Выбор двигателя.

По заданной тахограмме работы двухконцевой шахтной наклонной подъёмной машины и нагрузочной характеристике (рисунок 1) рассчитаем требуемую мощность приводного асинхронного двигателя с фазным ротором и выберем его по справочным данным.

Исходные данные к проекту:

t₁=0,67c, t₆=17,1 c,

t₂=20 c, t₇=2,12 c,

t₃=0,55 c, w=104 c^-1,

t₄=22 c, M_co=180 H×м,

t₅=2 c, M_c_н=1700 Н×м.

Рисунок 1.1 - Нагрузочная диаграмма машины

Рисунок 1.1 отражает циклический (поворотно-кратковременный) режим работы шахтного подъёма, для которого предусматривается выбор двигателя из серии длительного (продолжительного) режима работы (S₁).

Поскольку на тепловой режим двигателя существенным образом могут влиять переходные режимы пуска ( t₁) и торможения ( t₃ ), то выбор двигателя должен производиться с учётом этих режимов. Однако построение нагрузочной диаграммы двигателя, включающей участки пуска и торможения, возможно лишь в том случае, если известен момент инерции ротора выбираемого двигателя. Следовательно задача выбора мощности двигателя должна решаться в три этапа:

· ориентировочный расчёт мощности на основании нагрузочной диаграммы механизма;

· приближённая проверка мощности двигателя с учётом переходных режимов;

· уточнённая проверка мощности двигателя с учётом переходных режимов.

Предварительно, номинальная мощность двигателя рассчитывается из условия

Р_н.пр.≥ k_з*М_экв*ω*10^-3,

Р_н.пр.=1,1*1070,8*104*10^-3= 122,5 кВт, где

М_экв – эквивалентный длительно действующий момент, определяемый по формуле

М_экв= =

k_з – коэффициент запаса по мощности, принимаем k_з=1,1.

Выбор приводного двигателя.

Выбор приводного двигателя осуществляется из условия Р_н ≥Р_н.пр., n_н≈ n.

Требуемая частота вращения ротора двигателя определяется по формуле

n =30*ω/π = 30*104/3,14 = 993,6 об/мин.

Принимаем в качестве приводного двигателя асинхронный двигатель с фазным ротором типа АК-104-6М.

Занесем параметры выбранного приводного двигателя в таблицу:

Номинальное напряжение ротора – U_1н, B		Номинальный коэффициент мощности – cosφ_н	0,86
Номинальная мощность – P_н, кВт		Перегрузочная способность – λ	2,5
Номинальный КПД (при Р_н), –η_н, %	90,5	Номинальное напряжение ротора –U_1н, В
Номинальный ток ротора (при Р_н) – I_н, A		Номинальный ток ротора – I_н, A
Номинальная частота вращения ротора (при Р_н) – n_н, об/мин.		Момент инерции двигателя –Iд, кгм²	8,0

Найдем средний пусковой момент М_П и средний тормозной момент М_Т, обеспечивающие разгон двигателя до скорости ω_н за время t₁ и торможение за время t₃.

Cредний пусковой момент М_П≈М_со+ I_Σ · =180+11,2· = 1885,9 Н·м;

Здесь М_к = λМ_Н= 2,5·1224,9 = 3062,3 Н·м – критический момент двигателя,

М_Н= 10³·Р_н/ ω_н= 10³·125/102,05 = 1224,9 Н·м.

Средний тормозной момент М_Т≈ М_со - I_Σ· =180 -11,2· =

-1898,1 Н·м, здесь

I_Σ –суммарный момент инерции двигателя и механизма, находится из выражения

I_Σ = Iд+ Iмех = 1,4· Iд = 1,4·8= 11,2.

Проводим проверку выполнения условияМ_П = (0,55…0,65)М_к

= 0,616 – что входит в допустимый интервал.

Вопрос о необходимой мощности двигателя выясняется путем сравнения его номинального момента М_Н с эквивалентным, рассчитываемым по формуле

Проводим проверку выполнения условия М_Н≥ М^'_экв

М_Н= 1224,9(Н·м) > М^'_экв= 1102,2(Н·м).

Расчет естественной механической характеристики выбранного двигателя проводится по формуле Клосса:

М= где

М, S – текущее значение момента и скольжения машины;

М_К, S_K – критическое значение момента и скольжения машины.

Критическое скольжение определяется как

= 0,025(2,5+ = 0,1198;

где S_H = – номинальное скольжение двигателя.

Значения момента как функции скольжения вычисляем с помощью компьютерной программы MathCad. Изобразим график – естественную механической характеристику.