;

Pc = 2,608 — статическая мощность двигателя подъемного механизма, кВт;

щугловая частота вращения электродвигателя, рад/сек;

n = 900 — номинальная частота вращения электродвигателя, об/мин.

Угловую частоту вращения электродвигателя определяем по формуле (15):

щ=94,2 рад/сек;

Максимальный момент нагрузки определяем по формуле (7):

М мах.нагр. = Н*м;

Проверку электродвигателя по перегрузочной способности выполняем по формуле (6):

• 0,85*118 > 27,68
• 100,3?27,68

Условие выполнено.

Проверка электродвигателя по условию пуска:

Максимально возможный пиковый момент при пуске определяем по формуле (10):

M n1 = 0.85 * 118 = 100,3; Н*м;

Момент переключения определяем по формуле (11):

M n2 = 1,15 * 27,68 = 31,832; Н*м;

Средний пусковой момент определяем по формуле (9):

М ср. пуск = Н*м;

Проверку двигателя по условию пуска выполняем по формуле (8):

• 66,06 > 1,5 *27,68
• 66,06?41,52

Условие выполнено.

Окончательно выбираем двигатель ДМТН 112−6.

Выбранные двигатели:

• 1) МТН 512−8 — электродвигатель подъёмного механизма;
• 2) МTF 312−8 — электродвигатель перемещения моста;
• 3) ДМТН 112−6 — электродвигатель перемещения тележки;