Преимуществами асинхронных электродвигателей перед электродвигателями постоянного тока является их меньшая стоимость, простота ремонта и обслуживания, меньшая масса.

Для электроприводов крановых механизмов находят применение системы управления крановыми электродвигателями с тиристорным преобразователем напряжения (ТПН).

Система управления преобразователем переменного напряжения для регулирования скорости асинхронного двигателя должна быть замкнутой по скорости и току [1]. Силовая часть ТПН содержит пять пар встречно-параллельно соединенных тиристоров. Последние две пары позволяют осуществить реверс двигателя и динамическое торможение. Магнитное поле вращается в прямом направлении («вперед») при открывании тиристоров VS1…VS6. Порядок открывания вентилей 1-6,3-2,5-4,1-6 и т.д. Для получения поля, вращающегося в обратном направлении («назад»), открывают тиристоры VS5…VS10 в порядке: 5-10,7-6,9-8,5-10 и т.д. В случае динамического торможения в обмотки двигателя подается постоянный ток. Чтобы ток протекал в этом режиме в положительные полупериоды напряжения надо

открывать VS1 и VS4. В отрицательные полупериоды следует открывать тиристоры VS9 и VS8.

ТПН включается в цепь обмотки статора и служит для регулирования напряжения статора.

Использование замкнутых систем автоматического управления, построенных по принципу подчиненного регулирования, позволяет получить управляемые пуско-тормозные режимы и плавное регулирование скорости вращения в широких пределах.

В качестве электропривода для крановых механизмов рекомендован тиристорный асинхронный электропривод с фазовым управлением в качестве наиболее рационального для позиционных механизмов, если при повторно-кратковременном режиме работы число включений в час не превышает 150-200, мощность асинхронного двигателя 15-20 кВт.

Исходя из вышесказанного, выбираем для механизмов нашего крана тиристорный электропривод с фазовым управлением.

Такой привод имеет ряд достоинств:

- простота силовых цепей;

- легко осуществляется формирование динамических характеристик с ограничением момента двигателя;

- возможность осуществления динамического торможения подачей постоянного тока в обмотку статора.

Недостатками данного привода являются:

- большие потери энергии в двигатели на пониженных скоростях;

- необходимость использования тахогенератора и замкнутой системы регулирования для получения достаточно жестких характеристик при сравнительно небольшом диапазоне регулирования скорости.

5. ПРЕДВОРИТЕЛЬНЫЙ ВЫБОР МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА, ВЫБОР ТИПА ДВИГАТЕЛЯ

Статическая мощность на валу электродвигателя при подъеме груза Pc [6]:

Gгр=gmгр – вес, грузоподъемного устройства;

G=gm – вес, груза;

мех=0.7 – коэффициент полезного действия подъемного механизма.

Двигатель выбираем из условия, что его номинальная мощность будет превышать статическую мощность на валу, т.е. PN>Pc.

Предварительно выбираем двигатель с короткозамкнутым ротором MTKF211-6, у которого PN=7.5 кВт, nN=880 об/мин, IN=19.5 A [5]

Расчет передаточного числа редуктора i:

N=92.11 рад/с – номинальная скорость вращения двигателя;

б=(2.mп.Vп)/Dб=(2.2.0.3)/0.3=4 рад/с - скорость вращения барабана.

Из стандартного ряда принимаем i=22.4. С учетом принятых передаточного числа и номинальной скорости вращения двигателя найдем реальную скорость подъема:

Полученная скорость больше скорости заданной по условию на 0.008 м/с, что не существенно, поэтому примем Vп=0.3 м/с, а, следовательно, пересчета тахограммы не требуется.

Пониженная угловая скорость двигателя пон:

Приведенный к валу двигателя статический момент при подъеме груза Mсп [6]:

Dб=0.3 м – диаметр барабана;

mп=2 – кратность полиспаста.

Приведенный к валу двигателя момент инерции механизма подъема Jмех:

Суммарный момент инерции электропривода J:

6. РАСЧЕТ НАГРУЗОЧНОЙ ДИАГРАММЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА

Момент на участке разгона Mр1 [4]:

-ускорение при разгоне.

На участках с установившейся скоростью момент равен моменту статическому. (Му1=Му2= Му3=Мс=70.31 Н.м).

Момент на участке торможения до пониженной скорости Mт1:

-ускорение при торможении.

Момент на участке торможения с пониженной скорости до нуля Mт2:

-ускорение при разгоне.

Момент на участке разгона Mр2: