Моделирование автоматизированных электроприводов кранов — КиберПедия 

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...

Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...

Моделирование автоматизированных электроприводов кранов

2017-10-11 529
Моделирование автоматизированных электроприводов кранов 0.00 из 5.00 0 оценок
Заказать работу

Конструктивно краны классифицируются на нестреловые и стреловые.

К нестреловым относят козловые, мостовые краны, содержащие электроприводы механизмов подъема, передвижения моста и тележки (рис.4.1).

Рисунок 4.1 - кинематическая схема мостового крана

 

К стреловым (поворотным) относят портальные, башенные и самоходные краны, содержащие электроприводы механизмов подъема, поворота и вылета стрелы. Портальные и самоходные краны имеют также механизм передвижения всего крана.

Обобщенная структурная схема кранового электропривода (рис.4.2) состоит из модели электродвигателя и модели нагрузки. На кранах применяют двигатели постоянного тока и асинхронные двигатели как с короткозамкнутым, так и фазным ротором. В случае применения ДПТ источником питания является управляемый выпрямитель, а для питания АД с короткозамкнутым ротором применяют преобразователь частоты. Модели названных электродвигателей и полупроводниковых преобразователей рассмотрены в разделе 3.

Нагрузка электродвигателей кранов описывается дифференциальным уравнением механики

(4.1)

где ω – частота вращения двигателя;

J – приведенный к валу двигателя момент инерции нагрузки;

М – вращающий момент двигателя;

МС – приведенный к валу двигателя момент сопротивления нагрузки;

МКГ – момент от колеблющегося на подвеске груза.

Рисунок 4.2 - Структурная схема модели электропривода крана

 

Рассмотрим расчеты J и МС для различных механизмов крана.

1). Электропривод механизма подъема.

Приведенный момент инерции J определяется по формуле

где JдвΣ - суммарный момент инерции, складывающийся из моментов инерции двигателя, тормозного барабана и соединительной муфты;

JБ - момент инерции барабана с намотанным на него канатом;

i – передаточное число редуктора;

mГ и vГ – масса груза и скорость его подъема при частоте ωП вращения двигателя привода подъема;

RЭ=vГ П – эквивалентный радиус инерции для поступательно движущейся массы тГ.

Момент сопротивления МС определяется по формуле

где GГ – вес груза;

RБ – радиус барабана в точке навивки каната;

η – к.п.д. механической передачи.

Величины JБ и RБ зависят нелинейно от длины каната, уложенного на барабан, а η зависит нелинейно от частоты вращения ω двигателя. Поэтому уравнение (4.1) является нелинейным. Модели электродвигателей также нелинейные. Поэтому, нелинейной является модель электропривода подъема и для исследования его динамических режимов подходящим является только компьютерное моделирование.

2). Электропривод механизма передвижения тележки.

Приведенный момент инерции J определяется по формуле

где vT и mT –скорость перемещения тележки при частоте ωТ вращения двигателя привода и ее масса с учетом установленного на ней оборудования механизма подъема.

Момент сопротивления МС определяется по формуле

где kpеб – коэффициент трения реборды колеса;

kподш – коэффициент трения в подшипнике;

kкач – коэффициент трения качения колеса;

RЦ – радиус цапфы (вала) приводного колеса.

Величины kpеб, kподш и kкач зависит нелинейно от частоты вращения ω двигателя. Поэтому модель электропривода тележки также нелинейная.

3). Электропривод механизма передвижения моста и всего крана.

Приведенный момент инерции J определяется по формуле

где vМ и mМ –скорость перемещения моста (всего крана) при частоте ωМ вращения двигателя привода и ее масса с учетом установленного на ней оборудования тележки.

Момент сопротивления МС определяется по формуле

4). Электропривод механизма поворота крана.

Приведенный момент инерции J определяется по формуле

где JК – момент инерции ненагруженного крана относительно оси поворота;

RГ расстояние от центра тяжести груза до оси вращения крана.

Момент сопротивления МС определяется по формуле

5). Электропривод механизма изменения вылета стрелы (рис.4.3).

Приведенный момент инерции J определяется по формуле

где .

Момент сопротивления МС определяется по формуле

Модель электропривода вылета стрелы нелинейная, что следует из нелинейных выражений для величин J и МС.

Рисунок 4.3 - Кинематическая (а) и расчетная (б) схемы механизма вылета стрелы

 

Момент МКГ от колеблющегося на подвеске груза действует на электродвигатели всех механизмов крана. Кинематическая схема тележки крана с колеблющимся грузом приведена на рис.4.4.

Рисунок 4.4 - Тележка мостового крана с маятниковой подвеской груза

 

Усилие FКГ, приложенное от двигателя к тележке, вызывает ускоренное движение тележки и груза. Уравнение динамики для этого процесса имеет вид

(4.2)

Момент МКГ, приложенный к двигателю механизма перемещения тележки, созданный колеблющимся грузом, равен

В случае учета колебаний подвешенного на тросе груза к системе уравнений, состоящей из уравнений модели электродвигателя и уравнения механики (4.1) нужно добавить уравнений (4.2).

Вопросы для самоконтроля

1. Поясните состав и взаимодействие элементов структурной схемы ЭП крана.

2. Приведите формулы для вычисления величин J и МС для электропривода механизма подъема груза.

3. Приведите формулы для вычисления величин J и МС для электропривода механизма перемещения тележки крана.

4. Приведите формулы для вычисления величин J и МС для электропривода механизма перемещения моста крана и всего крана.

5. Приведите формулы для вычисления величин J и МС для электропривода механизма изменения вылета стрелы крана.

6. Поясните расчеты момента колеблющегося груза, действующего на электродвигатель механизма перемещения тележки.

 

Литература [1-9]

 


Поделиться с друзьями:

Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...



© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

0.008 с.