Практическое задание №5 «Определение сварочных нагрузок по нагреву»

Исходные данные:

Паспортные параметры машины: стационарные одноточечные – 65 по 75 кВА, 19 по 200 кВА, 23 по 150 кВА, 21 по 80 кВА; подвесные одноточечные – 64 по 75 кВА.

Задание: Определить эффективную нагрузку от 192 одноточечных машин. Рассчитать максимальный пик нагрузки.

Решение.

Произвести распределение сварочных машин по парам фаз:

АВ – 21 по 75+6 по 200+9 по 150+21 по 75 кВА;

ΣS_пасп=6216 кВА;

ВС – 22 по 75+6 по 200+8 по 150+7 по 86+21 по 75 кВА;

ΣS_пасп=6227 кВА;

АС – 22 по 75+7 по 200+6 по 150+8 по 86+22 по 75 кВА;

ΣS_пасп=6288 кВА;

По приложению 5 принимаются средние статистические значения К_з,с и ПФ_ф,с: для стационарных К_з,с =0,6 ПФ_ф,с=5 %, для подвесных К_з,с= 1,8 ПФ_ф,с=5 %.

Определяем S_ср и S_эф отдельных машин:

_{75 кВА – Sср=2,35 кВА, Sэф=10,1 кВА;}

_{86 кВА – Sср=2,6 кВА, Sэф=11,6 кВА;}

_{150 кВА – Sср=4,5 кВА, Sэф=20,2 кВА;}

_{200 кВА – Sср=6 кВА, Sэф=26,9 кВА;}

_{75 кВА (подвесная) – Sср=6,7 кВА, Sэф=30,2 кВА.}

_{Определяем эффективную трехфазную нагрузку:}

_,

_{где nAC – число машин, подключенных к данной паре фаз.}

_{По Sэф выбирается число и мощность цеховых подстанций.}

Определяем средние и эффективные токи отдельных систем:

_.

_{75 кВА (подвесная) – Iср=17,76 А, Iэф=79,58 А;}

_{75 кВА - Iср=5,92 А, Iэф=26,53 А;}

_{300 кВА - Iср=15,78 А, Iэф=70,74 А;}

_{150 кВА - Iср=11,84 А, Iэф=53,05 А;}

_{86 кВА - Iср=6,79 А, Iэф=30,42 А.}

_{Максимальный пик определяется для фазы С следующим образом:}

_,

_{где β определяется по приложению 4 для nПВф=129·0,05=6,45, β=3,7; 0,865 – коэффициент, учитывающий, что токи в линейном проводе складываются геометрически; nС – число машин, подключенных к линейному проводу С.}

_{По току Imax,n,С производится выбор сетей по нагреву.}

Вывод:

В данной задаче была дана методика расчета нагрузок для выбора элементов распределительных и питающих сетей по нагреву для случая независимой работы сварочных машин и установок.

_{В первой части задания рассчитали эквивалентную трехфазную эффективную нагрузку S}⁽³⁾_{эф и по ней выбирается число и мощность цеховых подстанций.}

Во второй части производится расчет сетей по нагреву и выбор кабельной линии.

Методика расчета мощности индукционной тигельной печи.

Полезная мощность ИТП определяется по выражению:

, ( 55)

где q- теплосодержание расплавляемого металла или сплава при температуре разливки, Дж/кг;

G - емкость печи, т;

t_пл- время плавки, ч.

Если известна энтальпия c_p металла или сплава при температуре разливки, то полезная мощность ИТП определяется по выражению:

. (56)

В этом выражении с_p измеряется в ; G измеряется в килограммах; t_пл измеряется в часах.

Суммарные тепловые потери ΔP составляют 5−35% полезной мощности печи P_max, причем меньшая цифра относится к печам большей емкости. Термический КПД (η_m) индукционной тигельной печи обычно составляет 75−95 % и определяется по выражению:

. (57)

Активная мощность P₂ , передаваемая в загрузку (садку) ИТП определяется по выражению:

. (58)

Активная мощность P_n ИТП ориентировочно определяется по выражению:

(59)

где η_Э - электрический КПД индуктора ИТП. Значение может η_Э составлять 70-95 %. Это значение тем выше, чем больше удельное сопротивление расплавляемого металла или сплава. При плавке алюминия η_Э=0,5-0,6, при плавке чугуна и стали η_Э=0,7-0,85.

Мощность источника питания P_ист должна быть несколько больше (на 5-10 %) активной мощности P_n.Это связано с тем, что источник питания должен покрывать потери ∆P_т.к. в токоподводе и в конденсаторах.

Мощность источника питания определяется по выражению:

(60)

После определения ориентировочной мощности печной установки и выбора частоты тока производится подбор источника питания.

Сделаем выводы о проделанной работе.