Практична робота 6

Тема: Розрахунок потужності і вибір електродвигуна при повторно - короткочасному режимі роботи

1 Мета роботи

1.1 Освоїти методику розрахунку потужності і вибір електродвигуна при повторно-короткочасному режимі роботи

1.2 Одержати необхідні практичні навики, графічно аналізувати навантажувальну діаграму електродвигуна

2 Матеріально - технічні оснащення

2.1 Карти інструкцій по виконанню практичної роботи (короткі теоретичні відомості, технічні дані двигунів постійного струму).

2.2 Довідкова література.

2.3 Мікрокалькулятор.

3 Порядок виконання роботи

3.1 Ознайомитися з теоретичними відомостями.

3.2 На загальному прикладі освоїти методику розрахунку

3.3 Вирішити задачу.

3.4 Зробити висновки.

4 Теоретичні відомості

Для повторно-короткочасного режиму роботи застосовують спеціальні електродвигуни, які порівняно з двигунами, розрахованими на тривалий режим роботи, мають менший момент інерції ротора, підвищений пусковий момент і більшу перевантажувальну здатність. Вибір номінальної потужності цих двигунів здійснюють у такий послідовності:

1. За навантажувальною діаграмою робочої машини Мс=f(t) або Pс= f(t), одержаною шляхом розрахунків або експериментально, визначають середнє значення моменту статичних опорів Мс.сер або середню статичну потужність Pс.сер за робочий період (без урахування часу паузи та необхідну відносну тривалість вмикання ТВф).

2. За моментом Мс.сер або потужністю Pс.сер, враховуючи частоту обертання робочої машини, умови оточуючого середовища, з каталога електродвигунів для повторно-короткочасного режиму роботи попередньо вибирають двигун з номінальним моментом Мном=(1,2-1,3)Мс.сер або номінальну потужність Pном=(1,2-1,3)Pс.сер, ТВст, ТВф, записують його технічні дані.

3. Користуючись навантажувальною діаграмою робочої машини, технічними даними попередньо вибраного електродвигуна та зведеним до його вала моментом інерції системи „ двигун – робоча машина ”, розраховують перехідні процеси електропривода і будують навантажувальну діаграму двигуна I= f(t), М=f(t). Навантажувальну діаграму двигуна можна одержати також експериментально, використавши попередньо вибраний двигун для приводу даної робочої машини і записавши діаграму за допомогою самописного ватмера.

4. За навантажувальною діаграмою двигуна I= f(t) або М=f(t) користуючись формулами (1.4.25-1.4.27), визначають еквівалентний струм Iе або еквівалентний момент Ме за робочий період (без урахування часу паузи).

5. У тому випадку, коли фактична відносна тривалість вмикання ТВф дорівнює стандартній ТВст, то двигун вибирають за умовами Iном>Iе, або Мном>Ме. У тому ж випадку, коли ТВф>ТВст спочатку перераховують Iе або Ме, з фактичної відносної тривалості вмикання ТВф на найближчу стандартну ТВст і одержують нове еквівалентне значення струму Iе або моменту Ме.

П р и к л а д

Вибрати асинхронний короткозамкнений двигун для приводу машини, встановленої в доїльному цеху, та перевірити вибраний двигун на пускові та перевантажувальні властивості. Вихідні дані: М₁=80 Н м, t₁=5 хв; М₂=60 Н м, t₂ =3 хв; t_в=2 хв. Кутова швидкість обертання вала машини w_м=60с^-1

Електрична мережа 380/220В.

Р о з в’я з а н н я

Режим роботи S3, так як і ( -час відпочинку, -постійна часу охолодження).

М_м 1см = 10 Н м

М_t 1см = 1 хв

Рисунок 3. Навантажувальна діаграма

Для повторно-короткочасного режиму необхідно вибрати двигун з підвищеним ковзанням .

Визначаємо еквівалентну потужність машини, М_ем , Н м

Нм

Еквівалентна потужність на валу машини, Р_ем, Вт

=73,5 · 60=4410 Вт

Еквівалентна потужність на валу двигуна Р_е, Вт

=4410/0,95=4642,2 Вт

Вибираємо двигун. Тривалість вмикання, 

 =5+3 / 5+3+2 = 0,8

За додатком Е номінальна потужність двигунів типу АИР наведена при ПВ=40% (e=0,4).

Перераховуємо еквівалентну потужність при e=0,8 на e=0,4.

При цьому слід користуватися залежністю:

Р² ₁₅ · e₁₅=Р² ₂₅ · e ₂₅ =Р² ₄₀· e ₄₀ =Р ²₆₀ · e₆₀ =Р²_і · e _і =Р_тр,

де Р_тр- потужність тривалого режиму;

Р_і , e _і –потужність і тривалість вмикання.

Вт

В результаті вибираємо двигун типу АИРС132S4 з даними: Р_н=8,5 кВт при ПВ=40% ,n_н=1398 хв^-1 , К_мін=1,6, К_мах=2,8

Замість двигуна підвищеного ковзання можна вибрати двигун тривалого режиму. Визначаємо потужність тривалого режиму, Р_тр Вт

= = 4152 Вт

за додатком В вибираємо двигун типу АИР132S4У3 з даними: Р_н=7,5 кВт, n_н=1440 хв^-1, К_мін=1,6, К_мах=2,2.

Перевіримо пускові та перевантажувальні властивості двигуна: припустимо, що двигун запускається при найбільшому навантаженні М₁=80 Н∙м.

Визначаємо значення моменту опору машини, приведеного до валу двигуна при навантаженні М₁

М_ем=М₁ w_м / w_н=80 · 30 / 151,3 = 31,7 Н∙м

Номінальний момент двигуна за умовами пуску із врахуванням зниження напруги в мережі

М_н(пуск)=1,25 М_ем / К_мін U²,

де К_мін - кратність мінімального моменту двигуна за каталогом;

U - напруга мережі під час пуску двигуна у відносних одиницях.

М_н(пуск)=1,25· 31,7 / 1,7· 0,925²=27,4 Н∙м

Номінальний момент двигуна, М_н, Н∙м

М_н= Р_н/w_н = 7500/151,3 = 49,5 Н∙м;

М_н> М_н(пуск)

49,5 Н∙м >27,4 Н∙м

Вибраний двигун забезпечить пуск машини при повному завантаженні.

Визначаємо потрібний номінальний момент двигуна за перевантажувальною здатністю, М_н(пер), Н∙м

М_н(пер)=М_мах / 0,75 К _мах

М_н(пер)=80 / 0,75·2,2 = 48,5 Н∙м

М_н> М_н(пер)

49,5Н∙м>48,5Н∙м.

Отже, вибраний двигун відповідає умовам перевантаження.

За умовами навколишнього середовища вибраний двигун категорії У3 відповідає виконанню за захищеністю ІР44, за додатком С.

Таблиця 9 - Вихідні дані до практичної роботи 6

Варі анти	Місце розміщення	Дані навантажувальної діаграми	Кутова швидкість
1	кормоцех	М1 =100; М2 =70 ; t1 =2 ; t2 =2 ; t3 =6 ;	100
2	під навісом	М1 =230; М2 =210 ; t1 = 1; t2 = 5; t3 = 4;	50
3	телятник	М1 =50; М2 = 20; t1 = 1; t2 =2 ; t3 = 7;	120
4	насосна	М1 =70; М2 = 50; t1 = 3; t2 =3 ; t3 = 4;	100
5	свинарник	М1 =80; М2 = 50; t1 = 5; t2 = 3; t3 = 2;	60
6	молокопункт	М1 =50; М2 =35 ; t1 = 2; t2 =3 ; t3 = 6;	75
7	свинарник-маточник	М1 =110; М2 =65 ; t1 = 2; t2 =6 ; t3 = 2;	70
8	пташник	М1 =120; М2 =80 ; t1 =2 ; t2 =4 ; t3 = 4;	150
9	доїльний цех	М1 =110; М2 =80 ; t1 = 1; t2 = 6; t3 =3 ;	50
10	вівцеферма	М1 =90; М2 = 75; t1 =1 ; t2 = 5; t3 = 8;	60
11	під навісом	М1 =100; М2 =60 ; t1 =2 ; t2 =2 ; t3 =6 ;	100
12	майстерня	М1 =240; М2 =200 ; t1 = 1; t2 = 5; t3 = 4;	50
13	гараж	М1 =30; М2 = 20; t1 = 1; t2 =2 ; t3 = 7;	120
14	кормоцех	М1 =60; М2 = 50; t1 = 3; t2 =3 ; t3 = 4;	100
15	вівцеферма	М1 =80; М2 = 60; t1 = 5; t2 = 3; t3 = 2;	60
16	гараж	М1 =50; М2 =25 ; t1 = 2; t2 =3 ; t3 = 6;	75
17	склад	М1 =110; М2 =70 ; t1 = 2; t2 =6 ; t3 = 2;	70
18	пташник	М1 =100; М2 =80 ; t1 =2 ; t2 =4 ; t3 = 4;	150
19	інкубатор	М1 =120; М2 =80 ; t1 = 1; t2 = 6; t3 =3 ;	50
20	майстерня	М1 =90; М2 = 60; t1 =1 ; t2 = 5; t3 = 8;	60
21	кормоцех	М1 =115; М2 =60 ; t1 =2 ; t2 =2 ; t3 =6 ;	100
22	під навісом	М1 =260; М2 =200 ; t1 = 1; t2 = 5; t3 = 4;	50
23	телятник	М1 =45; М2 = 20; t1 = 1; t2 =2 ; t3 = 7;	120
24	насосна	М1 =75; М2 = 50; t1 = 3; t2 =3 ; t3 = 4;	100
25	свинарник	М1 =90; М2 = 55; t1 = 5; t2 = 3; t3 = 2;	60