2.3 Расчет мощности и выбор электродвигателя м2

Электродвигатель М2 находится на корпусе ниши станка и служит приводом для насоса, который обеспечивает смазку маслом шестерен редуктора. В таблице 2 приведены технические характеристики маслонасоса.

Таблица 2 - Технические характеристики насоса

Наименование параметра	Норма
Производительность,QH (л/мин)	20
Создаваемое давление,Рн (кПа)	170
КПД , ηн	0,7

Расчет мощности электродвигателя М2

Производится расчет мощности электродвигателя по следующей формуле:

Р_{эд.расч} = К₃ * Q_н* Р_н/ η_н (8)

Где К₃ — коэффициент запаса, равный 1,5;

Q_H - производительность насоса,

Р_н - давление насоса;

η_н - КПД насоса.

Расчетные данные приводятся в таблице 2.

Необходимо перевести Q_H u Р_н в систему СИ^:

Q_н =20 л/мин=20*10^-3/60 м³/сек=0,00033 м³/сек

Р_н= 170 кПа=170 *10³= 170000 Па

Расчетная мощность электродвигателя равна:

Рэд.расч=1,5 * 0,00033* 170000/0,7=119,21 (Вт)=0,119(кВт)

На рисунке 3 приведена кинематическая схема насоса'

Рисунок 3 - Кинематическая схема насоса

Выбор электродвигателя м2

На основании полученного значения расчетной мощности выбирается двигатель марки 4AA56A4У3, который имеет номи­нальные параметры•

Р_н.дв =0,12 кВт

n₀=1500 об/мин

n_ном=1375 об/мин

η_н =0,63

соsφ =0,66

λ_мах=2,2

λ_п=2

λ_п=6 I_ном

Двигатель приводит в действие маслонасос, предназначенный для подачи масла на трущиеся поверхности деталей блока привода планшайбы.

4. Проверка двигателя м2 на работоспособность

1. Проверка на нагрев

Производится с помощью проверки из формулы (4)

0,12 кВт > 0,119 кВт — следовательно двигатель перегреваться не будет.

2. Проверка двигателя по номинальному моменту

По формуле (6) находится расчетный момент двигателя:

М_{расч.дв} = 119*'9,55 / 1375 = 0,82 (Н м)

По формуле (7) находится номинальный момент двигателя:

М_н.дв. = 120 * 9,55 / 1375 = 0,83 (Н м)

По формуле (5) проверяется правильность условия:

0,83 Нм > 0,82 Нм

Условие соблюдается.

3. Проверка на пусковой момент

Двигатель имеет легкий пуск.

4. Проверка на защиту от влияния окружающей среды

Двигатель закрытого исполнения, защищен от пыли и влаги.

4. Выбор проводов и кабелей

Выбор питающего кабеля, идущего к электрошкафу

Для того, чтобы Выбрать кабель, идущий к шкафу, необходимо знать ток всех электроприемников, подключенных к шкафу. Ток определяется по формуле:

I_общ=ƩI_эд+I_1тр

где ƩI_эд - сумма токов всех электродвигателей, установленных на станке и подключенных к электрошкафу, приВеденных в таблице 4, А,

I_1тр - ток первичной обмотки понижающего трансформатора, находится по формуле:

I_1тр (13)

где - номинальная мощность преобразовательного трансформатора, кВа;

U₁ - первичное напряжение преобразовательного трансформатора, В.

I_1тр =16000/( 380) = 24,31 (А)

Таблица 4 - Номинальные параметры электродвигателей станка

Тип электро­двигателя	Назначение	Мощность, кВт	Номиналь­ный ток, А
4АА56В2УЗ	Электровентилятор двигателя главного движения	0,25	0,8
4АА56А4УЗ	Насос смазки	0,12	0,44

Необходимо просуммировать номинальные токи всех элек­тродвигателей, установленных на станке:

ƩI_эд = 0,8+0,44=1,24 (А)

Далее находится значение общего тока всех электроприемников:

I_общ =1,24 + 24,31 = 25,55 (А)

В соответствии с требованиями ПУЭ к шкафу должен подводиться пятижильный кабель, который содержит 3 питающих жилы, проводники, которые служат для выравнивания потенциалов заземленных металлоконструкций и электрошкафа, обеспечивая тем самым необходимые меры электробезопасности, и для подключения однофазных потребителей.

Кабель выбирается с алюминиевыми жилами, так как он более экономичен, чем кабель с медными жилами. Кроме того, шкаф находится в помещении с благоприятными условиями сре­ды, поэтому алюминиевые жилы и изоляция не будут подвер­гаться окислению и другим неблагоприятным воздействиям.

Сечение жилы определяется по экономической плотности тока:

S_расч= I_общ/j

j - сила тока на один мм² жил, равная 1,9 А/мм² [2, табл. 1.3.36].

S_pacч = 25,55/ 1,9=13,45 (мм²)

На основании расчетов выбирается кабель марки АВВГ- 5x16, который имеет поливинилхлоридную изоляцию и оболочку. ПВХ изоляция практически не стареет, стойка к нефтепродук­там и щелочам, не гигроскопична.

Выбор кабеля для двигателя вращения планшайбы

Для двигателя выбираем двухжильный кабель с медными жилами с поливинилхлоридной оболочкой и изоляцией марки ВВГ, проложенный в трубе. Труба защищает оболочку кабеля от меха­нических повреждений. Медные жилы стойки к действию вибраций, которые будут неизменно присутствовать при работе электродвигателя. ПВХ изоляция и оболочка практически не стареет, стойка к нефтепродуктам и щелочам, не гигроскопична.

Сечение силового кабеля выбираем в зависимости от тока двигателя. Ток двигателя равен I_ном.эд = 30 А.

На основании этого тока определяется сечение медной жилы по экономической плотности тока:

j-сила тока на один мм² жил, равная 3,5 А/мм² [1, табл.1.3.36].

S_pacч = 30/ 3,5=8,57 (мм²)

Окончательно выбирается кабель ВВГ-2x10.

Выбор кабеля для двигателя насоса смазки

Для двигателя выбираем четырехжильный кабель с медны­ми жилами с поливинилхлоридной оболочкой и изоляцией марки ВВГ, проложенный в трубе. Медные жилы стойки к действию виб­раций, которые будут неизменно присутствовать при работе электродвигателя.

Сечение силового кабеля выбираем в зависимости от тока двигателя. Ток двигателя равен I_ном.эд - =0,44 А.

На основании этого тока рассчитываем сечение медной жи­лы по экономической плотности тока:

S_расч=I_ном.эд/j (16)

j - сила тока на один мм² жил, равная 3,5 А/мм² [1, табл.1.3.36].

S_расч =0,44/ 3,5=0,12 (мм²)

Окончательно выбираем кабель ВВГ-4х1,5, который содер­жит 3 питающих жилы и проводник, используемый для выравнивания потенциалов металлоконструкции станка и металлоконструкции шкафа.

Выбор кабеля для двигателя вентилятора двигателя главного движения

Для двигателя выбираем четырехжильный кабель с медными жилами с поливинилхлоридной оболочкой и изоляцией марки ВВГ, проложенный в трубе. Медные жилы стойки к действию вибраций, которые будут неизменно присутствовать при работе электродвигателя.

Сечение силового кабеля выбираем в зависимости от тока двигателя. Ток двигателя равен I_ном.эд =0,8 А.

На основании этого тока рассчитываем сечение медной жи­лы по экономической плотности тока:

S_расч=I_ном.эд/j (17)

j - сила тока на один мм² жил, рабная 3,5 А/мм² [1, табл.1.3.36]..

S_paсч = 0,8/ 3,5 =0,23 (мм²)

Окончательно выбираем кабель ВВГ-4х1,5, который содер­жит 3 питающих жилы и рЕ-проводник, используемый для выравнивания потенциалов металлоконструкции станка и металлоконструкции шкафа.

Выбор установочного провода от трансформатора до тиристорного преобразователя

Так как тиристорный преобразователь и трансформатор установлены в одном шкафу, то можно выбрать вместо кабеля установочный провод с алюминиевыми жилами, с поливинилхлоридной оболочкой и изоляцией марки АПВ, проложенный открыто. Сечение установочного провода до тиристорного преобразователя выбирается в зависимости от тока вторичной обмотки понижающего трансформатора.

На тиристорный преобразователь поступает переменный трехфазный ток, величина которого определяется по формуле:

I₂ (18)

где U₂ - номинальное напряжение Вторичной обмотки трансформатора, В;

I₂- ток вторичной обмотки трансформатора, А.

Для трансформатора = 16 кВА, U₂ = 180 В, тогда ток:

I₂= 16000 = 51,32 (А)

Далее по экономической плотности тока рассчитывается сечение установочного провода:

S_расч=I₂/j (19)

j =1,6 А/мм² [2, табл. 1.3.36].

S_pacч = 51,32/ 1,6=32,07 (мм²)

На основании расчетов выбирается установочный провод марки АПВ-1х35.

Выбор кабеля для обмотки возбуждения двигателя главного движения

Для питания обмотки возбуждения двигателя вращения планшайбы необходимо выбрать двухжильный кабель.

Расчет сечения жил будет производиться по экономической плотности тока, исходя из данных таблицы 5.

Таблица 5 - Характеристика цепи возбуждения

Номинальный ток обмотки возбуждения, А	Номинальное напряжение обмотки возбуждения, В
10	110

Формула для расчета сечения жил кабеля:

S_расч= I_возб / j

где I_возб - номинальный ток обмотки возбуждения, А.

j =3,5 А/мм [2, табл. 1.3.36].

S_расч =10/ 3,5=2,85 (мм²)

Можно выбрать кабель с поливинилхлоридной оболочкой и изоляцией марки ВВГ-2x4. Кабель данной марки распространенный, его изоляция стойка к действию химических веществ, нефтепродуктов, не гигроскопична. Медные жилы выдерживают действие вибраций, возникающих при работе электродвигателя.