16.33. Расчетные ускорения и допустимое число пусков

и торможений в 1 ч способом противовключения асинхронных крановых

короткозамкнутых электродвигателей 4МТ и 4АСК

(, J

oj а

о у

то у

Число пусков и торможений в час способом противовключения при номинальной скорости передвижения о. м/с

Группа режима ЗМ (Л) прн ПВ = 25 %

Группа режимов 5М (Т) при ПВ 40 %

51 72

42,5

60 78

51 67

45 58 74

52 66

47 59

43 54

Группа режимов 4М (С) прн ПВ = 2540 %

электродвигатель переменного тока с фазным ротором или двигатель постоянного тока. Прн применении для механизмов горизонтального передвижения асинхронных короткозамкнутых электродвигателей расчетное ускорение следует выбирать по данным табл. 16.33 и 16.34 для заданных номинальных скоростей применительно К группам режима и соответствующим допустимым числам пусков механизмов, а именно для заданной скорости V и заданной группы режима устанавливается необходимое расчетное ускорение Ор и соответствующее ему допустимое число пусков и торможений в час, которое должно находиться в пределах, установленных нормативами для групп режима.

В табл. 16.33 зоны недопустимых скоростных параметров обозначены знаком минус, если время пуска, равное о/ор, больше 3 с, и знаком плюс, если скорость о недостаточна для работы механизма в соответствующей группе режима.

Первым этапом выбора исполнительного электродвигателя кранового механизма является установление номинальной частоты Вращения. Для ме-

ханизмов передвижения всех групп режима оптимальная синхронная частота вращения вала электродвигателей переменного тока 750 ... 1000mhh~i. Для механизмов передвижения группы режима 2М ... ЗМ оптимальная синхронная частота вращения вала короткозамкнутых электродвигателей 3000 мин~1. Если эта частота вращения вала электродвигателя ие может быть реализована, то следует применять электродвигатели с синхронной частотой вращения 1500 мин *. Для механизмов передвижения группы режима ЗМ ... 4М оптимальная синхронная частота вращрния вала двухскоростиых короткозамкнутых электродвигателей 1500 мин *.

Для двигателей взрывобезопасного исполнения частота вращения 1500 мнн~* прн мощности до 1,0 кВт и 1000 мин * при мощности более 1,0 кВт.

Выбор электродвигателей для механизмов передвижения группы режима 1М... 5М осуществляется по условиям пуска с заданным ускорением. Расчетная мощность Рр~ электродвигателя должна быть не ниже номинальной мощности выбираемого

электродвигателя переменного тока при относительной продолжительности включения ПВ = 40 % или двигателя Постоянного тока при ПВ =25%%

о 0.66 (/я + гр Ь г. у) РгДр I

жении на открвггом воздухе и 70 %-ном расчетном сопротивлении ветровой нагрузки = (/и -f /Игр + -f/Иг. у)/4. При этом мощность статической нагрузки

Per =

1,754

(16.5)

Расчетная мощность для механизмов передвижения, устаиовлеиных: в помещении

Яр =

(/П + <Ягр Ь<Яг.у)(11.5Др+1)Рг .

17,5-10т т)

(16.6)

иа открытом воздухе

где т - масса перемещаемой конструкции, кг; /Игр - масса груза, кг; Шг. у - масса грузозахватного органа, кг; Ор - линейная скорость при горизонтальном перемещении, м/с; Ор - расчетное ускорение, м/с; /Пк- число приводов механизма; т) - КПД ме-каинзма; Рот - мощность статической нагрузки одного привода, кВт.

Масса /Пр. р для механизма передвижения краиа (поворота) принимается равной 90 % номинальной грузоподъемности; для механизма передвижения тележки /Ир. р принимаетси равной 70 % номинальной грузоподъемности.

При движении крана (тележки) в помещении сопротивление (Н) движению с достаточной точностью = = (т + /Игр + тр. у)/10, а при дви-

16.34. Расчетные ускорения и допустимое число пусков в чвс я торможений двухскоростиых асинхронных короткозамкнутых влектродвигателей 4АСК

(т + /Прр -f /Ир. у) (4.6ар +l)vr 7-103m Tj

(16.7)

Расчетное ускорение Ор выбирают по данным табл. 16.33 и 16.34.

Прн выборе электродвигателя механизма передвижения крана взрывобезопасного исполнения расчетную

0.12 0,16

0.2 0.3 0.4 0,5 0,6

63 76

Группа режима 2М (Л) при ПВ = 15 % 55

ПО 130 X X

67 80 114

130 160

Группа режима 5М (Т) при. ПВ = 40%

II Абрановнч И. И. в др.

76 94 114

58 82 99 116

52 72

86 102

50 63 76

Группа режима 4М (С) при ПВ = 2540 %

69 80

62 73

58 67

47 55

Группа режима ЗМ (С) прн ПВ = 25%

16.35. Коэффициенты использования Электродвигателей при регулировании

Группа режимов иехаииэ-иов

Ш ... ЗМ

4М 5М 6М

Системы

i = £

<о <u S

о и a

1.3 1,22 1.15 1,08

и о =

о = с

1.15

1,05 1.0

1.2 1.2

щ = 3

Л О Щ

К Ч (О

i- и о

о я и

50 25 15 7

Рр =

мощность определяют по формуле = 3.7ф (т 4- Шг. у) Or

1*де <р - коэффициент трения колес по рельсам; в помещении <р = 0,2, а на открытом воздухе ф=0,12; а - отношение числа приводных колес к общему числу колес крана (тележкн).

Выбор электродвигате/ieu для механизмов передвижения группы ре-жима 6М осуществляют по условиям пуска на границе условий сцепления холес с рельсами и при числе пусков в час, соответствующем нормативным данным этой группы, т. е. числу включений 360 в час и относительной продолжительности включений ПВ = = 60 %.

Расчетная мощность (кВт) двигателя механизма передвижения группы режима 6М

тОга/Свкл

36-103/ПкТ)

Расчетная мощность, определенная по этой формуле, должна быть равна или меньше номинальной мощности двигателя переменного тока при относительной продолжительности включения ПВ = 60 % нлн двигателя постоянного тока прн ПВ=40%.

Электродвигатели механизмов передвижения группы режима 1М ... 4М,

в том числе короткозамкнутые, выбранные по номинальным параметрам с использованием формул (16.5)- (16.7), подлежат проверке по условиям обеспечения сцепления колес с рельсами.

Электродвигатели механизмов передвижения группы режима 5М подлежат проверке по условиям обеспечения сцепления колес с рельсами, а также проверке тепловой нагрузки при предельной производительности дли данной группы режима.

Электродвигатели механизмов передвижения кранов группы режима 6М, выбранные по параметрам с использованием формулы (16.8), не требуют дополнительной проверки.

Выбор электродвигателей механизмов подъема 1Т)уппы режима 1М... 6М осуществляется по расчетной мощности Рр, которая должна быть равна илн меньше соответствующего значения номинальной мощности электродвигателя постоянного или Переменного тока при ПВ, = 40 %:

Рр = /Сн/Сз/Ср/Се/СпрР ст>

где /Си - коэффициент использования в зависимости от типа поднимаемого груза; для крюкового крана /Си = = 0,7; для грейферного крана /Си = = 0,8; для контейнерного крана /Си = = 0,65; для магнитного крана /Си = = 0,75; /Сз - коэффициент запаса, учитывающий условия работы при повышенной температуре окружающей среды (в металлургическом производстве до +60 °С) или непредвиденные перегрузки при нитенснвиом использовании; /Сз = 1 Дя механизмов группы 1М ... 4М; /Сз = 1.2 для механизмов группы режима 6М и металлургических механизмов группы режима 5М, работающих прн температуре окружающей среды от +40 до +60 °С; /Ср - коэффициент использования электродвигателей при регулировании скорости; /Ср = 1 для системы Г-Д, тиристорных приводов постоянного тока и частотно-регулируемых электроприводов; для систем с параметрическим регулированием скорости /Ср выбирают по данным табл. 16.35; Ле - коэффициент дополнительных пускотормозных нагрузок (табл. 16.36); /Спр - коэффи-

циент дополнительных пускотормозных нагрузок (табл. 16.36); Рст - мощность статической иагрузкн при подъеме номинального груза с номинальной скоростью, кВт.

Двигатель постоянного или переменного тока, выбранный по параметрам с использованием формулы на с. 330, для группы режима 1М...ЗМ проверяют по условиям надежного пуска:

-<1,4

0.55Мп

<

Пн 9550 9550

(16.9)

где Пет - частота вращения электродвигателя при мощности статической нагрузки; Рц и rtj, - номинальные параметры электродвигателя постоянного тока при ПВ = 25 % или переменного тока с фазным ротором при ПВ = 40 %; уИд - пусковой момент короткозамкнутого двигателя.

При невыполнении неравенства (16.9) выбирают электродвигатель большей мощности или снижают- Рст-

Электродвигатели короткозамкнутого типа (односкоростные и двухскоростные) механизмов подъема группы режима ЗМ ... 4М проверяют на обеспечение цикла по теплоте (числу пусков).

Электродвигатели постоянного и переменного тока с фазным ротором группы режима 1 М ... 4М проверке на обеспечение цикла по теплоте ие подвергают.

При проверке выбранных электродвигателей механизмов передвижения по условиям сцепления колес с рельсами общие условия движения без нарушения сцепления соответствуют уравнению

М Рр

0,66-10 (т + /Игр + тг. у) ИгОр

+

± /ctV-

1,75т1 J

Для двигателей с фазным и коротко-замкнутым ротором с регулированием пускового момента MjMn =

16.36. Коэффициенты режимов работы электроприводов подъема

ЗМ 4М 5М 6М

0,25 0,4 0,4 0,6

0,6 0,7 0,8 0,9

. в* о <

90 120 240 360

0,82 0,95 1,05 1,2

1,25 1,4

= 0,6; для короткозамкнутых двигателей без регулирования пускового момента MJm - 1,8. Условия сцепления для Электродвигателя с регулируемым пусковым моментом механизмов, работающих: в помещении т + /Ир у

т + /Игр + тр. у + 0,03)

-0,04>(0,4ар+

Р Л1и

иа открытом воздухе д m + гпг. У

4- /Игр + /Пг. у

-0,158>

>(0.6ар + 0,1)-;

Условия сцепления для электродвигателя с короткозамкнутым ротором (с нерегулируемым пусковы\1 моментом) механизмов, работающих;

в помещении

т -\-т,

гр + г. у

- 0,09>0,7ар;

иа открытом воздухе m + /Пр у

° /п+/п.р + /п,.у -0,39>1,16ар.

Условия сцепления для электродвигателей механизмов взрывобезопас-ного исполнения, работающих:

в помещении

г. у

+ /Лгр + /Пг.

-0,13>0,33ог;

на открытом воздухе т -\- /Пр. у

М + /Пгр + /Яг. у

0,55 > 0,25t)r.

По этим формулам определяют максимально допустимое ускорение для условия движения механизма без груза при отсутствии буксования. Это максимально допустимое ускорение должно быть меньше фактического ускорения, развиваемого электродвигателем. При этом должно быть соблюдено условие

< доп

(1,2У , + Уд б)/п,12-Ь +91уЦт+т)

9,55/ ,/. ,(/M;=fM J) = /раз

где Мп - средний пусковой момент, прн котором производится разгон; его определяют по условиям возможности движения на одной из механических характеристик привода.

Выполнение этого неравенства обеспечивается выбором соответствующих значений Мп, Vr и ткр при определенных значениях т, т у, tict, Мст и определением момента инерции

нах с консольным подвесом груза - колесо опоры, противоположное грузу; в портальном кране- колесо опоры, противоположное вылету стрелы, и др.).

В кранах, работающих .на открытом воздухе, для тележек а = 1, а для мостов а = 1 при пролете более 22 м. В вэрывобезопасных кранах, работающих в помещении, для тележек а = = 1. В вэрывобезопасных кранах, работающих на открытом воздухе, для мостов а= 1, причем тележкн должны иметь жесткую связь с путями.

Для механизмов, в которых используется способ сложения механических характеристик со связью через рельсовый путь, и часть электроприводов находится в тормозном режнме, имеются следующие ограничения по сцеплению: такие системы не могут быть применены для кранов, работающих на открытом воздухе; в помещении использовать такие системы можно для мостов прн а = 1 и передвижении тележек при а = 1 и /п + /Пг. у/(/п + + гр + /Яу. г) > 0,4. Если окончательно выбранный короткозамкнутый электродвигатель механизма передвижения имеет чрезмерно большой пусковой момент Мп, его следует уменьшить для получения необходимого ускорения арб: в 1,73 раза путем использования двигателя с номнналь-, ным напряжением 500 В при напряже-

9,55(M;tM )

0г{т + тт. у4-0,7стгр) - 1,2Удв ст

Знак -f - прн работе на открытом воздухе.

При этом для короткозамкнутых электродвигателей /раз не должно превышать 3 с; большое время разгона существенно ограничивает допустимое число пусков в 1 ч по условиям нагрева. Прн определении параметра т -f /Пг. у/(т + /Пгр + /Яг. у) следует учитывать отношение давлений иа колеса в наихудших сочетаниях, т. е. в знаменатель подставляют максимальные значения, а в числитель минимальную часть массы конструкции механизма, которая оказывает давление иа ходовое колесо менее нагруженной стороны краиа (в козловых кра-

йни в сети 380 В; в 3 раза путем использования двигателя с номинальным напряжением 660 Вив сети 380 В; до необходимых значений - добавочными иевыключаемыми резисторами в цепн статора нли включением последовательно (встречно) с обмоткой статора вторичной обмотки отдельного трансформатора.

При тепловой проверке выбранных двигателей постоянного и переменного тока с фазным ротором используют эквивалентный КПД, являющийся обобщенным параметром и характеризующий энергетические свойства системы электропривода и общие потерн энергии в главной цепн электро-

привода. Зависимость эквивалентно! < Пэкв, как функции, от прнведенно!! частоты включений в час Njjp показана иа рнс. 16.7.

Приведенное число включений механизма

ЛГ р = Л/вСвкл X

1эхв

1 о/ I 91 (/п-f/Пгр + г. у)У

i,iJnB Т-- ) -

0,8 0,6

1,2У

1600

где Удв - момент инерции ротора электродвигателя, кг-м; /Пгр - масса груза, кг; для механизма передвижения крана /Пгр равна 0,85 номинальной грузоподъемности; для механизма тележки - 0,7 номинальной грузоподъемности; для механизма поворота - 0,5 номинальной грузоподъемности; iVg - нормированное число включений в час для соответствующей группы режима механизма; Свкл - коэффициент приведения числа включений в час к числу пусков до номинальной скорости.

Как в усредненной типовой циклограмме работы механизма, так и при фактическом режиме работы любого кранового механизма пуски механизма до номинальной скорости чередуются с толчковыми включениями для обеспечения точности остановки, гашения раскачивания, оттягивания грузовых канатов и др. Статистическими исследованиями условий работы механизмов устаиовленб, что в общем числе включений V3 составляют пуски до номинальной скорости t) ; /3 пуски до скорости От, составляющей 15 % номинальной; Vj пуски до скорости Оп2, составляющей 30 % номинальной.

Коэффициент приведения числа включений к числу пусков до номинальной скорости

вкл = 0-33 + 0,ЗЗК-(1-с. 1)]+

где t) , Vjii, г)п2 - скорости в относительных единицах.

Для усредненной тахограммы работы механизмов кранов /Свкл = = 0,6. Расчетнан мощность электро-

Рис. 16.7. Эквивалентный КПД электропривода:

/ - системы управления ГД, ТЛ-ДЛ: 2 - системы управления МК-ДП. МКД-АДФ; 3 системы управления К-АДФ,

МКП-АДФ. ТРН-АДФ, МКИ-АДФ

двигателя, учитывающая все условия изменения теплового режима в цикле прн заданном числе включений, регулировании, изменении относительной продолжительности включения и других факторов,

Рр =

~ Л:о(1.25г]экв -0,25т1экв. б)

(16.10)

где Кскв - коэффициент, определенный по табл. 16.36; Кр - коэффициент добавочных потерь регулирования; для систем Г-Л, систем с питанием от тирнсторных преобразователей постоянного тока и частоты Кр = = 1; для остальных систем значения Кр приведены в табл. 16,35; К - коэффициент запаса - см, с, 330; Ко - коэффициент условий охлаждения (рис, 16,8); Ки - коэффициент добавочных потерь холостого хода; для систем с питанием двигателя от сети Кн - ; для систем с питанием двигателя постоянного тока от преобразователя

Ua + U

(1-0,47%)

Пэкв - эквивалентный КПД электропривода, определенный по рис, 16,7; Idkb. б - базовый эквивалентный КПД, т, е. КПД в статическом режиме; 11экв. б = 0,76 для электроприводов с торможением противовключением и систем с тиристорными регуляторами