Методические указания к курсовому проекту по предмету “Судовые автоматизированные электроприводы” Отрасль знаний: 0701 «Транспорт и транспортная инфраструктура»




НазваниеМетодические указания к курсовому проекту по предмету “Судовые автоматизированные электроприводы” Отрасль знаний: 0701 «Транспорт и транспортная инфраструктура»
страница3/12
Дата публикации02.07.2013
Размер1.28 Mb.
ТипМетодические указания
zadocs.ru > Спорт > Методические указания
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12

^ 4. Предварительная проверка выбранного электродвигателя

Выбранный двигатель ( таблица 1 ) подвергается предварительной проверке

по двум условиям:

1. на перегрузку по току;

2. на устойчивость к опрокидыванию.
Проверка двигателя на перегрузку про току

Проверка электродвигателя на перегрузку по току имеет целью убедиться в том, не окажется ли двигатель перегруженным по току при подъеме номинально

го груза на 3-й скорости.

Двигатель не будет перегружаться по току в случае выполнения условия

I= I( М/ М) ≤ I ,

где I- ток двигателя при подъеме номинального груза на 3-й скорости;

I- номинальный ток двигателя при работе на 3-й скорости;

М- статический момент на валу двигателя при подъёме номинального груза;

М- номинальный момент двигателя при работе на 3-й скорости.

В данном примере

I= 70 А ( таблица 1, строчка 5, колонка 3 );

М = 303,2 Н*м ( пункт 1 расчета );

М= 339 Н*м ( таблица 1, строчка 7, колонка 3 ).

Таким образом

I= I( М/ М) = 70 ( 303,2 / 339 ) = 62,6 А < I = 70 А.

Поскольку приведенное выше условие выполняется, т.е. I= 62,6 А < I = 70 А, двигатель при подъеме номинального груза на 3-й скорости не будет перегру-

жаться по току.

Если приведенное выше условие не выполняется, т.е. если I= I( М/ М) > I , следует выбрать из таблицы с параметрами двигателей серии МАП следую-

ший больший по мощности двигатель и повторить данную проверку.
Проверка электродвигателя на устойчивость к опрокидыванию

Проверка электродвигателя на устойчивость к опрокидыванию имеет целью убе-

диться в том, сможет ли двигатель сохранить двигательный режим ( не опрокинуть

ся ) при допускаемом Правилами Регистра снижении напряжения судовой сети на 15%, т.е. до значения U' = 0,85U= 0,85*380 = 323 В.

Под опрокидыванием понимают аварийную остановку двигателя или его реверс в случае внезапного уменьшения вращающего электромагнитного момента двигателя.

Аварийная остановка двигателя происходит в приводах, создающих реактив

ный статический момент, например, в приводах насосов, вентиляторов и компрессо

ров. В таких механизмах работа двигателя связана с преодолением действия сил трения.

Аварийный реверс двигателя происходит в приводах, создающих активный статический момент, например, в приводах грузовых лебедок и кранов, брашпилей.

В таких механизмах работа двигателя связана с преодолением действия силы тя-

жести.

Причин опрокидывания много, например, увеличение частоты тока при раз-

гоне асинхронного двигателя, переключение обмотки статора с треугольника на двойную звезду и т.п. Однако на практике основной причиной опрокидывания является провал напряжения судовой сети, например, при пуске крупного асинхрон

ного двигателя ( компрессора, подруливающего устройства и т.п. ).

Вне зависимости от причины, условие опрокидывания двигателя такое: максимальный ( критический ) момент двигателя должен оказаться меньше статического момента механизма, т.е.

М'< М.

Поэтому проверка на опрокидывание состоит в сравнении нового ( понижен

ного ) значения максимального момента электродвигателя со статическим момен-

том на валу двигателя при подъёме номинального груза.

Двигатель не опрокинется, если его новый максимальный момент остается больше статического момента, созданного грузом, т.е. при условии: М'> М.

В данном примере .максимальный момент электродвигателя при провале напряжения на 15%

М'= ( 0,85 )* М= 0,7225*850 = 614 Н*м,

где: М= 850 Н*м – максимальный момент двигателя при работе на третьей скорости ( таблица 1, строчка 9, колонка 3 ).

.Поскольку М'= 614 Н*м > М= 303,2 Н*м, двигатель не опрокинется.

Если же двигатель опрокидывается, следует выбрать из таблицы с параметрами двигателей серии МАП следуюший больший по мощности двигатель и повторить данную проверку.

^ 5. Расчёт нагрузочной диаграммы электропривода лебёдки
Нагрузочная диаграмма представляет собой зависимость тока электродвига

теля от времени на протяжении одного цикла работы лебёдки, т.е. зависимость I (t).

Каждый такой цикл состоит из таких сменяющих друг друга режимов рабо-

ты электропривода:

.1. подъём номинального груза;

.2. горизонтальное перемещение груза ( двигатель не работает );

.3. тормозной спуск груза;

.4. отстропка груза ( двигатель не работает );

.5. подъём холостого гака;

.6. горизонтальное перемещение холостого гака ( двигатель не работает );

.7. силовой спуск холостого гака;

.8. застропка груза ( двигатель не работает ).

Время переходных процессов при работе двигателя ( пп. 1, 3, 5 и 7 ) рассчитывает

ся по формулам, приводимым ниже, а продолжительность нерабочих промежут

ков ( пп. 2, 4, 6 и 8 ) принимается на основании среднестатистических данных

( см. ниже ).
5.1. расчёт времени переходных процессов при подъёме груза
.1. приведенный к валу электродвигателя момент инерции движущихся частей электропривода

Ј= к*Ј+ ( m* ν) / ω= 1,2*1,5 + ( 2940*0,752 ) / 94,22 = 1,8 + 0,186 =

= 1,986 ≈ 2,0 кг*м,

где : к = 1,1…1,3 – коэффициент, учитывающий влияние движущихся частей электропривода ( кроме ротора двигателя ) на величину приведенного момента инерции; принимаю усредненное значение к = 1,2;

m = ( G+ G) / 9,8 = ( 28500 + 320 ) / 9,8 = 2940 кг – масса груза и гака , выраженная через вес ( т.е. в кг );

ω= 2 π* n/ 60 = 2*3,14*900 / 60 = 94,2 с –1 ( n= 900 об / мин – номиналь-

ная частота вращения двигателя на 3-й скорости – см. таблицу 1. );

.2. динамический момент при пуске

М = М- М= 730 – 303,2 = 426,8 ≈ 430 Н*м

.3. время пуска

t= Ј* ω/ М = 2,0*94,2 / 430 = 0,438 ≈ 0,44 с

.3. тормозной момент механического тормоза выбирается по условию

М≥ 2 М= 2*66,7 = 133,4 Н*м

.4. из справочника «Судовые электроприводы», в 2-х томах, под редакцией И.Р. Фрейдзона, Л., Судостроение, 1983 г., выбираю при ПВ% = 40 % тормоз типа ТМТ 52 с такими данными :

  1. тормозной момент в режиме ПВ = 40 % М= 30 даН*м = 300 Н*м

  2. таким образом, неравенство п. 3 соблюдается ( М= 300 > 2 М= 133,4 Н*м );



  1. ход тормоза начальный – 2 мм;

  2. ход тормоза максимальный – 4 мм;

  3. число тысяч торможений до смены дисков при частоте вращения в начале торможения об/мин – 200 .

  4. фазный ток – 3,5 А.

  5. принятые сокращения в обозначении тормоза – Т – тормоз, М – морского

исполнения, Т – трёхфазный (или Т- тормоз, Д- для динамических

режимов, П- постоянного тока);

.5. коэффициент полезного действия двигателя при работе на 3-й скорости

η = ( Р*10) / ( *U*I*cos φ ) = ( 32*103 ) / (*380*70*0,88 ) = 0,79

.6. постоянные потери в двигателе равны номинальным переменным потерям

Δ Р= Δ Р= 0,5 Р( 1/η – 1 ) = 0,5*32 ( 1 / 0,79 – 1 ) = 4,25 кВт

..7. . тормозной момент, обусловленный постоянными потерями в двигателе

М= Δ Р/ ω= 4250 / 94,2 = 45,1 Н*м

..8.. суммарный тормозной момент, создаваемый совместным действием груза,

тормоза и электродвигателя

М= М+ М+ М= 66,7 + 300 + 45,1 = 411,8 Н*м

..9. время остановки поднимаемого груза при отключении двигателя

t= Ј* ω/ М= 2,0*94,2 / 411,8 = 0,45 c

.10. расстояние, пройденное грузом при разгоне и торможении

H= 0,5 ν( t+ t) = 0,5*0,75 ( 0,44 + 0,45 ) = 0,33 м

.11. время подъёма груза в установившемся режиме

t= ( Н - H) / ν= ( 12- 0,33 ) / 0,75 = 15,5 с



.12. номинальный момент двигателя при работе на 3-й скорости

М= Р*10/ ω= 32*103 / 94,2 = 339 Н*м

.13. ток, потребляемый двигателем при подъёме

I= I( М/ М) = 70 ( 303,2 / 339 ) = 62,5 А,

что меньше номинального I= 70 А.

Иначе говоря, при подъеме номинального груза двигатель по току не будет

перегружаться.
5.2. расчёт времени переходных процессов при тормозном спуске груза

.1. угловая скорость ωпри моменте М= 66,7 Н*м находится из соот-

ношения

( ω- ω/ ( ω- ω) = М/ М,

где ω = 2πf / р = 2*3,14*50 / 3 = 314 / 3 = 104,6 с-1

( р = 3 – число пар полюсов обмотки 3-й скорости, таблица 1, колонка 3, в которой число полюсов 2р = 6 ),

ω= 2 π* n/ 60 = 2*3,14*900 / 60 = 94,2 с –1 ( n= 900 об / мин – номиналь-

ная частота вращения двигателя на 3-й скорости – см. таблицу 1. );
или, в числах

( 104,6 – 94,2 ) / ( 104,6 – ω) = 339 / 66,7,

откуда 10,4 / ( 104,6 - ω) = 5.

Разделим обе части на число «5»: 2,08 / ( 104,6 - ω) = 1,

откуда окончательно 2,08 = 104,6 - ω, или ω = 104,6 – 2,08 = 102,52 с-1 ;

.2. угловая скорость рекуперативного спуска

ω= 2 ω- ω= 209,2 – 102,52 = 106,8 рад/с

.3. время пуска двигателя при опускании груза

t=( Ј* ω) / ( М+ М ) = ( 2,0*106,8 ) / ( 730 + 66,7 ) = 0,27 с

.4. тормозной момент при отключении двигателя от сети

М= М+ М- М= 300 + 45,1 - 66,7 = 278,4 Н*м

( знак «минус» при Мобъясняется тем, что при тормозном спуске груза

статический момент М является движущим, а не тормозным )

.7. время остановки опускаемого груза

t= (Ј* ω) / М= ( 2,0*106,8 ) / 278,4 = 0,77 с

.8. скорость опускания груза

ν= ( ω* R) / ι = ( 106,8*0,25 ) / 33 = 0,8 м/с

.9. путь, пройденный грузом при разгоне и торможении

Н= 0,5 ν( t+ t) = 0,5*0,8 ( 0,27 + 0,77 ) = 0,416 ≈ 0,42 м

.10. время опускания груза в установившемся режиме

t= ( Н - Н) / ν= ( 12- 0,42 ) / 0,8 = 14,475 ≈ 14,5 с

.11. ток, потребляемый двигателем при тормозном спуске

I = I*( М/ М) = 70*66,7 / 339 = 13,77 ≈ 14 А









Рис.1. Зависимость коэффициента полезного действия передачи η '

( редуктора ) от отношения веса холостого гака G к номинальной грузо-

подъемности лебедки G ( в данном примере G/ G= 320 / 28500 ≈ 0,01 ).
Графиком пользуются так:

  1. из исходных данных выписывают номинальное значение КПД передачи

( в данном примере η= 0,72 );

  1. на рис. 1 нет сплошной кривой, которой соостветствует к η= 0,72 ,

поэтому на рис.1 находят графике кривую с ближайшим к η= 0,72 ;значением – это кривая с η= 0,7 ( самая нижняя );

  1. самостоятельно апроксимируют кривую с η= 0,7 в кривую с η= 0,72

( она показана пунктиром выше кривую с η= 0,7 );

  1. по известному значению G/ Gи кривой с η= 0,72 находят значение

КПД η ' = 0,01.
Этот график применяют для расчета времени переходных процессов при перемещении холостого гака ( подъеме и спуске ).


    1. расчёт времени переходных процессов при подъёме холостого гака


.1. момент на валу двигателя при подъёме холостого гака

М= ( G*R) / ( ι*η ) = ( 320*0,25 ) / ( 33*0,1 ) = 24,2 Н*м,

где: η= 0,1 – кпд передачи при G/ G= 320 / 28500 = 0,01

( см. рис.1 )

.2. угловая скорость при М= 24,2 Н*м

( ω- ω/ ( ω- ω) = М/ М, или в числах ( 104,6 – 94,2 ) / ( 104,6 - - ω) = 339 / 24,2, откуда ω= 103,8 рад/с

.3. Приведенный к валу двигателя момент инерции ротора электродвигателя и вращающихся частей редуктора

Ј= к* Ј= 1,2*1,5 = 1,8 кг*м

.4. время разгона двигателя при подъёме холостого гака

t= (Ј* ω) / ( М- М) = ( 1,8*103,8 ) / ( 730 – 24,2 ) = 0,27 с

.5. тормозной момент при отключении двигателя от сети в конце подъёма гака

М= М+ М+ М= 300 + 45,1 + 24,2 = 369 Н*м

.6. время торможения поднимаемого гака

t= ( Ј* ω) / М= ( 1,8*103,8 ) / 369 = 0,5 с

.7. скорость подъёма холостого гака

ν=( ω* R) / ι = ( 103,8*0,25 ) / 33 = 0,78 м/с

.8. путь гака при разгоне и торможении

Н= 0,5 ν( t+ t) = 0,5*0,78 / ( 0,27 + 0,5 ) = 0,5 м

.9. время подъёма гака с постоянной скоростью

t= ( Н - Н) / ν= ( 12- 0,5 ) / 0,78 = 14,7 с

.10. ток двигателя при подъёме холостого гака

I= I( М/ М) = 70 ( 24,2 / 339 ) = 5 А
5.4. расчёт времени переходных процессов при силовом спуске холостого гака

.1. момент на валу двигателя при силовом спуске холостого гака

М= ( G*R) * ( 2 – 1 / η ) / 2 ι = ( 320*0,25) ( 2 – 1 / 0,1 ) / 33 = - 19,4 Н*м,

где: η= 0,1 – кпд передачи при G/ G= 320 / 28500 = 0,01

( см. рис.1 Приложения ); знак «минус» объясняется тем, что при силовом спуске двигателя его момент имеет противоположное направление по отношению к направлению при подъеме груза ( двигатель работает в 3-м квадранте в системе координат ω ( М ), принятой для изображения механических характеристик электродвигателей и исполнительных механизмов );

2. угловая скорость ωпри М= - 19,4 Н*м ( в формулу подставляется абсолютное значение момента М, т.е. принимается М= 19,4 Н*м ) находится из сллтношения

( ω- ω) / ( ω- ω) = М/ М, или в числах ( 104,6 – 94,2 ) / ( 104,6 –

  • ω) = 339 / 19,4, откуда ω = 104 с-1

.3. время разгона двигателя при спуске холостого гака

t= (Ј* ω ) / ( М- М) = ( 1,8*104 ) / ( 339 - 19,4 ) = 0,58 с

.4. тормозной момент при отключении двигателя от сети в конце спуска

холостого гака

М= М+ М+ М= 300 + 45,1 + 19,4 = 364,5 Н*м

.5. время торможения поднимаемого гака

t= ( Ј* ω) / М= ( 1,8*104 ) / 364,5 = 0,51 с

.6. скорость спуска холостого гака

ν=( ω* R) / ι = ( 104*0,25 ) / 33 = 0,78 м/с

.7. путь гака при разгоне и торможении

Н= 0,5 ν/ ( t+ t) = 0,5*0,78 / ( 0,58 + 0,51 ) = 0,35 м

.9. время подъёма гака с постоянной скоростью

t= ( Н - Н) / ν= ( 12 – 0,35 ) / 0,78 = 14,9 с

.10. ток двигателя при подъёме холостого гака

I= I( М/ М) = 70 ( 19,4 / 339 ) = 4,0 А
.5. построение нагрузочной диаграммы I ( t )

.1. Результаты расчёта, полученные в пп. 3.1., 3.2., 3.3. и 3.4., сведём в таблицу 2.

Таблица 2. Исходные данные для построения нагрузочной диаграммы

№№

Режимы работы

Ток, А

Время, с



^

Подъём номинального груза








1.

Пуск

I= 340

t= 0,44

2.

Установившийся режим

I= 62,5

t= 15,5

3.

Торможение




t= 0,45



^

Горизонтальное перемещение груза





t= 20



^

Тормозной спуск груза








1.

Пуск

I= 340

t= 0,27

2.

Установившийся режим

I= 14

t= 14,5

3.

Торможение




t= 0,77



^

Отстропка груза





t= 60



Подъём холостого гака








1.

Пуск

I= 340

t= 0,27

2.

Установившийся режим

I= 5

t= 14,7

3.

Торможение




t= 0,5



^

Горизонтальное перемещение груза





t= 20



^

Спуск холостого гака








1.

Пуск

I= 340

t= 0,58

2.

Установившийся режим

I4 = 4

t= 14,9

3.

Торможение




t= 0,51

4.
^

Застропка груза





t= 60
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   12

Похожие:

Методические указания к курсовому проекту по предмету “Судовые автоматизированные электроприводы” Отрасль знаний: 0701 «Транспорт и транспортная инфраструктура» iconМетодические указания к курсовому проекту по дисциплине «Электрические передачи локомотивов»
Методические указания предназначены для студентов и слушателей специальностей «Локомотивы» и«Электрический транспорт»

Методические указания к курсовому проекту по предмету “Судовые автоматизированные электроприводы” Отрасль знаний: 0701 «Транспорт и транспортная инфраструктура» iconМетодические указания к курсовому проекту «Проект реконструкции гражданского здания»
Методические указания к курсовому проекту «Проект реконструкции гражданского здания» по дисциплине «Реконструкция, восстановление...

Методические указания к курсовому проекту по предмету “Судовые автоматизированные электроприводы” Отрасль знаний: 0701 «Транспорт и транспортная инфраструктура» iconМетодические указания к курсовому проекту по дисциплине: «Диагностика и то машин»
Курсовой проект предназначена для углубления знаний и закрепления умений студентов по основным разделам дисциплины

Методические указания к курсовому проекту по предмету “Судовые автоматизированные электроприводы” Отрасль знаний: 0701 «Транспорт и транспортная инфраструктура» iconМетодические указания к лабораторной работе №6 Исследование и изучение...
Исследование автоматических выключателей. Методические указания к лабораторной работе №6 по дисциплине "Электрические и электронные...

Методические указания к курсовому проекту по предмету “Судовые автоматизированные электроприводы” Отрасль знаний: 0701 «Транспорт и транспортная инфраструктура» iconМетодические указания к лабораторной работе №11 Тиристорный пускатель...
Нхронным двигателем с короткозамкнутым ротором. Методические указания к лабораторной работе №11 по дисциплине "Электрические и электронные...

Методические указания к курсовому проекту по предмету “Судовые автоматизированные электроприводы” Отрасль знаний: 0701 «Транспорт и транспортная инфраструктура» iconМетодические указания к курсовому проекту по автономным системам...
Методические указания предназначены для студентов пятого курса специальности 270109 Теплогазоснабжение и вентиляция

Методические указания к курсовому проекту по предмету “Судовые автоматизированные электроприводы” Отрасль знаний: 0701 «Транспорт и транспортная инфраструктура» iconМетодические указания к курсовому проектированию по курсу “Энергетическая...
Проектирование полупроводникового преобразователя. Методические указания к курсовому проекту по курсу “Энергетическая электроника”...

Методические указания к курсовому проекту по предмету “Судовые автоматизированные электроприводы” Отрасль знаний: 0701 «Транспорт и транспортная инфраструктура» iconМетодические указания к курсовому проекту по дисциплине «Коммерческая...
Оценка эффективности работы компании, оказывающей транспортные сопутствующие услуги (экспедирование, агентирование, фрахтование,...

Методические указания к курсовому проекту по предмету “Судовые автоматизированные электроприводы” Отрасль знаний: 0701 «Транспорт и транспортная инфраструктура» iconИнститут Экономики и финансов Кафедра Экономико-математических методов...
Транспортная задача: Методические указания студентам направления 100700 «Торговое дело»/ тгсха; Автор-сост. С. М. Каюгина. – Тюмень,...

Методические указания к курсовому проекту по предмету “Судовые автоматизированные электроприводы” Отрасль знаний: 0701 «Транспорт и транспортная инфраструктура» iconПояснительная записка. К курсовому проекту по дисциплине «Архитектура...
К курсовому проекту по дисциплине «Архитектура гражданских и промышленных зданий»

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
zadocs.ru
Главная страница

Разработка сайта — Веб студия Адаманов