Движение крана

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Задание 1

Механизм подъёма крана приводится в движение двигателем постоянного тока с независимым возбуждением

Рисунок 1 - Кинематическая схема подъёмного механизма: М - двигатель, СМ1, СМ2 - соединительные муфты, ПУ - передаточное устройство (редуктор), РО - рабочий орган (барабан) механизма, m_Г - масса груза

Требуется:

1. Привести моменты инерции движущихся инерционных масс привода к скорости вращения электродвигателя. Определить суммарный момент инерции расчетной эквивалентной механической системы привода. При этом принять суммарный момент инерции соединительных муфт и шестерни редуктора, вращающегося со скоростью двигателя щ_дв, равным 0,1·Ј_дв, а суммарный момент инерции соединительных муфт и колеса редуктора, вращающегося со скоростью механизма щ_б, равным 0,1·Ј_б.

Принимаем механическую часть электропривода жёсткой и без зазоров, тогда расчётная схема будет иметь вид:



Уравнение движения для такой системы:

В данном случае оно примет вид:

2. Определить приведённые к скорости вращения электродвигателя моменты статического сопротивления для двух режимов роботы электродвигателя:

а). двигательный режим - при подъёме груза;

б). генераторный режим - при спуске груза.

При этом КПД механизма принять равным з_мех=0,9, а КПД редуктора з_р=0,95.

а) двигательный режим

б) генераторный режим

3. Построить естественные скоростную и механическую характеристики электродвигателя. Указать на них величину установившихся скоростей вращения двигателя при подъеме и спуске груза. Определить соответствующие линейные скорости подъема и опускания груза.

Механическая характеристика - зависимость между приведённым к валу двигателя моментом сопротивления механизма и скоростью.

Скоростная (электромеханическая характеристика):

Зависимость скорости от тока и момента.



,

Где

Где р - число пар полюсов; N - количество активных проводников; а - число якорной обмотки

По графику определим:

Вычислим линейные скорости груза при подъёме и спуске:

4. Построить пусковую диаграмму электродвигателя при питании его от сети с неизменным напряжением, равным номинальному. Определить величину сопротивлений пусковых ступеней.

Число ступеней n=5.

Пусковой момент:

Дополнительное сопротивление:

Дополнительное сопротивление первой ступени:

Переходной момент:

Дополнительное сопротивление остальных ступеней:

5. Определить сопротивление и построить искусственную реостатную механическую характеристику электродвигателя, обеспечивающую в режиме противовключения при спуске груза скорость вращения, равную 0,2 щ_н.

1/с

1/с

Дополнительное сопротивление:



6. Определить скорость опускания груза, если электродвигатель будет работать по характеристике, рассчитанной в пункте №5, но в режиме генераторного торможения с рекуперацией энергии в сеть.

Из характеристики представленной на рисунке 3 видно, что: щ=291 1/с.

7. Определить сопротивление и построить механическую характеристику динамического торможения, обеспечивающей при начальной скорости торможения, равной установившейся скорости подъема. Начальный тормозной момент принять равным .

Дополнительное сопротивление:

.

2. Задание 2

двигатель кран сопротивление скорость

Рассчитать и построить графики механических переходных процессов для скорости двигателя щ(t) и для момента М(t) электропривода грузоподъемной лебедки в следующих режимах.

1. При реостатном пуске в режиме подъема груза.

Определить время разгона на каждой ступени пускового реостата.

Определить суммарное время разгона.

Уравнение движения имеет следующий вид:



,

где

где Jпр - суммарный момент инерции; R1 - сопротивление, вычисленное по для соответствующей ступени.

Рассмотрим пусковую диаграмму электродвигателя (рисунок 3.) по ступеням:

I ступень

Электромеханическая постоянная времени для этой ступени:

с

Значения щ(t) и М(t):

щ_нач1=0 об/мин

щ_уст1=69 об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

М_нач1=104,22 Н·м

М_уст1=50,01 Н·м

Н·м

Н·м

Н·м

Н·м

Н·м

время разгона с

Занесём данные в таблицу.

Таблица 1

t	0	Тм1	2Тм1	3Тм1	4Тм1
щ(t)	0	43,62	59,66	65,56	67,74
M(t)	104,22	69,95	57,35	52,71	51

II ступень:

Проведем аналогичный расчет

Электромеханическая постоянная времени для этой ступени:

с

Значения щ(t):

щ_нач2=45,6 об/мин

щ_уст2=89,4 об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

Т.к. М_нач и М_уст постоянны для всех ступеней, то производить расчёт М(t) повторно не будем, а значения возьмем из таблицы 1.

Занесём данные в таблицу.

Таблица 2

t	0	Тм2	2Тм2	3Тм2	4Тм2
щ(t)	45,6	73,29	83,47	87,22	88,6
M(t)	104,22	69,95	57,35	52,71	51

время разгона с

III ступень:

Электромеханическая постоянная времени для этой ступени:

с

Значения щ(t):

щ_нач3=73,8 об/мин

щ_уст3=104,4 об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

Таблица 3

t	0	Тм3	2Тм3	3Тм3	4Тм3
щ(t)	73,8	93,1	100,3	102,9	103,8
M(t)	104,22	69,95	57,35	52,71	51

время разгона с

IV ступень:

Электромеханическая постоянная времени для этой ступени:

с

Значения щ(t):

щ_нач4=92.5 об/мин

щ_уст4=112.5 об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

Таблица 4

t	0	Тм4	2Тм4	3Тм4	4Тм4
щ(t)	92.5	105.14	109.8	111.5	112
M(t)	104,22	69,95	57,35	52,71	51

время разгона с

V ступень:

Электромеханическая постоянная времени для этой ступени:

с

Значения щ(t):

щ_нач5=105 об/мин

щ_уст5=118.8 об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

Таблица 5

t	0	Тм5	2Тм5	3Тм5	4Тм5
щ(t)	105	113.7	116.9	118	118.55
M(t)	104,22	69,95	57,35	52,71	51

время разгона с

Естественная:

Электромеханическая постоянная времени для этой ступени:

с

Значения щ(t) и М(t):

щ_{нач ест}=113,8 об/мин

щ_{уст ест}=120,6 об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

М_{нач ест}=88,33 Н·м

М_{уст ест}=50,01 Н·м

Н·м

Н·м

Н·м

Н·м

Таблица 6

t	0	Тм6	2Тм6	3Тм6
щ(t)	113,8	118,1	119,7	120,3
M(t)	88,33	64,1	55,2	51,92

время разгона с

Суммарное время разгона

с

2. При динамическом торможении в конце подъема груза на характеристике, рассчитанной в пункте 7 задачи №1, до полной остановки.

Определить время торможения до полной остановки.

Уравнение движения имеет следующий вид:

,

где

где Jпр - суммарный момент инерции; R1 - сопротивление, вычисленное по для соответствующей ступени.

Рассмотрим механическую характеристику динамического торможения.

Электромеханическая постоянная времени для этой ступени:

с

Значения щ(t) и М(t):

щ_нач=126,3 б/мин

щ_уст=-38,8 об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

М_нач=-104 Н·м

М_уст=36,56 Н·м

Н·м

Н·м

Н·м

Н·м

Занесём данные в таблицу:

Таблица 7

t	0	Тм	2Тм	3Тм
щ(t)	126,3	21,9	-16,46	-30,6
M(t)	-104	-15,15	17,54	29,56

Время торможения до полной остановки:

7,3 с.

3. При торможении противовключения в режиме спуска граза от начальной скорости ( - скорость электродвигателя на естественной характеристике при спуске груза в режиме генераторного торможения с рекуперацией энергии в сеть) до , где - установившаяся скорость при спуске груза в режиме торможения противовключением, на реостатной характеристике, рассчитанной в пункте 5 задачи 1.

Определить время торможения.

Уравнение движения имеет следующий вид:

,

где

где Jпр - суммарный момент инерции; R1 - сопротивление, вычисленное по для соответствующей ступени.

Рассмотрим механическую характеристику при торможении противовключения (рисунок 3)

Электромеханическая постоянная времени для этой ступени:

с

Значения щ(t) и М(t):

щ_нач=126,3 б/мин

щ_уст=-23 об/мин

об/мин

об/мин

об/мин

об/мин



М_нач=1,7 Н·м

М_уст=36,56 Н·м

Н·м

Н·м

Н·м

Н·м

Время торможения до полной остановки:

239 с.

Размещено на Allbest.ru

...