UNIVERSITATEA DIN ORADEA

FACULTATEA DE INGINERIE ELECTRICA SI TEHNOLOGIA INFORMATIEI

SPECIALIZAREA: SISTEME ELECTRICE

PROIECT LA DISCIPLINA

ACTIONARI ELECTRICE SPECIALE

COORDONATOR STUDENT

1

CUPRINS

Capitolui I

Tema de proiect ………………………………………..…..……....................3

Capitolul II

Generalități……………………………………………………………….......4

2.1. Regimul de funcționare al mecanismului de ridicare…………………...............4

Capitolui III

3. Proiectara mecanismului de ridicare…………………………………………........6

3.1. Proiectare elementelor mecanice componente ale schemei cinematice...............6

3.1.1. Generalități…………………………………………………………………......6

3.1.2. Mecanismul de ridicare cu palan dublu cu 4 ramuri de cabluri…………...…..6

3.1.3. Dispozitivele de prindere a sarcinii....................................................................8

3.1.3.1. Mufla................................................................................................................8

Capitolul IV

4. Determinare parametrilor schemei mecanismului de ridicat………………..….…9

4.1.Calculul forței de întindere………………………………………………...…..…9

4.2. Momentul de torsiune maxim……………………………………………...........11

4.3. Turatia de sincronism………………………………………………….………...12

4.4. Alunecarea motorului S……………………………………………….…………12

4.5. Raportul de transmitere………………………………………………….………12

4.6.Calculul de alegere și verificare a motoarelor electrice de acționare……………13

4.7.Calculul coeficiențlor de corecție………………………………………………..15

4.8. Puterea nominală corectată a motorului ………………………………………...17

Schema electrică de funcționare a mecanismului si diagrama de funcționare ……...17

2

Capitolul I

Tema Proiect

Date iniţiale:Sa se proiecteze mecanismul de ridicare al unui pod rulant al carui sistem de

actionare electrica contine un motor asincron trifazat cu rotorul bobinat avand urmatoarele caracteristici:

-Tensiunea nominala Un=380 V

-Frecventa nominala fn=50 Hz

-Durata relativa de functionare DA=40%

-Masa utila de ridicat M=10 [t]

-Inaltimea de ridicare H=11 [m]

-Viteza de ridicare v=11 [m/min]

Clasa de utilizare caracterizează durata de funcționare zilnică estimată în ore.

Un mecanism este considerat in functiune atat timp cat se afla in miscare

8h………………………….100%

Xh…………………………..40%

3

Capitolul IIGeneralităţi

2.1. Regimul de funcţionare al mecanismului de ridicare

Modul cum lucrează maşinile electrice din punct de vedere al încărcării este

foarte variat şi modurile de lucru reale se incadrează în moduri de lucru standardizate

tipice, pentru că la fabricarea maşinilor se tine seama de acest lucru, de aceea se

standardizează acest mod de lucru sub forma: serviciul tip de funcţionare.

Serviciul de funcţionare exprimă modul de succesiuni, durata de menţinere a

regimurilor de funcţionare.

Regimul de funcţionare reprezintă ansamblul relaţiilor electrice si mecanice

care definesc funcţionarea la un moment dat. Există 8 servicii de standardizare S1-S8,

iar la acţionarea prin motoare electrice a instalaţiilor de ridicare şi transport pot

intervene toata cele 8 servicii de tip (STAS 1893-72).

Pe baza duratei de funcţionare zilnică, apreciată sau determinată, mecanismele

intalaţiilor de ridicat se împart în 4 grupe, ca în tabelul 2.1.

Clasa de utilizare Durata de funţionaremedie zilnică (ore)

A 1B 1...3C 3...6D 6

Tabelul 2.1

Din tabelul 2.1. am ales clasa de utilizare C.

Starea de încărcare precizează măsura în care mecanismul este supus unor

solicitări maxime sau unor solicitări mai mici şi din acest punct de vedere

mecanismele se impart in 3 grupe, ca în tabelul 2.2.

4

Starea de încărcare

Definiţia

1 Mecanismul sau elemental de mecanisme care nu sunt supuse la solicitări maxime decât în mod excepţional. Ele sunt supuse în mod

current la solicitări inferioare2 Mecanismul sau elemental de mecanisme în durate aproape egele, la

solicitări uşoare, medii, maxime3 Mecanismul sau elemental de mecanisme supuse tot timpul la

solicitări apropiate sau egale cu cele maxime

Tabebelul 2.2.

Din tabelul 2.2. se alege starea de încărcare 2.

Regimurile de funcţionare, în funcţie de utilizare şi starea de încărcare sunt presentate in tabelul 2.3.

Starea de încărcare

Clasă de utilizareA B C D

Regimul de funcţionare1 0 Im Hm IIIm2 Im IIm IIIm IVm3 IIm IIIm IVm IVm

Tabelul 2.3.

Din tabelul 2.3. se alege regimul de funcţionare IIIm.

Capitolul III

3. Proiectarea mecanismului de ridicare

5

Proiectarea sistemului electromecanic de acţioanre al unei instalaţii de ridicat

cuprinde în primul rând partea de alegere a schemei cinematice şi electrice,

dimensionarea şi alegerea elementelor componente principale ale acelei scheme

precum si calculul de dimensionare, alegere şi verificare a puterii motoarelor electrice

de acţionare.

3.1. Proiectarea elementelor mecanice componente ale schemelor cinematice

3.1.1. Generalităţi

In general, la mecamismele de ridicare, sarcina se suspendă de organe

flexibile-cabluri, lanţuri, funii care se înfăşoară pe tamburi şi roţi, formând aşa

numitele palene. Numărul de ramuri ale organelor de suspendare depinde în primul

rând de greutatea sarciniii, dar ţine seama şi de înălţimea şi viteza de ridicare,

dimensiunile de gabarit ale tamburului, caracteristicile cablului etc...

Alegerea schemelor electrice şi a tipurilor de motoare electrice de acţionare se

va ţine seama de sursa de energie electrică, de cerinţele procesului tehnologic,

sarcinile ce sunt acţionate, tipul de comanda folosit, mediul şi condiţiile de lucru etc.

3.1.2. Mecanismul de ridicare cu palan dublu cu 4 ramuri de cabluri

Schema cinematica corespunzătoare acţionării cu mecanismul de ridicat

montat sus pe pod sau macara este prezentata în figura 3.1.

6

Figura 3.1.

7

Elematele componente ale schemei cinematice ale mecanismului de ridicare cu palan

dublu cu 4 ramuri de cablu sunt:

> M - motorul de acţionare

> Rd- reductor

> Ke - cuplajul elastic dintre motor şi redactor

> Kd - cuplajul dinţat dintre reductor şi tambur

> T - tamburul de înfăşurare a cablului

> Rf - ridicător de frână electrohidraulic

> Lc - limitator de cursă

> Ls - Limitator de suprasarcină

> f - cablu de ridicare

> q - dispozitivul de prindere, format din cârlig simplu şi mufla mobilă

> E - roata de egalizare, montată sus pe pod.

3.1.3. Dispozitive de prindere a sarcinii

Acesta se alege în funcţie de felul sarcini de ridicat şi de procesul tehnologic ce

urmează să îl execute mecanismul. Dispozitivul de prindere ales trebuie să permită o prindere

rapidă şi sigură a sarcini în vederea realizării unei mari productivităţi, siguranţă în

funcţionare.

> Alegerea dispozitivelor de sarcină:

Dispozitivele de prindere principale, cârlige şi ochiuri, sunt cuprinse sunt cuprinse în

mufla mobilă.

3.1.3.1. Mufla

Este un dispozitiv construit din unul sau mai mulţi scripeţi, folosiţi pentru ridicarea

greutăţilor.

Tipul muflei: M 2.5

Capitolul IV

4.Determinarea parametrilor schemei mecanismului de ridicat

Din tabelul 2.1 am ales clasa de utilizare -(C)

Din tabelul 2.2 alegem starea de incarcare- (2)

Din tabelul 2.3 alegem regimul de functionare - (III m)

Alegem figura 2.1 care reprez schema cinematica a mecanismului de ridicare cu palant dublu cu 4 ramuri de cablu Z=4.

Din tabelul 2.3 alegem tipul si masa muflei

M Tip Masa m10t M.2.10 183 Kg

Din tabelul 2.3 in functie de regimul de functionare se aleg urmat parametrii:

e- valoarea minima admisibila e=27

c- coeficient de siguranta c=6

Raportul de transmitere a palanului ip=Z/2=2

Alegem randamentul palanului din tabelul 2.4 ηp=0.98

Qn-greutatea sarcinii nominale QN=M·g [N]

g=9.81 =10 m/s2

q-greutatea muflei q=m·g(*10 m/s2 )[N]

4.1.Calculul fortei de intindere:

F=(C/K)·F1

F1=QN+q/z*ηp

K-coeficientil de scadere a rezistentei

Din tabelul 2.5 alegem valoarea lui K=0.86

9

F1 –forta maxima ce se creaza in cablu la ridicarea sarcinii

Din tabelul 2.5 am ales valorile;

d-diametrul nominal al cablului d=21 [mm]

A-aria sectiunii cablului A=182.6 [mm2]

mc-masa cablului mc=1.69 [Kg]

Tabelul 2.2

280 500315 560355 630400 710450 800

D-diametrul nominal de infasurare a rolelor de conducere D >= d(e-1)

Din tabelul 2.2 alegem o valoare standard mai mare decat diametrul calculat

D(e-1)=546……….. D=560

De-diametrul rolelor de egalizare De>=d(0.6·e-1)=319.2

Din tabelul 2.2 alegem De

De=355

Df –diametrul tamburilor si a rolelor de actionare Df=d(e-1)=546

DT –diametrul tamburului DT>=Df+d =567 DT=630

Din tabelul 2.8 se alege varianta constructiva: TR 630x80

LT –lungimea tamburului

LT=(formula)

nR=5

p=d+2

L1=70 ……. 200[mm]10

L2=p·(1…….1,5) [mm]

H, DT [mm]

nR – numarul de spire

p – pasul de infasurare

ΩT - viteza unghiulara a tamburului

ηt – Randamentul total al mecanismului de ridicare

ηt=ηp·ηT·ηR=0,98 · 0,96 · 0,94=0,88

P1’=20 [kW]

4.2.Momentul de torsiune maxim

Din tabelul 2.8 alegem tipul motorului in functie de puterea necesara ridicarii sarcinii nominale si a turatiei de sincronism.

Tip MOTOR: AIM-225 Ma-6

U1N=380 [V]

n1=1000 [rot/s]

PN=25 [KW]

nN=940 [rot/min]

11

ηN=89 [%]

4.3.Turatia de sincronism

n1=1000 [rot/s]

Ω1 – Viteza de sincronism

4.4.Alunecarea nominal SN

Alunecarea motorului S

4.5.Raportul de transmitere

(i calculat)

Pe baza raportului de transmitere calculate si a regimului de functionare ales se allege din tabelul 2.11 reductorul:

i theoretic = 90

reductorul R – R3.400

A=970 [mm]

d1=160 [mm]

d2=100 [mm]

i real =87,45

12

4.6.Calculul de alegere si verificare a motoarelor electrice de actionare

a) Determinarea puterii necesare si a cuplului rezistent corespunzatoare diferitelor operatii-vechiul QN devine Qx

Noul QN=(M·g)+(z·mc·H·g)=100000+(4·1,69·11·10)=100743,6A) Pentru ridicarea si coborarea cu sarcina se foloseste relatia:

Din figura 2.12 pentru qx*=0,99 alegem randamentul la ridicare cu sarcina:η1=0,82η2=-0,76

A1) Cazul ridicarii cu sarcina

A2) Cazul coborarii in sarcina

B) Cazul ridicarii si coborarii fara sarcina

13

η10=0,1η20=0,5

Din Figura 2.2 am ales - randamentul la ridicare fara sarcina: η10

- randamentul la coborare fara sarcina: η20

B1) Cazul ridicarii fara sarcina

B2) Cazul coborarii fara sarcina

b)Determinarea tipurilor de ridicare si coborare

Fig. 1

t1 – timp de ridicare

tp – timp de pauza14

t2 – timp de coborare

Figura reprezinta diagram de sarcina simplificata

c) Calculul valorii cuplului echivalent

d) Determinarea puterii echivalente

ΩN – viteza nominal

Se allege motorul din tabelul 2.8 pentru n1=1000 [rot/min] astfel in cat puterea nominal sa fie mai mare decat puterea echivalenta

PN= 25[KW]

nN= 940 [rot/min]

ηN= 89 [%]

MMax=640 [N·m]

Tip Motor: AIM-225Ma-6

4.7Calculul coeficientilorde corectie

K1- coefficient ce depinde de influenta mediului ambient

𝜁AN= 40 [oC]𝜁A = 20 [oC]

15

Δ𝜁 = 𝜁AN - 𝜁A = 40 – 20 = 20

TN= 135 [oC]𝛹 = 1

Δ𝜁 – diferenta dintre temperature pentru care este data puterea nominal a motorului (𝜁AN= 40 [oC]) si temperature

mediului ambient in care funct ioneaza motorul (𝜁A = 20 [oC])

TN – reprezinta supratemperatura nominal a motorului 𝛹 – este raportul dintre pierderile constant si cele variabileK2 – este coefficient de corectie pentru durata relative de functionare

DAN=45 [%]

DAX=40 [%]

DAN – durata relative a perioadei active de functionare nominal a motorului

DAX – durata relative de functionare determinate de process

K3 – coefficient de corectie dependent de altitudinea locului de instalare a motorului, de temperature aerului de racier si de clasa de izolatie

K4 – coefficient de corectie dependent de perioadele de acclerare si franare in care valoarea cuplului respective a curentului este mai mare decat valoarea din regim stationar de functionare

K5 – coefficient de incarcare care apare in calculi in cazul in care exista perioade de functioanre cu sarcina mai mica decat cea nominal

K1= 1,13

16

K2= 1,11

K3= K4 =K5= 1

Puterea echivalentă necesară este:

4.8Puterea nominal corectata a motorului

(corespunzatoare noilor corectii corespunzatoare) se determina cu expresia:

PNC= PN·K1·K2·K3·K4·K5=25·1.25=31,25 [kW]

Pe’<PNC

Este necesar ca Pe’<PNC sa fie indeplinita. Conditia fiind indeplinita

inseamna ca motorul ales suporta sarcinile.

Schema electrică de funcționare a mecanismului si diagrama de funcționare

17

- Cuplul electromagnetic

18

-Curentul statoric

- Turatiea rotorului 19

20