indrumar proiectare.unlocked
Post on 07-Aug-2018
269 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
8/20/2019 Indrumar Proiectare.unlocked
1/12
578
EXEMPLU DE CALCUL
Sarcina nominal(masa) Q N=3 [t]Masa cârligului gol q=60 [kg]Diametrul de calcul al tamburului DT=0,5 [m]Randamentul total al mecanismului n N=0,8 Coeficientul de transmisie total i=44Viteza de ridicare a sarcinii nominale Vn=50[m/min]Viteza de a#ezare a sarcinii nominale Va&8[m/min]În l' imea de ridicare h= 15[m] Num rul de cicluri impuse intr-o or Z=15Sursa de alimentare: 3*380[V]; 50[Hz].
I. Alegerea preliminar a motorului electric
1. Cuplul static la axul motorului electric la ridicarea sarcinii nominale:
M1= N
T N N
i DqQ
η⋅⋅+
2)(81,9 =
28,0445,0)603000(81,9
⋅⋅
⋅+ =213,2[Nm]
2. Cuplul static la axul motorului electric la coborârea sarcinii nominale:
M2= )12(2
)(81,9 N
T N
i
DqQ
η−
⋅
+
M2= )8,012(
4425,0)603000(81,9 −
⋅
⋅+ =127,9 [Nm]
3. Tura' ia la arborele motorului electric, pe treapta de tura' ie ridicat ,necesar pentru asigurarea vitezei impuse de ridicarea sarcinii nominale.
n=T
N
D
iV
⋅
⋅
π=
5,014,34450⋅
⋅ =1400 [rot/min]
în care V N se introduce în [ m/min]4. Tura' ia la arborele motorului electric, pe treapta de tura' ie coborât ,necesar pentru asigurarea vitezei impuse de a#ezare a sarcinii.
=⋅⋅
=⋅⋅
= 5,014,3448
T
a
a D
iV n
π244 [rot/min]
în care Va se introduce în [m/min]
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
http://www.pdffactory.com/http://www.pdffactory.com/
-
8/20/2019 Indrumar Proiectare.unlocked
2/12
579
5. Puterea de calcul la ridicarea sarcinii nominale pe treapta de tura' ieridicat :
P1= =⋅=⋅ 955014002,213
95501 n M 31,25[kw]
6. Puterea de calcul la coborârea sarcinii nominale pe treapta de tura' iecoborât :
P2= =⋅=⋅ 95502449,127
95502 n M 3,0[kw]
7. Se alege un motor asincron de tip MA( -611-4/12/24, cu trei trepte deviteza cu rotorul in scurtcircuit, având trei înf #ur ri statorice distincte înconexiunea stea, parametrii nominali fiind indica' i în tabelul 7.6:
Cuplul nominal al motorului pe treapta a treia de vitez va fi:
=== 14353295509550 N N
N n P M 219,9 [Nm]
în care P N se introduce în [kW] iar n N în [rot/min]Caracteristica mecanic natural corespunztoare treptei de tura' ie
ridicat , luat din catalog, se prezint în fig. 7.11.
Fig.7.11.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
http://www.pdffactory.com/http://www.pdffactory.com/
-
8/20/2019 Indrumar Proiectare.unlocked
3/12
580
Tabelul 7.6.Parametrii motorului Treapta de viteza
I II III Numârul de poli 2p 24 12 4Puterea nominal Pn[kw] 5 13 32Tura' ia nominal nn[rot/min] 195 430 1435Curentul nominal I1N[A] 51 38,5 59Curentul de pornire I p[A] 70 115 470Cuplul critic Mk [Nm] 520 588 814Cuplul de pornire M p[Nm] 520 569 618Randamentul nominal η N 0,33 0,68 0,87Factorul de putere cosϕ 0,45 0,75 0,95Durata relativ de ac' ionare DA[%] 15 25 40Momentul de volant GD2M[Nm2] 55,3Tensiunea nominal U1n [V] 380Gradul de protec' ie I.P. 56
II. Calculul diagramei reale de sarcin ( )t f I = a) Ridicarea sarcinii nominale
8. Momentul de volant echivalent raportat la arborele motorului electricse ob' ine in baza rela' iei:
Je=σ·Jm+m2
Ω
V [N·m·s2], în care* =1,1÷1,3
+ inând seama de rela' iile:GDe2=4g·Je; GDM2=4g·JM; m=Q N+q
se ob' ine:
GDe2= σ·GDM2+4g(Q N+q)(n
V π2
)2 [Nm2] ,unde v[m/min]#i n [rot/min]
Rezult deci:
GDe2=1,2·55,3+4·9,81(3000+60) =
⋅⋅
2
143514,3250 70,06 [Nm2]
9. Cuplul dinamic la accelerare:M1d=M p-M1 =618-213.2=404.8[Nm]
10. Timpul de accelerare (pornire):=⋅=⋅=
3751432
37506.70
375 11
2
1d
ea M
nGDt 0.7 [s]
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
http://www.pdffactory.com/http://www.pdffactory.com/
-
8/20/2019 Indrumar Proiectare.unlocked
4/12
581
unde tura' ia n1=1432 [rot/min] se cite#te din caracteristica mecanic naturala n=f(M) corespunztoare cuplului: M1=213,2 [Nm]11. Motorul ales este prevzut cu frân electromagnetic de tip TMT-6,având Mf =441[Nm]12. Pierderile constante ale motorului se determin din condi' ia ca lasarcin nominal , pierderile constante pk s fie egale cu cele variabile pv.
=
−=
−= 1
87.01
23211
2 N N
k P
pη
2,4 [kw]
13. Cuplul de frânare (pierderi) determinate de pierderile constante dinmotor :
===1435
4,2955095501n
p M k f 16 [Nm]
14. Cuplul de frânare (rezistent) total:Mtf = M1+Mf +MfM =213,2+441+16=670,2 [Nm]15. Timpul de frânare la ridicarea sarcinii nominale, în cazul decuplriimotorului de la re'ea:
t1f = 375
2eGD
f M n
t
1 = =⋅2,670
1435375
06.70 0,4 [s]
16. Viteza in regim sta' ionar la ridicarea sarcinii nominale:
=⋅⋅=⋅⋅=44
14355,014,311
in D
V T π 51,12[m/min]
17. În l' imea parcurs de sarcin la pornire#i frânare:
H1=260
1V (t1a+t1f )= ( ) =+⋅
4,07,0602
12,51 0,47 [m]
18. Timpul de ridicare a sarcinii în regim sta' ionar:
t1s=v
H H 1− = =⋅− 6012,51
47,015 17,1 [s]
19. Curentul absorbit de motor, admi' ând propor ' ionalitatea între curent#i cuplu, va fi:
I1= I1N N M
M 1 = =9,2122,21359 59,1 [A]
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
http://www.pdffactory.com/http://www.pdffactory.com/
-
8/20/2019 Indrumar Proiectare.unlocked
5/12
582
b) Coborarea cu frânare a sarcinii nominale
20. Considerând ma#ina func' ionând pe por ' iunea liniar a caracteristiciimecanice naturale n=f(M), valabil în cazul sarcinilor aflate în limiteleadmise de puterea motorului, tura' ia de la care începe frânarea curecuperare de energie va fi:
nB=n2=n0+(n0-ns) [rot/min]n2=2n0-ns [rot/min]
Fig. 7.12.
unde ns=1461[rot/min] se determin din caracteristica mecanic natural n=f(M) trasat în figura 7.11, corespunztor cuplului M2= 127,9 [Nm].Rezult deci:
n2= 2·1500-1461=1539 [rot/min]21. Curentul debitat de ma#in în regim de frânare cu recuperare deenergie, corespunztor cuplului M2 va fi:
I2=I1N N M
M 2 = =9,2129,12759 35,4 [A]
22. Timpul de accelerare, de la tura' ia n=0 la n=n2, la coborârea sarciniinominale în regim de frânare cu recuperare de energie:
t2a= 375
2eGD
2
2
M M n
P + =+⋅= 9,127618
1539375
06,70 0,4 [s]
23. Cuplul de frânare la coborârea sarcinii nominale, în cazul decuplriima#inii de la re'ea:
M2f =Mf +MfM-M2=441+16-127,9=329,1 [Nm]24. Timpul de frânare la coborârea sarcinii cu ma#ina decuplat de lare'ea:
t2f = 375
2eGD
f M
n
2
2 =⋅=1,329
1539375
06,70 0,9 [s]
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
http://www.pdffactory.com/http://www.pdffactory.com/
-
8/20/2019 Indrumar Proiectare.unlocked
6/12
583
25. Viteza de coborâre a sarcinii:
v2= =⋅⋅
=⋅⋅
4415395,014,32
in DT π
55 [m/min]26. În l' imea parcurs de sarcin la accelerare#i frânare:
H2= 22V (t2a+t2f ) ( ) 6,09,04,0602
55 =+⋅⋅
= [m]27. Timpul de coborâre a sarcinii în regim sta' ionar:
t2s=2
2
ν H H − 60 7,1560
556,015 =⋅−= [s]
c) Ridicarea cârligului gol
28. Cuplul de sarcin la axul motorului electric la ridicareacârligului gol:
M3= 3,2215,04425,06081,9
281,9
0=
⋅⋅
⋅⋅=⋅⋅
⋅⋅
ηi Dq T [Nm],
undeη0=0,15 se cite#te în fig. 1.15.- pentru q/Q N=0,02, sau se calculeaz cu rela' ia (1.84).
29. Cuplului de sarcin M3=22,3 [Nm] ii corespunde dincaracteristica mecanic ( ) M f n = tura' ia n3=1486.
30. Momentul de volant echivalent raportat la arborele motoruluielectric:
222
36,663,552,1 NmGDGD M eo =⋅=⋅=σ 31. Cuplul dinamic la accelerare:M3d=M p-M3=618-22,3=595,7 [Nm]
32. Timpul de accelerare la ridicarea cârligului gol:
t3a= 375
20eGD
d M n
3
3 44,07,595
1486375
36,66 =⋅= [s]
33 . Cuplul de frânare (rezistent) total:M3f =M3+Mf +MfM =22,3+441+16=479,3 [Nm]
34. Timpul de frânare la ridicarea cârligului gol, în cazul decuplriimotorului de la re'ea:
t3f= 375
20eGD
f M n
3
3
55,03,4791485
37536,66
=⋅= [s]
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
http://www.pdffactory.com/http://www.pdffactory.com/
-
8/20/2019 Indrumar Proiectare.unlocked
7/12
584
35. Viteza de ridicare a cârligului gol:
V3= in DT ⋅⋅π
554414865,014,3
=⋅⋅
= [m/min]36 . În l' imea parcurs de cârlig la accelerare#i frânare:
H3= 23V (t3a+t3f ) ( ) 44,055,044,0602
53 =+⋅
= [m]37 . Timpul de ridicare a cârligului gol în regim sta' ionar:
t3s=3
3
V
H H −60 5,1660
5344,015 =⋅−= [s]
38. Curentul absorbit de motor la ridicarea cârligului gol, secalculeaz cu rela' ia:
I3=I N 2
3
2
1
1
+
+
s s
s s
k
N
k
; în care:
s N=0
0
nnn N − 043,0
150014351500 =−=
• tura' ia de sincronism n0=1500 [rot/min]
• coeficientul de suprasarcin N
k
M M =λ 82,3
9,212814 ==
• alunecarea critic:sk = s N( 12 −+ λλ ) ( ) 32,0182,382,3043,0 2 =
−+=
• alunecarea corespunztoare cuplului de sarcin M3=22,3 [Nm] este:
s3=0
30
nnn − 0093,0
150014861500 =−=
Înlocuind aceste valori în expresia curentului statoric se ob' ine:
I3=59 2
2
0093,032,01043,0
32,01
+
+= 12,8 [A]
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
http://www.pdffactory.com/http://www.pdffactory.com/
-
8/20/2019 Indrumar Proiectare.unlocked
8/12
585
OBSERVA+ IE: La sarcini mai mici, nu mai poate fi admis propor ' ionalitatea între curent#i cuplu, motiv pentru care curentulabsorbit de motor se calculeaz cu rela' ia (7.85) sau (7.86).
d) Coborârea for #at a cârligului gol
39. Cuplul de sarcin la arborele motorului electric la coborâreacârligului gol:
M4= 6,1515,012
4425,06081,912
281,9
0−=
−
⋅
⋅⋅=
−
⋅
⋅⋅
ηi Dq T [Nm]
Observatie : semnul minus al cuplului M4 indic necesitatea coborârii înfor ' a cârligului gol.40. Cuplul de sarcin M4=15,6 [Nm] îi corespunde din
caracteristica mecanic ( ) M f n = tura' ia: n4=1491 [rot/min]41. Cuplul dinamic la accelerare:
M4d=M p-M4 =602,4[Nm]42. Timpul de accelerare la coborârea cârligului gol:
t4a= 375
20eGD
d M n
4
4 44,04,602
1491375
36,66 =⋅= [s]
43. Cuplul de frânare (rezistent) total:M4f =M4+Mf +MfM=15,6+441+16=472,6 [Nm]
44. Timpul de frânare la coborârea cârligului gol în cazuldeconectrii motorului de la re'ea :
t4f = 375
20eGD
f M n
4
4 56,06,472
1491375
36,66 =⋅= [s]
45. Viteza de coborâre a cârligului gol:
V4= 3,534414910514,34 =⋅⋅=⋅⋅
in DT π [m/min]
46. În l' imea parcurs de cârligul gol la accelerare#i frânare:
H4= 24V (t4a+t4f ) ( ) 44,056,044,0602
3,53 =+⋅
= [m]
47. Timpul de coborâre a cârligului în regim sta' ionar:t4s= 4,16603,53
44,0154
4 =⋅−=−V
H H [s]
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
http://www.pdffactory.com/http://www.pdffactory.com/
-
8/20/2019 Indrumar Proiectare.unlocked
9/12
586
48. Curentul absorbit de motor la coborârea cârligului gol:
I4= I N 2
3
2
1
1
+
+
s s
s s
k
N
k
=59 2
2
006,032,01
043,0 32,01
+
+
= 8,3 [A]
în care s4,aluncarea corespunztoare cuplului de sarcin M4=15,6 [Nm],este:
006,01500
149115000
404 =
−=−=n
nn s
49.Datele calculului sunt trecute in tabelul 7.7.Cu ajutorul datelor din acest tabelul 7.7. se construie#te diagrama exact
de sarcin I=f(t) prezentat în figura 7.13.Tabelul 7.7.
Regimul de lucru Curentul[A]
Timpul[s]
Accelerare I p= 470 t1a= 0,7Regim sta' ionar I1=59,1 t1s=17,1
Ridicarea sarciniinominale
Frânare - t1f =0,4Deplasarea pe orizontala a sarcinii ta=20
Accelerare I p=470 t2a=0,4Regim sta' ionar I2=35,4 t2s=15,7
Coborârea cufrânare a sarcinii
nominale Frânare - t2f =0,9Eliberarea cârligului ta2=60
Accelerare I p=470 t3a=0,44Regim sta' ionar I3=12,8 t3s=16,5
Ridicareacârligului gol
Frânare - t3f =0,55Deplasarea pe orizontala a cârligului gol ta3=20
Accelerare I p=470 t4a=0,44Regim sta' ionar I4=8,3 t4s=16,4
Coborârea for 'at a cârligului gol
Frânare - t4f =0,56Ag 'area sarcinii în cârlig ta4=60
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
http://www.pdffactory.com/http://www.pdffactory.com/
-
8/20/2019 Indrumar Proiectare.unlocked
10/12
587
Fig. 7.13.În diagrama de sarcin, din figura 7.13. s-a considerat o varia' ie liniar acurentului în perioadele de accelerare, fapt admisibil datorit timpilor de
accelerare foarte mici.
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
http://www.pdffactory.com/http://www.pdffactory.com/
-
8/20/2019 Indrumar Proiectare.unlocked
11/12
588
III. Verificarea motorului din punct de vedere al productivit #ii
50. Durata unui ciclu: tc= ∑∑ + 41
04
1ii t t [s] unde :
t1= t1a+ t1s+ t1f =0,7+17,1+0,4=18,2 [s]
t2= t2a+ t2s+ t2f =0,4+15,7+0,9=17,0 [s]
t3=t3a+t3s+t3f =0,44+16,5+0,55=17,49 [s]
t4= t4a+t4s+t4f=0,44+16,4+0,56=17,4 [s]
Rezult deci: =∑4
1it t1+t2+t3+t4=18,2+17+17,49+17,4=70,09 [s]
∑4
10it =t01+t02+t03+t04=20+60+20+60=160 [s]
respectiv: tc=70,09+160=230,09 [s]
51 . Num rul de cicluri într-o or :
Zc=ct
36001565,15
09,2303600 =>== z
Se observ c motorul corespunde din punct de vedere al
productivit 'ii, num rul de cicluri rezultat din diagrama exact de sarcin Zc, fiind mai mare decât cel impus ini' ial: Z=15
IV. Verificarea motorului ales la înc lzire
52. Durata relativ de ac' ionare real:
10010
100)(
4
1
4
1
4
1⋅
−=⋅
+=
∑ ∑∑ if ic
isia
r
t t
t
t t DA
( ) 10009,230
41,209,7010009,230
56,055,09,04,009,70⋅
−=⋅+++−=r DA
4,2910009,23068,67 =⋅=r DA [%]
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
http://www.pdffactory.com/http://www.pdffactory.com/
-
8/20/2019 Indrumar Proiectare.unlocked
12/12
589
53. Curentul echivalent se calculeaz pe baza datelor din tabelul7.7. sau diagrama de sarcin (fig. 7.13) cu ajutorul rela' iei de mai jos, încareβ=0,5,pentru motoare electrice asincrone:
( )................22
43214321
2222
22
1211
21
++++++++
+
+++
+
= s s s saaaa
sa p
sa p
et t t t t t t t
t I t I I
t I t I I
I β
( ) s s s saaaa
sa p
sa p
t t t t t t t t
t I t I I
t I t I I
43214321
4244
24
3233
23
22......+++++++
+
+++
+
+β
.........)44,044,04,07,0(5,0
7,154,354,02
4,354701,171,597,02
1,59470 2222
++++
+⋅+⋅
++++⋅
+
=e I
21
22
22
4,165,167,151,17
4,163,844,02
3,84705,168,1244,02
8,12470
........++++
⋅+⋅
++++⋅
++
7,6599,08,11298,251644,27035,256406,196749,255421,597277,48990
++++++++
=e I
][9,5569,66
8,208573 A I e ==
54. Curentul nominal corectat corespunztor duratei de ac' ionarereale, în baza rela' iei (7.82):
r
N NS NC DA
DA P P χ= 64
294,04,05993,0 =⋅= [A] ,unde χ =0,93 se ia din
tabelul 7.5.
53. Se verific rela' ia: Ie=56 [A]≤
I NC=64 [A]A#a cum se observ, motorul ales corespunde#i din punct de vedere alînc lzirii, cu aceasta alegerea#i verificarea motorului electric deac' ionare a vinciului de marf fiind încheiat.
top related