Instalația de ridicat - exemplu de calcul

Sarcina nominală(masa) QN=3 [t]

Masa cârligului gol q=60 [kg]

Diametrul de calcul al tamburului DT=0,5 [m]

Randamentul total al mecanismului nN=0,8

Coeficientul de transmisie total i=44

Viteza de ridicare a sarcinii nominale Vn=50[m/min]

Viteza de aşezare a sarcinii nominale Va≤8[m/min]

Înălţimea de ridicare h= 15[m]

Numărul de cicluri impuse intr-o oră Z=15

Sursa de alimentare: 3*380[V]; 50[Hz].

I. Alegerea preliminară a motorului electric

1. Cuplul static la axul motorului electric la ridicarea sarcinii nominale:

M1= = =213,2[Nm]

2. Cuplul static la axul motorului electric la coborârea sarcinii nominale:

M2=

M2= =127,9 [Nm]

3. Turaţia la arborele motorului electric, pe treapta de turaţie ridicată, necesară pentru asigurarea vitezei impuse de ridicarea sarcinii nominale.

n= = =1400 [rot/min]

în care VN se introduce în [ m/min]

4. Turaţia la arborele motorului electric, pe treapta de turaţie coborâtă, necesară pentru asigurarea vitezei impuse de aşezare a sarcinii.

244 [rot/min]

în care Va se introduce în [m/min]

5. Puterea de calcul la ridicarea sarcinii nominale pe treapta de turaţie ridicată:

P1= 31,25[kw]

6. Puterea de calcul la coborârea sarcinii nominale pe treapta de turaţie coborâtă:

P2= 3,0[kw]

7. Se alege un motor asincron de tip MAП-611-4/12/24, cu trei trepte de viteza cu rotorul in scurtcircuit, având trei înfăşurări statorice distincte în conexiunea stea, parametrii nominali fiind indicaţi în tabelul 7.6:

Cuplul nominal al motorului pe treapta a treia de viteză va fi:

219,9 [Nm]

în care PN se introduce în [kW] iar nN în [rot/min]

Caracteristica mecanică naturală corespunzătoare treptei de turaţie ridicată, luată din catalog, se prezintă în fig. 7.11.

Fig.7.11.

Tabelul 7.6.

Parametrii motorului Treapta de viteza

I II III

Numârul de poli 2p 24 12 4

Puterea nominală Pn[kw] 5 13 32

Turaţia nominală nn[rot/min] 195 430 1435

Curentul nominal I1N[A] 51 38,5 59

Curentul de pornire Ip[A] 70 115 470

Cuplul critic Mk[Nm] 520 588 814

Cuplul de pornire Mp[Nm] 520 569 618

Randamentul nominal N

0,33 0,68 0,87

Factorul de putere cos 0,45 0,75 0,95

Durata relativă de acţionare DA[%] 15 25 40

Momentul de volant GD2M[Nm2] 55,3

Tensiunea nominală U1n [V] 380

Gradul de protecţie I.P. 56

II. Calculul diagramei reale de sarcină

a) Ridicarea sarcinii nominale

8. Momentul de volant echivalent raportat la arborele motorului electric se obţine in baza relaţiei:

Je=•Jm+m [N•m•s2], în care σ =1,1÷1,3

Ţinând seama de relaţiile:

GDe2=4g•Je; GDM2=4g•JM; m=QN+q

se obţine:

GDe2= •GDM2+4g(QN+q)( )2 [Nm2] ,unde v[m/min] şi n [rot/min]

Rezultă deci:

GDe2=1,2•55,3+4•9,81(3000+60) 70,06 [Nm2]

9. Cuplul dinamic la accelerare:

M1d=Mp-M1 =618-213.2=404.8[Nm]

10. Timpul de accelerare (pornire):

0.7 [s]

unde turaţia n1=1432 [rot/min] se citeşte din caracteristica mecanică naturala n=f(M) corespunzătoare cuplului: M1=213,2 [Nm]

11. Motorul ales este prevăzut cu frână electromagnetică de tip TMT-6, având Mf=441[Nm]

12. Pierderile constante ale motorului se determină din condiţia ca la sarcină nominală, pierderile constante pk să fie egale cu cele variabile pv.

2,4 [kw]

13. Cuplul de frânare (pierderi) determinate de pierderile constante din motor:

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 decuplării motorului de la reţea:

t1f= = 0,4 [s]

16. Viteza in regim staţionar la ridicarea sarcinii nominale:

51,12[m/min]

17. Înălţimea parcursă de sarcină la pornire şi frânare:

H1= (t1a+t1f)= 0,47 [m]

18.Timpul de ridicare a sarcinii în regim staţionar:

t1s= = 17,1 [s]

19. Curentul absorbit de motor, admiţând proporţionalitatea între curent şi cuplu, va fi:

I1= I1N = 59,1 [A]