1.7. ВЫБОР, ПРОВЕРКА И ОБОЗНАЧЕНИЕ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ

Для привода подъемно-транспортных машин преимущественно применяются электродвигатели переменного тока, для привода механизмов грузоподъемных машин — крановые асинхронные электродвигатели, характеризующиеся повышенной перегрузочной способностью. Удобные в эксплуатации, асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором применяются для привода электроталей, кран-балок, тихоходных механизмов кранов и подъемников, работающих в повторно-кратковременном режиме при небольшой частоте включения. При более напряженном режиме применяют асинхронные двигатели с контактными кольцами. Сведения об электродвигателях приводятся в табл. III. 3.

Электродвигатель подбирается по каталогу согласно определенной (см. параграф 1.4) статической мощности и в соответствии с режимом эксплуатации механизма.

Расчетная мощность двигателя

                                                        (1.86)

где  — номинальная мощность двигателя по каталогу при ПВном; ПВном—номинальная относительная продолжительность включения, ближайшая по каталогу к ПВрасч; ПВрасч — расчетная относительная продолжительность включения.

Выбранный двигатель должен быть проверен на время пуска при действии наибольшей нагрузки [см. (1.67)...(1.73) или (1.87)].

Время (с) пуска (разгона)

                                                      (1.87)

где Iпр — момент инерции эквивалентной системы механизма, веденный к валу двигателя [см. (1.34)...(1.57)], кг·м2; п — частота вращения вала двигателя, мин-1; Тизб — избыточный момент двигателя, Н·м:

                                                      (1.88)

Тср.п — средний  пусковой   момент  двигателя,   Н·м;   Тс — момент статических   сопротивлений   механизма   на   валу   двигателя   [см. (1.27)…(1.32)], Н·м.

Для двигателей трехфазного тока с фазным ротором

                                                 (1.89)

где ψmах=Tmахном — максимальная кратность пускового момента электродвигателя: ψmах = 1,9...3,2 (определяется по каталогу); ψmin — минимальная кратность пускового момента электродвигателя: ψmах = 1,1....1,4; Tmах — максимальный пусковой момент двигателя, Н·м; Тном — номинальный момент двигателя, Н·м.

Для   электродвигателей   трехфазного  тока с фазным ротором можно принимать Тср.п= (1,5... 1,6) Тном. Для двигателей с короткозамкнутым ротором

                                           (1.90)

где ψп – кратность пускового момента двигателя (принимается по каталогу); 0,852 — коэффициент, учитывающий возможность работы при падении напряжения в сети до 85 % от номинального.

Для электродвигателей с короткозамкнутым ротором можно принимать Тср.п = (0,7...0,8) Tmах.

Для обеспечения разгона двигателей трехфазного тока рекомендуется, чтобы Тср.п>1,5Tс и Тср.п =0,5(Tmах + Tс).

Во избежание перегрева электродвигателя необходимо, чтобы развиваемая двигателем среднеквадратичная мощность удовлетворяла условию

                                                          (1.91)

Среднеквадратичная мощность электродвигателя (кВт)

                                                         (1.92)

где  Тсрсреднеквадратичный момент преодолеваемый электродвигателем, Н·м:                   

                                               (1.93)

где Σtп — общее время пуска (разгона) механизма в разные: периоды работы с различной нагрузкой [см. (1.67) ... (1.73)], с;  — сумма произведений квадрата момента статических сопротивлений движению при данной нагрузке [см. (1.27) ... (1.32)] на время установившегося движения при этой нагрузке; Σt —общее время включения электродвигателя за цикл, с.

Если tп ≥ty/60, то в знаменателе подкоренного выражения в формуле (1.93) должно быть , где β —коэффициент, учитывающий ухудшение условий охлаждения двигателя в процессе пуска: для закрытых двигателей β = 0,85...0,99, для защищенных и открытых — β = 0,62...0,68; Σtу — общее время установившегося движения за цикл, с.

При отсутствии достоверного графика работы крана предварительная проверка электродвигателя по условиям нагрева может быть произведена методом номинального режима работы [18], т. е. методом отнесения крановых механизмов к режимам работы [14].

Коэффициент перегрузки двигателя при номинальной нагрузке

                                                        (1.94)

Перегрузочная способность двигателя

                                                      (1.95)

Значения  λ  приводятся в каталогах  электродвигателей (табл. Ш.3).

По рис. 1.4 и 1.5 определяется относительное время пуска .

Время пуска

                                                        (1.96)

Среднее время рабочей операции (с)

                                                           (1.97)

где sp — средняя длина рабочего пути, м;  — фактическая скорость движения, м/с.

 

Отношение времени пуска  к среднему времени  рабочей  операции

                                                      (1.98)

Если средняя длина рабочего пути неизвестна, для  предварительных расчетов можно воспользоваться табл. 1.31.

Требуемая эквивалентная мощность двигателя для рабочей части цикла

                                                     (1.99)

где γ— вспомогательный коэффициент, определяется по графику влияния пусковых режимов на эквивалентную мощность (рис. 1.6); Рс —см. (1.33).

 

Табл. 1.31. Ориентировочное значение коэффициента β

Наименование механизмов

β

Механизмы подъема крюковых и грейферных кранов, работающих в цехах и на складах

0,1

Механизмы передвижения кранов, работающих в цехах

0,2

Механизмы передвижения кранов, работающих на складах

0,1

Механизмы поворота стреловых кранов, работающих на складах и на строительстве

0,3…0,4

Механизмы передвижения тележек рудных и угольных  перегружателей

0,3…0,4

Механизмы, подъема, передвижения и поворота монтажных кранов

0,2…0,3

 

Требуемая мощность двигателя по условиям  нагрева с учетом пауз в течение цикла

                                                          (1.100)

где k — коэффициент, учитывающий номинальную относительную продолжительность включения (ПВ), характерную для данного номинального режима работы (табл. 1.32).

 

 

 

 

Табл.  1.32. Значения коэффициента k [к формуле (1.100)]

Режим работы

Значение коэффициента k при ПВ

25%

40%

Легкий

0,5

0,35

Средний

0,75

0,5

Тяжелый

1,0

0,75

Весьма тяжелый

1,5

1,0

 

Необходимо обеспечить условие

 

Для двигателей трехфазных  асинхронных  крановых  в  ГОСТ 185—70 установлена следующая структура обозначения типа двигателя:

Двигатель

где 1 — обозначение серии; 2 — исполнение ротора (фазный — обозначение отсутствует, К — короткозамкнутый); 3 — класс нагревостойкости изоляции (F); 4 — условный габарит; 5 — порядковый номер серии; 6 — условная длина сердечника; 7 — число полюсов (6, 8, 10); 8 — климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150—69. У — исполнение для эксплуатации в районе с умеренным климатом: 1 — размещение в отапливаемом помещении.

Например, двигатель серии М4 с фазным ротором класса негревостойкости изоляции F, третьего габарита первой серии, первой длины, щестиполюсный, климатического исполнения У, категории размещения 1 обозначается:

Двигатель MTF 311-6У1 ГОСТ 185—70.

Для двигателей трехфазных асинхронных короткозамкнутых серии 4А в ГОСТ 19523—81 установлена следующая структура обозначения типа двигателя:

Двигатель

где 1—порядковый номер серии; 2 — вид двигателя (асинхронный); 3 — исполнение двигателя по способам охлаждения и защиты от окружающей среды (Н — защищенные; для закрытых обдуваемых знак отсутствует; 4 — исполнение двигателя по материалу станины и щитов (А – станина и щиты алюминиевые; X — станина алюминиевая, щиты —чугунные; отсутствие знаков означает, что станины и щиты чугунные или стальные); 5 — высота оси вращения (три или две цифры); 6 — установочный размер по длине станины (S, М или L); 7 — длина сердечника статора или В) при условии сохранения установочного размера; 8 — число полюсов (2, 4, 6, 8, 10 или 12); 9 — исполнение двигателя: химически стойкого (X), повышенной точности по установочным размерам (П), пылезащитного (УП); 10 – климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150—69. Исполнение для эксплуатации в районе с умеренным климатом имеет обозначение У; категория размещения для эксплуатации под навесом или в помещениях — 3.

Например, асинхронный трехфазный двигатель четвертой серии, защищенный, со станиной и щитами из чугуна, с высотой оси вращения 280 мм, с установочным размером по длине станины М, двухполюсный, климатического исполнения У, категории 3 обозначается:

Двигатель 4АН280М2УЗ ГОСТ 19523—81.

Структура условного обозначения конструктивного исполнения и способа монтажа двигателя по ГОСТ 2479—79:

 

где 1—латинские буквы 1М (для конструктивных исполнений, оговоренных в СТ СЭВ 246—76) или М (для конструктивных исполнений, не оговоренных в СТ СЭВ 246—76, но установленных в ГОСТ 2479—79); 2 – конструктивное исполнение (одна цифра; для двигателей на лапах—1); 3 —способ монтажа (две цифры; для двигателя на лапах при горизонтальном расположении конца вала — 00; при любом расположении — 08); 4 — исполнение конца вала (одна цифра  по   ГОСТ   18709—73).   Подробнее  см.   ГОСТ 2479-79.

Обозначение двигателей с повышенным пусковым моментом по ГОСТ 20818—75 отличается от обозначения двигателей основного исполнения дополнительной буквой Р после обозначения серии и номером стандарта. Например,

Двигатель 4АР 180М4УЗ ГОСТ 20818—75.

Сведения о двигателях серии 4А приводятся в. табл. III.3.1...Ш.3.4; о крановых двигателях — в табл. III.5...III.7.