thiết kế hệ truyền động nâng hạ cơ cấu cầu trục, chương 3 ppt

Chng 3:
tính công suất động cơ
truyền động
Chọn công suất động cơ phù hợp với yêu cầu truyền động là
một khâu quan trọng trong quá trình tiến hành thiết kế hệ thống.
Việc chọn công suất động cơ bao hàm cả việc chọn loại động cơ.
I. Chọn loại động cơ.
Phân tích vấn đề chọn loại động cơ trong truyền động cần trục
liên quan đến giá thành lắp đặt, khả năng đáp ứng yêu cầu công
nghệ.
Trong lĩnh vực truyền động cần trục tr-ớc kia, động cơ điện
một chiều kích thích nối tiếp đ-ợc dùng rất phổ biến trong cần trục.
Sở dĩ nh- vậy là bản thân loại động cơ này có những -u điểm mà
các loại động cơ không đồng bộ và đồng bộ không có đ-ợc, đặc
biệt là những yêu cầu rất đặc tr-ng của một số lĩnh vực truyền
động. Tr-ớc hết vì nó dùng nguồn một chiều nên nó yêu cầu số
l-ợng thanh tr-ợt ít so với các loại động cơ khác. Đối với truyền
động nâng, động cơ này đảm bảo đ-ợc những tốc độ hạ ổn định
(hoặc lớn hoặc nhỏ) cho mọi tải trọng.
Tuy nhiên hiện nay, đ-ợc sự hỗ trợ của các thiết bị công suất,
cùng với những đặc điểm nh-: rẻ, cấu tạo đơn giản, tin cậy, hiệu
suất cao thì động cơ không đồng bộ đã thay thế hầu hết các loại
động cơ điện một chiều trong lĩnh vực này. Thực vậy, nhờ những
tiến bộ sâu sắc của lĩnh vực vi điện tử và điện tử công suất mà càng
có nhiều thiết bị cho phép khắc phục nh-ợc điểm của động cơ
không đồng bộ, cụ thể là ng-ời ta đã tạo ra đ-ợc tất cả những đặc
tính cơ thoả mãn hầu hết quá trình công nghệ khắt khe nhất, đồng
thời lại cho phép hạ giá thành vận hành và lắp đặt. Mặt khác, việc
dùng động cơ xoay chiều không đồng bộ cũng tiện lợi do việc dùng
nguồn xoay chiều 3 pha vốn sẵn có trong công nghiệp.
Từ những lý do trên ta chọn loại động cơ truyền động cho cơ

cấu nâng-hạ là loại động cơ không đồng bộ.
II. Chọn sơ bộ công suất động cơ truyền
động.
Nh- đã biết, động cơ muốn kéo đ-ợc tải thì cần phải sinh ra
một momen M
Đ
có khả năng khắc phục đ-ợc momen tải của cơ cấu
sản xuất.
M
Đ
M
pt
.
Muốn xác định đ-ợc công suất động cơ, cũng tức là tìm đ-ợc
M
Đ
, cần phải có điều kiện ban đầu. Đó là các điều kiện:
+ Phải có biểu đồ phụ tải tĩnh của cơ cấu sản xuất mà động cơ
sẽ phục vụ d-ới dạng: I
C
=f(t), M
C
=f(t) hoặc P
C
=f(t) đã tính quy đổi
về trục động cơ.
+ Phải có biểu đồ phụ tải biến thiên tốc độ trong quá trình làm
việc.
Vì vậy, tr-ớc hết ta đi tiến hành xây dựng biểu đồ phụ tải tĩnh.
1. Xây dựng biểu đồ phụ tải tĩnh.

Theo kết quả phân tích ở trên, chu kỳ làm việc của cơ cấu
nâng-hạ th-ờng gồm: hạ không tải, nâng tải, hạ tải và nâng
không tải. Dựa vào các công thức đã thiết lập ở phần trên ta
tiến hành các b-ớc tính toán.
Khi tải trọng nâng là định mức G
đm
=20T.
+ Mô men động cơ khi nâng tải:
Nm
cui
RGG
M
t
n
1340
82,0.75
1000.4,0).120(

).(
0






+ Mô men động cơ khi hạ tải:
mNmKG
ui
RGG

M
c
t
h
.850.87)
82,0
1
2(
75
1000.4,0).120(
)
1
2(
.
).(
0






Khi không tải, tức là động cơ khi đó chỉ nâng một l-ợng
tải trọng là của chính bản thân cơ cấu.
Ta có:
b
K
a
c

3
1
1
0

trong đó: 0477,0
120
1
0
0
3





GG
G
K
dm
133,0
1
.6,0


c
c
a

088,0
1
.4,0


c
c
b


258,0
088,0
0477,0
133,0
1
1
0



c

mN
i
RG
M
c
t
n

.202
258,0.75
81,9.1000.4,0.1
.
.
0
0
0


mN
i
RG
M
c
t
h
.5,98)
1
2(
.
0
0
0


Từ kết quả tính momen hạ lúc không tải ta cũng thấy rõ là
M
h0
< 0; nghĩa là khi đó cơ cấu làm việc ở trạng thái hạ tải

động lực.
Từ đó ta xây dựng sơ bộ biều đồ phụ tải nh- sau:
Từ kết quả khảo sát chu kỳ làm việc của cơ cấu cần trục,
ta thấy thời gian T
ck
làm việc của nó khoảng 10 phút (T
ck
=
10 phút).Với các số liệu cho tr-ớc:
+ Vận tốc nâng: v
n
= 18 m/phút = 0,3 m/s.
+ Chiều cao nâng: H=12m.
Trong giai đoạn tính toán sơ bộ để chọn động cơ ta bỏ qua
thời gian mở và hãm máy. Mặt khác nếu coi tốc độ làm việc
của cả 4 giai đoạn trên là nh- nhau thì:
+ Tổng thời gian làm việc trong chu kỳ đ-ợc tính nh- sau:

phs
v
H
t
n
lv
3,36,19860.
5,14
12
.460 4
+ Hệ số đóng điện t-ơng đối:
%33

10
3,3
%

ck
lv
T
t

+ Momen đẳng trị:
Nm
t
tM
M
i
ii
dtr
801
4
)5,98(2028501340
.
2222
2





Từ vận tốc nâng ta tính đ-ợc tốc độ góc của động cơ khi
nâng:

phv
R
vui
n
t
n
/433
4,0.2
5,14.75
.2



Công suất của động cơ khi hệ số đóng điện t-ơng đối
là:
=33%.
kW
nM
P
dmdtr
dc
3,36
9550
435.801
9550
.

Từ kết quả tính toán ở trên ta lựa chọn sơ bộ loại động cơ
xoay chiều rô to dây quấn, làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp
lại, có thời gian đóng điện t-ơng đối tiêu chuẩn

= 40%. Do
đó, công suất quy đổi t-ơng ứng:
kWPP
tc
pt
dcqd
6,32
%40
%33
.3,36
%
%
.