logo search
МП по Чурносову(правленный)

10. Расчет электропривода судового механизма

ГПМ предназначены для погрузки оборудования, сырьевых ресурсов с пирса в люки трюмов и наоборот. Они подразделяются на грузовые, траловые, шлюпочные и другие лебёдки, а также крановые механизмы. Судовые краны являются автономными механизмами и в отличие от лебедок не требуют дополнительного такелажа.

Грузовые краны имеют три механизма: механизм подъема груза, механизм изменения вылета стрелы и механизм поворота. Кормовые краны имеют два механизма: механизм подъема и механизм передвижения. Грузовые краны более эффективны и маневренны, поэтому большинство сухогрузов и рефрижераторов снабжены кранами.

По механической части краны и лебедки могут иметь червячный или цилиндрический редуктор. Червячные редукторы имеют меньший КПД, чем цилиндрические.

Исходными данными расчёта, выбора и проверки электропривода являются параметры режима работы подъёмного механизма:

масса груза - =2500 кг;

скорость подъёма – =50;

скорость опускания – =25;

высота подъёма – =25;

диаметр барабана – =0,42;

передаточное число редуктора – =36;

к.п.д. механизма – =0,85;

время паузы между – =30с,=140с;

напряжение сети – ;

длина кабеля – =60;

Предварительный выбор двигателя.

Момент на валу электродвигателя при подъёме номинального груза:

Момент на валу электродвигателя при опускании номинального груза в режиме тормозного спуска:

Скорость электродвигателя (на быстроходной обмотке), необходимая для обеспечения заданной скорости подъёма номинального груза:

или частота вращения:

Скорость электродвигателя, необходимая для обеспечения опускания груза:

или частота вращения:

Мощность электродвигателя при подъёме номинального груза на быстроходной обмотке:

Мощность электродвигателя при опускании груза на обмотке средней скорости:

В качестве электродвигателя выбираем судовой трёх скоростной асинхронный электродвигатель для якорно-швартовных механизмов серии МАП 622-4/8/16 ОМ1 с параметрами:

Число полюсов

4

8

Мощность

28

30

Частота вращения

1445

690

Угловая скорость

151,24

72,2

Номинальный ток

58

84

Пусковой ток

560

360

Максимальный момент

883

1226

Пусковой момент

785

1128

Коэффициент мощности

0,86

0,68

Момент инерции

без тормоза

1,375

с тормозом

1,625

Напряжение

380

380

Определяем номинальный момент двигателя на быстроходной обмотке:

Определяем номинальный момент двигателя на тихоходной обмотке:

Таким образом, работая с идвигатель не перегружается.

Построение механической характеристики электродвигателя.

Механическая характеристика электродвигателя строится по следующим точкам:

А.) Для быстроходной обмотки.

,

где - частота сети,- число пар полюсов;

где - кратность максимального момента,, причём критическое скольжениеопределяется по выражению:

Дополнительные точки определяются по формуле Клосса:

промежуточные точки при скольжении, равном и:

характерные точки режима для быстроходной обмотки:

точка холостого хода

точка номинального режима

точка критического момента

точка пускового момента

промежуточная точка1

промежуточная точка2

Б.) Для тихоходной обмотки.

,

где - частота сети,- число пар полюсов;

где - кратность максимального момента,, причём критическое скольжениеопределяется по выражению:

Дополнительные точки определяются по формуле Клосса:

промежуточные точки при скольжении, равном и:

характерные точки режима для тихоходной обмотки:

точка холостого хода

точка номинального режима

точка критического момента

точка пускового момента

промежуточная точка1

промежуточная точка2

На рисунке приведены характеристики двигателя МАП-622-4/8/12 ОМ1

Построение нагрузочной диаграммы.

1) При подъёме номинального груза приведённый к валу двигателя момент инерции электропривода определяется:

где - опускаем из-за её малости.

Тогда для двигателя без тормоза:

2) Время разгона двигателя на подъёме груза:

3) Расчётный тормозной момент:

4) Время торможения при подъёме груза:

где ,- коэффициент запаса тормоза

5) Время пуска двигателя на спуск груза:

6) Время торможения при спуске груза:

7) Пути, пройденные при разгоне и торможении двигателя во время подъёма:

8) Пути, пройденные при разгоне и торможении двигателя во время спуска:

9) Установившаяся скорость подъёма груза с учётом выбранного двигателя и время подъёма:

10) Установившаяся скорость опускания груза с учётом выбранного двигателя и время спуска:

11) На основе расчёта строим нагрузочную, скоростную и токовую диаграммы.

M, Н∙м

t,c

(а) - нагрузочная диаграмма

ω,1/c

t,c

(б) - скоростная диаграмма

I,А

t,c

(в) – токовая диаграмма

Мощность электродвигателя соответствует пуску, торможению и установившимся режимам. Однако на этих этапах необходимо убедиться в отсутствии перегрева электродвигателя путём оценки его эквивалентного (среднеквадратичного) тока в цикле.

Эквивалентный (по нагреву) ток нагрузки электродвигателя определяется с помощью:

где - интервала цикла.

Можно полагать, что на каждом этапе цикла ток электродвигателя постоянный.

Во время разгона двигатель работает в режиме пуска, следовательно:

Во время подъёма груза с установившейся скоростью на быстроходной обмотке электродвигатель работает в режиме близком к номинальному:

Во время торможения двигатель отключён.

На последующих этапах электродвигатель работает в тормозном режиме

Во время разгона двигатель работает в режиме пуска, на тихоходной обмотке следовательно:

и включён во время на тихоходной обмотке:

Тогда эквивалентный ток двигателя:

Фактическая продолжительность включения двигателя:

или ПВ=34%.

Допустимое значение эквивалентного тока двигателя определяется соотношением:

откуда

Следовательно, эквивалентный ток рабочего режима (50,2А) меньше допустимого (70,3А) при фактической продолжительности включения ПВ=34%, что доказывает возможность использования (по температурным условиям) выбранного двигателя.