Выбор двигателя

Согласно требованиям Регистра РФ, мощность двигателя якорного механизма должна обеспечивать непрерывное выбирание якорной цепи со скоростью не менее 0,15 м/с при тяговом усилии:

,

где а = 36,8 – коэффициент для цепей I категории прочности,

электросварные обыкновенные;

а = 41,7 – коэффициент для цепей II категории прочности, электросварные или литые повышенной прочности;

а = 46,6 – коэффициент для цепей III категории, цепи особой прочности.

Данные якорной цепи, в зависимости от калибра, выбираются из таблицы 2. В данном курсовом проекте принимаются цепи особой прочности, категории III.

Согласно ГОСТ 8575-77 наибольший момент электродвигателя должен

создавать напряжение в цепи не превышающее напряжения 0,6 напряжения при пробной нагрузке. С учётом отклонений на: увеличение усилия при прохождении клюза, увеличение усилия в результате трения покоя, увеличение усилия при повышении напряжения в сети, запас на пусковой момент и т.д., - напряжение якорной цепи σ_max при включении привода не должно превышать 0,2 напряжения при пробной нагрузке:

.

Номинальный момент исполнительного двигателя определяется по формуле:

Н·м.

В условиях отрыва якоря от грунта, двигатель должен преодолеть полуторократные усилия сравнительно с расчётными. При условии, что

момент трогания характеризуется повышением статических коэффициентов отдельных звеньев и всего механизма, пусковой момент должен быть увеличен ещё на 0,5М_Н:

Н·м.

Номинальная частота вращения электродвигателя должна отвечать нормированной скорости выбирания цепи при расчётной нагрузке м/с.

Отсюда необходимая угловая скорость электропривода:

При переходе якоря к клюзу его скорость не должна быть более 0,12 м/с, поэтому минимально-необходимая скорость двигателя

Отсюда номинальная мощность двигателя

По полученным данным выбираем электродвигатель серии МАП исполнения 4А250L8/6/4У3, со следующими данными:

Таблица 3 – Паспортные данные двигателя серии МАП исполнения 4А200L8/6/4У3

PH, кВт	nH, об/мин	ωH, рад/с	UH, В	IH, А	cosφ	ηH, %	2p	λM
		103.6		52.2	0,75	85,5

Для всех типов шпилей и брашпилей морских судов с калибром цепи до 100 мм наиболее целесообразно применение короткозамкнутых асинхронных двигателей динамического режима, серии МАП, с двумя – тремя обмотками.

Габаритные, установочные и присоединительные размеры (рис. 1.1), а также масса электродвигателя 4А200L8У3 приведены в таблице 1.4.

Таблица 4 – Габаритные, установочные, присоединительные размеры и масса электродвигателя 4А200L8У3; степень защиты IP44

Габаритные размеры, мм

Установочные и присоединительные размеры, мм

l30

h31

d30

l1

l10

l11

l12

l31

l34

l36

l51

b1

b10

b11

b12

Продолжение таблицы 4

Установочные и присоединительные размеры, мм	Масса, кг
b31	b34	h	h1	h5	h10	h34	d1	d10

Рисунок 5. Основные габаритные, установочные и присоединительные размеры электродвигателя

Основные размеры сердечников статора и ротора и параметры обмоток электродвигателя 4А200L8У3 приведены в таблице 1.5.

Таблица 5 – Обмоточные данные электродвигателя 4А200L8У3; степень защиты IP44

U1л, В	Dа1, мм; Di1, мм	l1, мм	δ, мм	z1; z2	Паз статора	Паз ротора
b1, мм; b2, мм	h, мм	e, мм; m, мм	b1, мм; b2, мм	h, мм	e, мм; m, мм	n, мм
220 / 380	349;		0,50	72; 58	6,2; 8,4	25,7	1,0; 3,7	7,2; 3,5	39,0	1,0; 1,5	0,7

Обмотка статора	Ротор
Коротко – замыкаю –щее кольцо	Скос пазов, мм
Вид	у	Sп	n; а	d, мм, d', мм; , мм, , мм	kоб	lω, мм	r1(20), Ом	Gм, кг	ак, мм; bк, мм
Двухслойная петлевая равносекционная	1 – 8	19 + 19	1; 4	1,50, 1,58; 1,50, 1,58;	0,902		0,195	14,5	16,0; 47,3	—

При выборе необходимо учитывать нормированную стоянку двигателя под током в течении 30 секунд, продолжительность непрерывной работы – 30 минут и степень защиты IP 56. Применение системы Г – Д может быть оправдано только в случаях, когда мощность электропривода выше 20% мощности судовой электростанции. Для мощных якорных брашпилей с повышенной глубиной стоянки рекомендуется также система Г – Д.

2.5.1. Расчёт и построение характеристик асинхронного двигателя

Для построения механических характеристик воспользуемся формулой Клосса с уточнённой формулой Чекунова:

,

где S_кр - критическое скольжение:

;

S_Н – номинальное скольжение:

;

ω_с – синхронная угловая скорость поля статора:

f - частота тока питающей сети;

p – число полюсов;

λ_М – перегрузочная способность по моменту:

Н·м;

.

Подставляя в формулу Клосса значения S, заполняем таблицу:

Таблица 4 – Значения моментов и угловых скоростей

Первой скорости

S	M	ω
0,01	238,2	148,5
SH =0,043	372,5937	143,55
Sкр=0,159	144,6614	126,15
	23,79858

Второй скорости

S	M	ω
		103,66
0,01	238,2	102,6234
SH = 0,01	238,2	102,6234
Sкр = 0,037	388,4266	99,82458
	23,79858

Третьей скорости

S	M	ω
0,01	238,2	74,25
SH =0,044	369,5628	71,7
Sкр = 0,164	140,5411	62,7
	23,79858

По полученным данным строим механическую характеристику асинхронного двигателя серии МАП исполнения 4А250L8/6/4У3:

Рисунок 6. Механическая характеристика асинхронного двигателя серии МАП исполнения 4А200L8/6/4У3

Определяем скорость выбирания якорной цепи по стадиям:

м/с;

м/с;

м/с;

м/с;

м/с.

Продолжительность каждой стадии:

с ≈ 12.8 мин;

с;

с;

с ≈ 11 мин.

Расчётное значение полного времени съёмки судна с якоря:

с ≈ 25 мин.

Средняя скорость съёмки судна с якоря:

м/с.

Время подъёма якоря висящего на полностью вытравленной цепи:

с ≈ 24 мин.

Рисунок 7. Нагрузочная диаграмма электропривода якорно-швартового устройства при съемке судна с якоря

Дата добавления: 2015-08-31