Основные положения для выбора двигателя

ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ И УСТРОЙСТВ ЗАЩИТЫ

Задания и методические указания к выполнению семестровой работы по курсам «Общая электротехника» и «Электротехника и электроника»

 

Волгоград,

УДК 621.3.011.7(075)

 

 

Р е ц е н з е н т:

 

канд. техн. наук доцент Исаев А.В.

 

Печатается по решению редакционно-издательского совета

Волгоградского государственного технического университета

 

Выбор электродвигателя и устройств защиты: Задания и методические указания к выполнению семестровой работы по курсам «Общая электротехника» и «Электротехника и электроника» /Сост. канд. тех. наук, доцент С. И. Николаева/ Волгоград. гос. ун-т. –Волгоград, 2009. -32с.

 

 

В работе приведены задания на семестровую работу по разделу «Электропривод» курсов «Электротехника и электроника» и «Общая электротехника». Задание содержит теоретическую и расчетную части. В теоретической части приведены краткие сведения об электроприводе, режимах работы двигателей для электропривода. Изложены основные положения по выбору электродвигателя для электропривода.

Работа предназначена для всех специальностей, изучающих курсы «Электротехника и электроника» и «Общая электротехника».

 

© Волгоградский государственный

технический университет, 2009

 

Светлана Ивановна Николаева

 

ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ И УСТРОЙСТВ ЗАЩИТЫ

 

Задания и методические указания к выполнению семестровой работы по курсам «Общая электротехника» и «Электротехника и электроника»

 

Темплан 2009 г. Поз. №

Лицензия ИД № 04790 от 18.0.2001 г.

Подписано в печать Формат Бумага газетная.

Гарнитура Times. Печать офсетная. Усл. печ. л.

Тираж 100 экз. Заказ

 

Волгоградский государственный технический университет

400131, г. Волгоград, пр. Ленина, 28.

 

РПК «Политехник»

Волгоградского государственного технического университета.

400131, г. Волгоград, ул. Советская, 35.

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение 4

 

1. Основные положения для выбора двигателя 5

2. Расчет и выбор двигателей для различных режимов 7

3. Расчет эквивалентных значений тока, мощности и момента 10

4. Выбор асинхронного двигателя для повторно-кратко-

временного режима 13

5. Защита в схемах управления электроприводом 17

6. Задание на семестровую работу 19

Приложение 30

Библиографический список 32

 

 

 

 

 

Введение

 

Современная технология производства представляет собой комплекс различных операций, выполняемых с применением технологических машин и аппаратов. Большинство таких аппаратов снабжено устройствами, обеспечивающими протекание данного технологического процесса. Устройства, в свою очередь, включают в себя двигатель, передаточный и исполнительный механизмы и рабочие органы. Двигатель с его устройствами управления и система передачи, соединяющая двигатель с исполнительным механизмом, объединяется под общим названием – привод.

Основное назначение привода заключается в преобразовании энергии (электрической, движущейся жидкости, сжатого воздуха и др.) в механическую и передаче ее рабочим органам машины. По виду преобразуемой энергии различают приводы: электрический, гидравлический, пневматический. Электрический привод (электропривод) является преобладающим в настоящее время.

Современный электропривод, в первую очередь автоматический, является сложной электромеханической системой. Проектирование такой системы требует учета многих факторов и критериев, к которым относятся условия функционирования электроприводов и его элементов, надежность и экономичность его работы, безопасность для персонала и окружающей среды, совместимость электропривода с другими электромеханическими установками.

Электрический двигатель является основной частью электропривода и от правильного его выбора зависит во многом качество работы всего привода. Выбор двигателя недостаточной мощности может привести к невыполнению заданного технологического цикла и снижению производительности рабочей машины. Кроме того, при перегрузке может происходить повышенный нагрев двигателя и выход его из строя. Недопустим и выбор двигателя большей мощности, так как в этом случае ухудшаются экономические показатели машины (увеличение первоначальной стоимости, уменьшение коэффициента полезного действия, а для асинхронных двигателей – снижение коэффициента мощности (cosφ)).

 

Основные положения для выбора двигателя

 

Выбор электродвигателя производится в следующей последовательности:

· расчет мощности и предварительный выбор двигателя;

· проверка выбранного двигателя по условиям пуска;

· проверка двигателя по перегрузочной способности.

 

Если выбранный двигатель удовлетворяет всем условиям, то на этом его выбор заканчивается. Если же на каком-то этапе не выполняются требуемые условия, то выбирается другой двигатель и проверка повторяется.

Основой для расчета мощности и выбора электропривода является нагрузочная диаграмма. Нагрузочная диаграмма – зависимость вращающего момента, мощности двигателя или тока от времени, т.е.

M=f₁(t); P=f₂(t); I=f₃(t).

Для действующих установок нагрузочные диаграммы могут быть получены измерениями. При проектировании нагрузочные диаграммы получаются расчетным путем.

В зависимости от продолжительности и характера нагрузки режимы работы двигателя подразделяются на восемь режимов с условными обозначениями от S1 до S8.

Продолжительный номинальный режим работы (S1) двигателя характеризуется неизменной нагрузкой, продолжающейся столько времени, что превышение температуры всех его частей достигает установившихся значений. График, представленный на рис. 1,а, иллюстрирует режим S1.

 

а) б)

в)

Рис.1. Графики нагрузки двигателей в различных режимах

 

Кратковременный номинальный режим (S2) – режим, при котором периоды работы двигателя с неизменной нагрузкой чередуются с периодами его отключения (остановки); при этом периоды работы не настолько длительны, чтобы превышения температуры могли достигнуть установившихся значений, а периоды остановки достаточны для охлаждения всех его частей до температуры окружающей среды (рис. 1,б).

Повторно-кратковременный номинальный (S3) – режим, при котором кратковременные периоды работы (рабочие периоды) с неизменной нагрузкой чередуются периодами отключения (паузами), причем, как рабочие периоды, так и паузы не настолько длительны, чтобы превышение всех температур достигло бы установившихся значений (рис. 1,в).

Электроприводы повторно-кратковременного режима очень распространены. К ним относятся краны, лифты, экскаваторы, подъемно-транспортные устройства. Этот режим имеет место для токарных, сверлильных, шлифовальных и других станков.

Повторно-кратковременный режим характеризуется относительной продолжительностью включения:

, (1)

где – общее время работы двигателяв одном цикле; T_{Ц –} продолжительность цикла; t₀ – время отключенного состояния двигателя за один цикл работы.

Относительную продолжительность включения выражают в процентах:

. (2)

Режимы S1, S2, S3 являются основными. Номинальные данные двигателей в этих режимах включаются в паспорт и каталоги. Режимы S4 – S8 уточняют основные и позволяют упростить нагрузочные диаграммы произвольных режимов.