Indrumar Proiectare.unlocked

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/


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.




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]




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]




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]




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]




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]




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]




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


Ridicareacârligului gol

Frânare - t3f =0,55Deplasarea pe orizontala a cârligului gol ta3=20


Coborârea for 'at a cârligului gol

Frânare - t4f =0,56Ag 'area sarcinii în cârlig ta4=60




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.




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 [%]




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.

Indrumar Proiectare.unlocked

Documents

Transcript of Indrumar Proiectare.unlocked