Расчет и выбор ступеней сопротивлений в цепях электропривода механизма подъема мостового крана

Целью данного Расчета является выбор магнитного контролера переменного тока, в соответствии с его выбором определяются сопротивления и токи ступеней для электропривода механизма подъема мостового крана.

Выбор магнитного контроллера проводим в соответствии с [8]

Определяем базисный момент,

Определяем расчетный ток резистора, А:

где, номинальный ток ротора, А;

номинальная мощность электродвигателя, кВт;

номинальная частота вращения,

Определяем номинальное сопротивлеие ротора, в Ом:

где напряжение между кольцами ротора, В.

Для выбранного магнитного контролера находим разбивку ступеней сопротивлений и определяем сопротивление каждого резистора (в одной фазе):

Результаты расчета заносим в таблицу 6.1

Таблица 6.1 – Разбивка ступеней сопротивлений контролера

Обозначение ступени		R, Ом

Общее

Находим расчетную мощность резистора (в трех фазах) кВт:

Параметры для условий режима:

Частота включений фактическая 120 в час, приведенная

K= 1,25 – коэффициент нагрузки;

а = 1,2 – коэффициент использования;

- базисный КПД электропривода;

- КПД электродвигателя;

относительная продолжительность включения.

Определяем расчетную мощность на одну фазу.

Определяем расчетный ток резистора, А:

Значения расчетных токов по ступеням:

Результаты расчета заносим в таблицу 6.2

Таблица6. 2 – Значения расчетных токов по ступеням

Обозначение ступени	,%

В соответствии с таблицей нормализованных блоков резисторов ИРАК выбираем ящики для ступеней. Рассчитываем отклонение сопротивлений от расчета и данные занесем в таблицу:

Таблица 6. 3. –Результаты расчета сопротивлений пускорегулирующего реостата

Рассчитано			Подобрано			Отклонения
Номер ступени	Rрасч	Iрасч	R	I	Код номер ящика резисторов	R	R%	R% доп

∑

Учитывая что, длительные токи выбранных ящиков сопротивлений соответствуют расчетным значениям токов ступеней и отклонение сопротивлений отдельных ступеней от расчетных значений не превышает ±15%, а отклонение общего сопротивления резистора не превышает ±5% его расчетного значения, резистор выбран правильно.

Привести схему соединения схему соединения ящиков резисторов

7 ВЫБОР АППАРАТУРЫ УПРАВЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА МЕХАНИЗМА ПОДЪЕМА КРАНА

Результатом расчета является выбор магнитного контроллера, контакторов, магнитных пускателей, реле защиты от токов перегрузки, конечных выключателей электропривода, и защитной панели.

Выбор магнитного контроллера:

Магнитные контроллеры представляют собой сложные комплектные коммутационные устройства для управления крановыми электроприводами. В магнитных контроллерах коммутация главных цепей осуществляется с помощью контакторов с электромагнитным приводом. Выбор магнитных контроллеров для крановых механизмов определяется режимом работы механизма и зависит от параметров износостойкости контакторов. Магнитные контроллеры должны быть рассчитаны на коммутацию наибольших допустимых значений тока включения, а номинальный ток их Iн должен быть равен или больше расчетного тока двигателя при заданных условиях эксплуатации и заданных режимах работы механизма:

I н. > I р· к

где к = – коэффициент, учитывающий режим работы механизма.

Выбор магнитных контроллеров производим в соответствии с рекомендациями [8]

Выбор контакторов:

Контакторы используются в системах управления крановыми электроприводами для осуществления коммутации тока в главных цепях при дистанционном управлении.

Контакторы серий КТ и КТП предназначены для коммутации главных цепей электроприводов переменного тока с номинальным напряжением 380В.

Контакторы серии КТП выполняются с втягивающими катушками постоянного тока на номинальное напряжение: 24, 48, 110 и 220 В. Серии контакторов КТП применяемые в крановых ЭП, охватывают четыре величины на номинальные токи: 100, 160, 250 и 400 А.

Выбор контактора произведем по пусковому току двигателя I п, который должен быть меньше или равен номинальному току включения выбираемого контактора Iн.в.

I п < I н.в

Выбор защитной панели:

Защитная панель крана является комплектным устройством, в котором расположен общий рубильник питания крана, линейный контактор для обеспечения нулевой защиты и размыкания цепи при срабатывании нулевой защиты, предохранители цепи управления, комплект максимальных реле, а также кнопка и пакетный выключатель, используемый в цепях управления.

Основным назначением защитной панели является обеспечение максимальной и нулевой защиты электроприводов управляемых при помощи кулачковых контроллеров или магнитных контроллеров. Конструктивно защитная панель представляет собой металлический шкаф с установленными в нем на задней стенке аппаратами и существующим монтажом. В защитной панели установлены только основные и вспомогательные контакты максимальных реле с приводными скобами.

Выбор реле защиты от перегрузок:

Обеспечение максимальной и нулевой защиты крановых электроприводов управляемых при помощи магнитных контроллеров возлагается на защитные панели. Для защиты цепей кранового электрооборудования от перегрузок применяется электромагнитное реле мгновенного действия типа РЭО401, которые могут использоваться как в цепях переменного тока, так и постоянного тока. Эти реле входят в комплект защитных панелей. Чтобы защитить двигатель от перегрузки, достаточно иметь электромагнитное реле РЭО401 в одной фазе каждого двигателя. В остальные фазы реле ставится только для защиты проводов.

Реле для отдельных электродвигателей выбирается согласно их мощности и напряжению, и настраиваются на ток срабатывания, равный 2,5-кратному расчетному току номинальной нагрузки для ПВ

2,5· I 1 < I реле

7. Расчет естественных и искусственных механических характеристик электродвигателя и механизма подъема мостового крана

Целью расчета является расчет и построение естественной и искусственных механических характеристик электродвигателя и механизма подъёма мостового крана

Исходными данными являются технические данные выбранного электродвигателя и механизма подъема, а также данные обмоток ротора и статора:

- активное сопротивление обмотки статора;

- реактивное сопротивление обмотки статора;

- активное сопротивление обмотки ротора;

- реактивное сопротивление обмотки ротора;

- коэффициент приведения сопротивления;

Определим номинальное скольжение:

где

Номинальный момент:

Определим коэффициент перегрузочной способности:

Определим критическое скольжение:

Определим номинальное активное сопротивление ротора:

где напряжение ротора, В;

ток ротора, А;

Активное сопротивление обмотки ротора:

Найдем суммарное активное сопротивление роторной цепи для каждой ступени:

сопротивление реостата в цепи ротора.

Результаты расчета суммарного активногор сопротивления для каждой струпени сведем в таблицу

Таблица 7.1. - Суммарное активное сопротивление роторной цепи для каждой ступени

, Ом	, Ом

Для построения механических характеристик зададимся значениями скольжения от 0 до 1 и подставим в выражение:

Скольжение на искуственных характеристиках при выбранных значениях Se вычисляются по формуле:

Угловые скорости на искусственных характеристиках вычисляются по формуле:

Результаты расчетов при различных значениях S приводим в таблицах.

Рассчитаем механическую характеристику механизма подъёма мостового крана:

Механические характеристики производственных механизмов рассчитываются по формуле Бланка, Н·м:

где – момент сопротивления трения в движущихся частях, Н·м;

– момент сопротивления при номинальной скорости, Н·м;

ω – номинальная угловая скорость вращения ротора электродвигателя, рад/с;

– изменяемая угловая скорость вращения ротора электродвигателя, рад/с;

х – показатель степени, который характеризует статический момент при изменении скорости вращения. Для механизмов перемещения и подъёма кранов х=0. Следовательно:

где Рст - статическая эквивалентная мощность, пересчитанная на стандартную продолжительность включения, кВт;

- номинальная угловая скорость вращения ротора электродвигателя, рад/с;

Построение графиков механической характеристики механизма подъёма для каждой ступени сопротивлений производим на том же графике, где и механическая характеристика выбранного электродвигателя. Результаты расчета сводим в таблицу.

Таблица 7.2. – Результаты расчета характеристики привода при =