Динамика подъемной установки

 

1.8.1. Масса машины типа ЦШ-5´4 m¢_м , отклоняющих шкивов m¢_ош и двигателя типа П2-800-255-8КУ4 m¢_д , рассчитаем по формулам:

m¢_м=GD²_м/gD²_шт=6250×10³/(9,81×5²)=25,5´10³кг;                   (1.36)

m¢_ош=GD²_ош/gD²_шт=500×10³/(9,81×5²)=2039кг;                      (1.37)

m¢_д=GD²_д/gD²_шт=2400×10³/(9,81×5²)=9786кг,                       (1.38)

где GD²_м, GD²_ош, GD²_д - маховые моменты машины, отклоняющих шкивов и якоря двигателя, Н×м².

 

1.8.2. Длину подъемных канатов L_пк определяем по формуле:

L_пк=Н+2h_вк+pD_шт/2=1079+2´35+3,14´5/2=1157м,                   (1.39)

где Н - высота подъема, м;

h_вк - расстояние от верхней приемной площадки до оси шкива трения, м;

D_шт - диаметр шкива трения, м.

 

1.8.3. Длину уравновешивающих канатов L_ук определяем по формуле:

L_ук=Н+30=1079+30=1109 м,                                    (1.40)

где 30 - ориентировочная длина каната на образование петли в зумпфе ствола и закрепление каната к подъемным сосудам, м.

 

1.8.4. Массу m_п всех движущихся частей подъемной установки приведенную к окружности шкива трения, определим по формуле:

m_п=Q_п+2Q_c+L_пкР+L_укq+m¢_ош+m¢_м+m¢_д=

=25×10³+2×24,4×10³+1157×4×8,4+1109×3´11,5+25,5×10³+2039+9786=

=188´10³кг,                                                 (1.41)

где Q_п и Q_c - масса полезного груза и масса скипа, кг;

P и q - линейная масса подъемного и уравновешивающего канатов, кг;

L_пк и L_ук - длина подъемных и уравновешивающих канатов, кг;

m¢_ош, m¢_м, m¢_д - масса отклоняющего шкива, машины и якоря двигателя, кг.

 

1.8.5. Движущие усилия F получаем из основного динамического уравнения академика М.М. Федорова (таблица1.1):

F=[1,1Q_п+(Н-2h_x)×(q-P)]g ± m_па=

=[1,1×25×10³+(1079-2×h_x)(3×11,5-4×8,4)]9,81 ± 188×10³а=

=283×10³-23,5×h_x ± 188×10³a.                                   (1.42)

 

1.8.6. Эквивалентное усилие F_эк рассчитываем по формуле:

F_эк= ,                                                (1.43)

где Т¢_п=к_уд(t¢+t¢₁+t₁+t₃+t²+t²₁)+t₂+k_пt_п=0,5(3×2+2×2+19×2)+69+0,25×11=96 с;

к_уд=0,5, к_п=0,25 - коэффициенты, учитывающие ухудшение условий охлаждения во время соответственно ускоренного и замедленного движения;

F и t - усилие и продолжительность элементарного участка на диаграмме усилий.  

=(339400²+339381²) +(282981²+282981×282943+282943²) +

+(395744²+392874²) +(280074²+280074×260552+260552²) +

+(147752²+144883²) +(257683²+257683×257254+257254²) +

+(201254²+201221²) =9,158×10³Н;                             (1.44)

=308862Н.

 

                                   Таблица 1.1

	h,м	а,м/с^2	F,Н
1	0	0,3	339400
2	0,8	0,3	339381,184
3	0,8	0	282981,184
4	2,4	0	282943,552
5	2,4	0,6	395743,552
6	124,4	0,6	392874,112
7	124,4	0	280074,112
8	954,4	0	260552,512
9	954,4	0,6	147752,512
10	1076,4	0,6	144883,072
11	1076,4	0	257683,072
12	1077,6	0	257654,848
13	1077,6	0,3	201254,848
14	1079	0,3	201221,92

  

 

1.8.7. Коэффициент перегрузки при подъеме:

                               (1.45)

где F_max-максимальное движущее усилие при подъеме груза, Н.

 

1.8.8. Номинальную мощность двигателя Р_д выбираем из условия:

                      (1.46)

Диаграммы движущих усилий приведены на рис.1.1.

Окончательно примем двигатель П2-800-255-8КУ4 номинальной мощностью Р_ном=5000 кВт, частотой вращения n_ном=63 об/мин, так как разность между эквивалентной мощностью и номинальной превышает 5%, т.е. [1]:

 

 

а перегрузка в период разгона составит:

< l_дв=,                          (1.47)

                                                      

где l_дв - перегрузочная способность выбранного двигателя.

2. СИЛОВЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА

 

Основная задача второго этапа проектирования - выбор комплектного тиристорного электропривода из серии КТЭУ для подъемной установки, принятой на первом этапе проектирования.

 

Исходные данные для расчета динамики электропривода

 

        Двигатель

Тип                                  П2-800-255-8КУ4

Номинальная мощность                     Р_ном=5000кВт

Номинальная частота вращения            n_ном=63об/мин

Номинальное напряжение                      U_ном=930В

Номинальный ток                            I_ном=5740А

Номинальный момент                        М_ном=774кН×м

Номинальный поток возбуждения            Ф_ном=0,375Вб

Коэффициент полезного действия             h_ном=90,5%

Ток возбуждения                               I_в=145А

Напряжение обмотки возбуждения                U_в=200В

Число полюсов                                  2р=16

Число параллельных ветвей якоря                2а=16

Сопротивление обмотки якоря            R_я20=0,00348Ом

Сопротивление дополнительных полюсов  R_д20=0,000631Ом

Сопротивление компенсационной обмотки  R_к20=0,00235Ом

Сопротивление обмотки возбуждения         R_в20=0,87Ом

Перегрузочная способность (рабочая)            l_р=1,6

Перегрузочная способность (выключающая)        l_в=1,8

Число витков якоря                        W_яд=1080/16

Число витков главного полюса                   W_пд=84

Число витков добавочного полюса                 W_дд=2

Число витков компенсационной обмотки на полюс   W_кд=3

 

     Питающая сеть

Номинальное напряжение                       U_с=6000В

Частота                                       f_с=50Гц

Мощность короткого замыкания             S_к=15000МВ×А

 

Подъемная машина

Тип                                            ЦШ5´4

Эффективная мощность подъема              Р_эф=4317кВт

Максимальная скорость подъема              V_max=16м/с

Средняя скорость                           V_ср=8,4м/с

Множитель скорости                            l=1,35

Радиус шкива трения                            D_шт=5м

Максимальное усилие                      F_max=395743Н