Расчет мощности и выбор двигателя для повторно-кратковременного режима




Для электропривода, работающего в повторно-кратковременном режиме, мощность двигателя рассчитывают методом средних потерь или эквивалентных величин. Первый метод более точный, но более трудоемкий. Удобнее пользоваться методом эквивалентных величин. В зависимости от заданного графика нагрузки Р = f (t), М = f (t) определяют среднеквадратичные величины, которые называют эквивалентными.

Эквивалентная мощность представляет собой среднеквадратичную мощность нагрузочной диаграммы

где t1, t 2,…, t к - промежутки времени, в которые мощность нагрузки соответственно равна Р1, Р 2,…, Р к. По каталогу для полученных значений РЭКВ и ПВ выбирают номинальную мощность двигателя из условия Р н ³ РЭКВ.

Эквивалентный момент

Эквивалентную мощность определяют по выражению

РЭКВ = МЭКВ ·n /9550 (кВТ).

Расчетное значение ПВр часто отличается от стандартных значений, поэтому либо округляют полученное значение ПВр до ближайшего стандартного, либо пересчитывают эквивалентную мощность по формуле

При работе наблюдаются кратковременные перегрузки, превышающие номинальную мощность двигателя. Они не оказывают существенного влияния на нагрев двигателей, но могут привести к неустойчивой работе или остановке. Поэтому двигатель необходимо проверять на нагрузочную способность по выражению

Р m/ Р н ≤ 0.8 M m/ M н,

где Р m- наибольшая мощность в нагрузочной диаграмме; M m/ M н - кратность максимального момента определяют по каталогу; коэффициент 0,8 (k u) учитывает возможное снижение напряжения в сети на 20 %. Если это условие не выполняется, то следует выбрать по каталогу двигатель большей мощности и вновь проверить его на перегрузочную способность.

Пример 2

Подобрать двигатель для вентилятора производительностью Q = 10 м3/с, напор которого составляет Н = 100 Н/м2 при температуре окружающей среды 400. КПД вентилятора равен η в = 75 %, передаточного механизма η п = 95%. Синхронная частота вращения равна n1 = 1500 об/мин.

Решение

Мощность двигателя определяется по формуле

Учитывая коэффициент запаса k = 1,5 (мощность двигателя до 2 кВТ), получаем

Р = k · Р дв= 1,5·1,4 = 2,1 кВТ.

По каталогу выбираем асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором серии

RА100LА4. Технические данные: номинальная мощность Р н = 2,2 кВТ; частота вращения при номинальной нагрузке n н = 1420 об/мин; КПД η н = 79%; cos j н = 0,82; кратность пускового тока I п/ I н = 6,0; кратность максимального момента М m/ М н = 2,6; кратность пускового момента М п/ М н = 2,2.

Пример 3

Выбрать асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором для привода механизма, работающего с продолжительной переменной нагрузкой, заданной нагрузочной диаграммой Р = f (t), рис. 5.1. Синхронная частота вращения 3000 об/мин.


Рис. 5.1 – Нагрузочная диаграмма двигателя для продолжительной переменной нагрузки P=¦(t)


Рис. 5.2 – Нагрузочная диаграмма двигателя для повторно-кратковременной нагрузки M =¦(t)

Решение

Эквивалентную мощность двигателя находим по формуле

По каталогу выбираем асинхронный двигатель серии RА132S4 с номинальной мощностью Р н = 7.5 кВТ. Частота вращения при номинальной нагрузке n н = 1455 об/мин, кратность максимального момента М m/ М н = 3,2.

Проверяем двигатель на перегрузочную способность. Из нагрузочной диаграммы следует, что Р m= 10 кВТ, тогда по условию

Р m/ Р н ≤ 0,8 M m/ M н, имеем

10/7,5 ≤ 0,8·3,2 = 1,33 ≤ 2,56.

Условие выполняется, следовательно, двигатель выдержит возникающие перегрузки.

Пример 4

Определить необходимую мощность асинхронного двигателя для привода механизма, работающего в повторно-кратковременном режиме. Нагрузочный момент задан диаграммой М = f (t), рис. 5.2.Частота вращения двигателя 970 об/мин.

Решение

Определяем эквивалентный рабочий момент

Находим продолжительность включения

Эквивалентную расчетную мощность вычисляем по формуле

РЭКВ = МЭКВ·n /9550 = 80,98·970 / 9550 = 8,22 кВТ.

Поскольку рассчитанная ПВ отличается от стандартной, пересчитываем мощность

По каталогу выбираем асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором серии АИР160S6 номинальной мощностью 11 кВТ. Частота вращения n н = 970 об/мин; перегрузочная способность М m/ М н = 2,7.

Варианты контрольных заданий для задачи № 2

Условие задачи № 2

Производственный механизм работает с продолжительной переменной нагрузкой (варианты 1 – 25). В таблице 2 приведены нагрузочные диаграммы работы механизма и синхронная частота вращения n1. Требуется построить нагрузочную диаграмму Р (t), выбрать по каталогу асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором. Провести проверку двигателя по перегрузочной способности.

Другой производственный механизм работает с повторно-кратковременной нагрузкой (варианты 26 – 50), таблица 3. Для этого механизма построить нагрузочную диаграмму М (t), выбрать по каталогу асинхронный короткозамкнутый двигатель и проверить его по перегрузочной способности.

Для всех заданных вариантов коэффициент, учитывающий возможное снижение напряжения, принять равным k u = 0,85.

Нарисовать схему управления 3хфазным асинхронным двигателем и описать ее работу.

Таблица 2

№ вар. Р, кВТ t, с n1, об/мин
                           
                           
                           
                           
                           
                           
                           
                           
                           
                           
                           
                           
                           
                           
                           
                           
                           
                           
                           
                           
                           
                           
                           
                           
                           
                           

 

Таблица 3

№ вар. М, Н·м t, с tр, с n1, об/мин
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 
                 

Вопросы для самоконтроля

1. Какое влияние оказывает нагрузка двигателей на его нагрев?

2. Перечислите требования, предъявляемые к двигателю при его выборе?

3. Назовите режимы работы двигателей (электропривода).

4. Как выбирается мощность двигателя, работающего при постоянной нагрузке?

5. Изобразите нагрузочную диаграмму М f (t) при работе двигателя в повторно-кратковременном режиме.

6. Расскажите, в чем заключается сущность метода эквивалентных величин.

7. Для чего выбранный двигатель по мощности проверяется на перегрузку?

8. Чем характеризуется кратковременный режим работы двигателя? Приведите график нагрузки.

9. Объясните, что такое продолжительность включения и для каких стандартных значений ПВ выпускаются двигатели?

Можно ли двигатель для продолжительного режима работы использовать для электропривода, работающего в повторно-кратковременном режиме?

 

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-04-11 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: