Как считаем
Сопротивление передвижению по рельсам складывается из трения качения колеса, трения в подшипниках и трения реборд. Методика SEW-EURODRIVE:
F = m × g × (2/D × (μL × d/2 + f) + c)
Здесь D — диаметр колеса, d — диаметр оси, f — плечо трения качения (сталь по стали — 0,5 мм), μL — трение в подшипниках (0,005 для подшипников качения), c — трение реборд (0,003). У механизмов передвижения сопротивление движению маленькое, а основную мощность забирает разгон:
Pразг = (F + m × a × k) × v / η
Коэффициент k учитывает вращающиеся массы: ротор, муфты, колёса. Разгон ограничен сцеплением колёс с рельсом: aмакс = μ₀ × g × доля веса на приводных колёсах. Если ускорение больше, колёса проскальзывают.
Пример расчёта
Эти же значения стоят в калькуляторе по умолчанию.
| Исходные данные | Значение |
|---|---|
| Масса тележки или крана | 1500 кг |
| Масса груза | 1500 кг |
| Скорость передвижения | 30 м/мин |
| Время разгона | 3 с |
| Диаметр колеса | 250 мм |
| Диаметр оси (подшипника) | 60 мм |
| Плечо трения качения | 0,5 мм |
| Трение в подшипниках | 0,005 |
| Трение реборд и боковых роликов | 0,003 |
| КПД передачи | 0,86 |
| Учёт вращающихся масс | 1,1 |
| Доля веса на приводных колёсах | 0,5 |
| Сцепление колеса с рельсом | 0,15 |
| Номинальная скорость двигателя | 1450 об/мин |
| Результат | Значение |
|---|---|
| Сопротивление передвижению | 241 Н |
| Двигатель из стандартного ряда — не меньше | 0,37 кВт |
- w = 2/D × (μ_L × d/2 + f) + c = 2/250 × (0,005 × 30,0 + 0,50) + 0,003 = 0,0082
- F_сопр = m × g × w = 3 000 × 9,81 × 0,0082 = 241 Н
- P_ст = F × v / η = 241 × 0,500 / 0,86 = 140 Вт
- a = v / t = 0,167 м/с²; F_разг = m × a × k = 550 Н; P_разг = (F + F_разг) × v / η = 460 Вт
- a_макс без буксования = (μ₀ × g × доля × m − F_сопр) / m = (0,15 × 9,81 × 0,50 × 3 000 − 241) / 3 000 = 0,66 м/с²
Ограничения расчёта
- Ветровая нагрузка и уклон пути не учитываются. Для кранов на открытом воздухе их добавляют по нормам расчёта кранов.
- Для колёс с полиуретановой поверхностью плечо трения качения больше, чем у стали. Возьмите значение из каталога колёс.
- Энергия торможения посчитана без учёта трения — это верхняя оценка для подбора тормозного резистора.
Частые вопросы
Почему двигатель передвижения выбирают по разгону, а не по движению?
Сопротивление качению стальных колёс очень мало. Для тележки в 3 тонны на скорости 0,5 м/с — около 140 Вт. А чтобы разогнать эту массу за пару секунд, нужно в несколько раз больше. Поэтому мощность определяет разгон, а время разгона — сцепление колёс.
Как понять, что колёса буксуют?
При разгоне слышен характерный звук, на рельсе появляются натёртые участки, а ПЧ может уходить в ошибку по току. Помогает увеличить время разгона в параметрах ПЧ.
Можно ли подключить два двигателя передвижения к одному ПЧ?
Да, это обычная схема для кран-балки. ПЧ работает в режиме U/f, его ток берут с запасом 10 % к сумме токов двигателей, и каждому двигателю ставят свою тепловую защиту.
Источники
- SEW-EURODRIVE, «Project Planning for Drives / Drive Engineering — Practical Implementation»
- Danfoss, «Преобразователи частоты для электроприводов грузоподъёмных кранов»
- ГОСТ 12139 / IEC 60072 — ряд номинальных мощностей электрических машин
По теме
Сомневаетесь в расчёте или ПЧ уже вышел из строя? Пришлите данные и фото шильдика — инженер ответит в рабочее время.
Спросить инженера