3 Расчет мощности электродвигателя,

ВЫБОР ТИПА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Расчет мощности электродвигателя компрессора производится по формуле:

Р_к = 100/102*η_пол* η_{мех *} z*n/n-1 *p₁Q [(p₂/p₁)^n-1/zn-1］ (3.1)

где η_пол – политропический (индикаторный) к.п.д. компрессора (η_пол=0.6-0.8); η_мех- механический к.п.д. двигателя компрессора (η_мех=0.88-0.92); z – число ступеней сжатия компрессора; n – показатель политропы (n= 1.25-1.35); p₁ - абсолютное (атмосферное плюс избыточное) давление всасывания, кПа; р₂ – абсолютное давление нагнетания, кПа; Q производительность компрессора, м³/с

При выборе двигателя должны соблюдаться условия:

P_н≥ P_c и η_н≈η_дв

Произведем расчет по формуле (3.1):

Р_к=100/102*0,8*0,92*4*1,35/1,35-1*105*66[(600/105)^{1,35-1/4*1,35}-1)］=1670 кВт

Технические данные двигателя сносим в таблицу 1.

Таблица 1 – Технические данные электродвигателя

Тип ЭД	Мощность,кВт	Частота вращения, об/мин	КПД	cosφ	Мпуска/Мном Н/м2	Iпуск/Iном А	Мmax/Мном
СДКП-2-19-39	2000	375	0,95	0,9	1.2	5.5	0,8

4 Построение механической характеристики

ДВИГАТЕЛЯ И МЕХАНИЗМА

Построение механической характеристики приводимой машины следует учитывать, что статический момент может иметь разную зависимость от скорости: линейную, квадратичную, кубическую. У некоторых механизмов момент сопротивления от скорости не зависит. Для центробежных машин (насосов, компрессоров, вентиляторов) считается, что статический момент пропорционален квадрату скорости. Для поршневых механизмов, пускаемых под нагрузкой, считается статический момент постоянным равной средней величине. Для механизмов с вентиляторной характеристикой (центробежные) расчет характеристик ведется по уравнению:

М_с = М_со + (М_сн - М_со)*n²/n²_н (4.1)

где М_с – статистический момент механизма, H*м

М_со – пусковой статистический момент механизма, определяемый с учётом условий пуска механизма, H*м

М_сн – статистический момент механизма в конце разгона, определяется по статической нагрузке и номинальной скорости, H*м

n – текущая координата скорости, для которой определяется статический момент об/мин

n_н – номинальная частота вращения насоса об/мин

М_н=9550*Р_н/n_н (4.2)

где P_н – номинальная мощность, кВт

В расчете М_со берем как 0,05 от М_см, а М_сн как 0,8 от М_см

Произведем расчеты

М_см=9550*4000/2985=12797,32 Н/м²

М_со=0,05М_см=0,05*12797,32=639,87 Н*м

М_сн=0,8М_н=0,8*12797,32=10237,86 Н*м

1) рассчитываем М_с при n=0

М_с=639,87+(10237,86-639,87)*0/2985²=639,87 Н*м

11) рассчитываем М_с при n=2985

М_с=639,87+(10237,86-639,87)*2985/2985²=10237,86 Н*м

Остальные расчеты производятся аналогично, все расчеты сносим в таблицу 2.

Таблица 2 – Расчеты статического момента

n	0	100	500	1000	1500	1800	2200	2500	2700	2985
Mc	639,87	650,64	909,67	1717,06	3063,5	4129,9	5853,5	7372,3	8492,6	10237,86

Механическая характеристика для асинхронных короткозамкнутых двигателей строится по следующей формуле:

М = М_кр*2+q/((S/S_кр* S_кр*S)+q) (4.3)

где М – момент двигателя, Н*м

М_кр – критический (максимальный) момент, Н*м

q – коэффициент

S – значение величины скольжения

S_кр – критическое скольжение

Величина критического максимального момента производится в относительных единицах, пересчитывают по формуле:

М_кр=М^*_кр*М_н (4.4)

где М^* -величина критического (максимального) момента в относительных единицах, приводятся в каталоге

Критическое скольжение определяется по формуле:

S_кр= S_ном +√S_ном*А/1+√S_ном*А (4.5)

где S_ном – номинальное скольжение

А – коэффициент

Номинальное скольжение рассчитывается по формуле:

S_н =n_с-n_н/n_с (4.6)

q=(1/S_кр)+ S_кр-2*(М_кр/М_n)/(М_кр/М_n)-1 (4.7)

где М_n – пусковой момент в каталоге

А=(М_кр/М_н)-1/(М_кр/М_n)-1 (4.8)

Производим расчет:

А=2,6-1/(2,6/0,8-1)=0,71

S_н=3000-2985/3000=0,005

S_кр=(0,005+√0,005*071)/(1+√0,005*071)=0,06

q= (1/0,06+0,06-2*2,6)/(2,6-1)=7,2

М_н=9550*4000/2985=12797,32 Н/м²

М_кр=2,6*12797,32=33273,032 Н/м²

Рассчитаем механическую характеристику при разных значениях S:

1) М=33273,032*(7,2+2)/1/0,06+0,06/1+0,2)= 12793,75 Н*м

11) М=33273,032*(7,2+2)/0,1/0,06+0,06/0,1+0,2)= 32335,76 Н*м

Остальные расчеты механической характеристики производятся аналогично.

Все значения расчетов сносятся в таблицу 3.

Таблица 3 – Расчетные данные момента двигателя

S	1	0,9	0,8	0,7	0,6	0,5	0,4	0,3	0,2	0,1
M	12793,75	13747,54	14853,79	16151,63	17694,33	19555,7	21839,14	24686,44	28256,48	2335,76

Изобразим механические характеристики на рисунке 1.