Задание к контрольной работе 1
Напряжение питания сети 360 В, синхронная скорость двигателя no=1500 об/мин.
Для заданного варианта режима нагрузки производственного механизма
построить нагрузочную диаграммуР = f( t);
определить режим работы электродвигателя (постоянный, повторно-кратковременный и т.п.);
рассчитать мощность и выбрать трехфазный асинхронный электродвигатель (АД) серии 4А;
выполнить проверку выбранного двигателя на пусковые условия и перегрузочную способность;
построить механическую характеристику выбранного двигателя по его паспортным данным.
Надёжная и продолжительная работа ЭД возможна только в том случае, когда он правильно выбран и рассчитан по тепловому и динамическому режимам и соответствует условиям окружающей среды.
Нагрузочная диаграмма.
Выбор АД начинается с определения его мощности.
Рассмотрим пример нагрузочной диаграммы двигателя на рис. 1. Диаграмма построена по данным таблицы 1 в соответствии с номером варианта задания.
Рабочий цикл двигателя. Табл.1.
Рис. 1. График нагрузочного цикла двигателя
Нагрузочные диаграммы разделены на 8 стандартных режимов и обозначаются SI, S2 …. S8 [2].
Судя по нагрузочной диаграмме на рис. 1 можно сказать, что привод работает в повторно-кратковременном режиме (ПКВ), когда кратковременные периодыработы tр чередуются с периодами отключения to(паузами), причем рабочие периоды ипаузы не настолько длительны, чтобы превышение температуры АД могли достигнуть установившихся значений. ПКВрежим работы характеризуется относительной продолжительностью включения:
ПВ = ( tp/ Тц )* 100
Где: tp –суммарное время работы двигателя за время цикла;
Тц–длительность рабочего цикла.
Для диаграммы нашего примера не соответствует стандарту
ПВ = ( 5.5/ 8 )* 100 =68.75 %.
По действующим стандартам ПВ% может иметь следующие значения: (15, 25, 40, 60)%.
10 Определение необходимой мощности двигателя
Если двигатель выбирается по эквивалентной мощности, то по нагрузочной диаграмме:
определяем мощность Рэк по формуле
Так как ПВ нагрузочного графика не соответствует стандарту (15,25,40 или 60 %), то необходимо делать перерасчёт мощности двигателя
Р = Рэк*ПВр / ПВст, Р = 19,46 * 68,75 / 60 = 20,83 кВт.
Выбор двигателя
По данным каталога[2] с учётом заданных напряжения сети и синхронной скорости выбираем электродвигатель такой мощности,чтобы Рн > 20,83 кВт.
Выбираем асинхронный короткозамкнутый электродвигатель серии 4A180S4Y3, степень защиты 1Р44, способ охлаждения 1СА0141 со следующими параметрами:
U=380 В; Рн = 22 кВт; n = 1500 об/ мин; Sn= 2%
|
к.п.д. = 0.9; cosφ = 0.9;
|
Ммах/Мн = 2.2; Мп/Мн = 1,4; Iп/Iн = 7. |
|
У выбранного нами двигателя:
номинальные обороты ротора двигателя nн
nн = 1500 (1 - 0,02) = 1470 об/мин;
- номинальная мощность двигателя Мн
Мн = 9550 *Рн / nн=9550 22 / 1470 = 142,9 Н м;
- макс. критический момент Мкр:
Мкр = (Ммах / Мн)* Мн = 2,2 442,9 = 314,4 Н м.
Проверка двигателя по перегрузочной способности
Двигатель выбран верно, если выполняется условие:
Ммах. нагр.<Ммах.дв,
где: Ммах. дв- максимальный момент развиваемый двигателем, определяется из выражения
Ммах.дв = 0,9 * Мкр = 0,9 * 314,4 = 282,96 Н* м
Ммах. нагр.– максимальный момент нагрузки зависит от максимальной нагрузки в рабочем цикле (Р5)
Ммах. нагр.= 9550 Р5/nн = 9550 30 / 1470 = 194,9 Н м.
Перегрузочная способность двигатель удовлетворяет условиям работы,так как выполняется условиеМмах.дв. > Ммах. нагр.
Проверка двигателя по пусковым характеристикам
Если считать, что двигатель пускается при нагрузке Р5 = 30 кВт, то его статический пусковой момент
Мп.ст. = 9550*30 /1470 = 194,9 Нм.,
а момент пусковой двигателя
Мп = Мн *1,4 = 200 Н м.,
получаем, что Мп >Мп.ст., то есть, пусковые возможности двигателя достаточны для его пуска при самой высокой нагрузке рабочего цикла.
Построение механической характеристики двигателя по паспортным данным
Механическая характеристика асинхронного двигателя выражает зависимость между электромагнитным моментом и частотой вращения, либо скольжением.
Построим механическую характеристику для двигателя 4A90L4У3.
Литература
|
|
Приваленков, Ю.П. Цеховые электрические сети до 1000 В: учебное пособие по курсовому и дипломному проектированию / Ю.П. Приваленков, Е.Б. Плаксин, А.Е. Виноградова; под ред. Ю.П. Приваленкова − Кострома: Изд-во Костром.гос. технол. ун-та, 2008. − 60 с. |
|
|
Электрооборудование и электроснабжение заводов первичной обработки лубяных волокон: учебное пособие / под ред. В.П.Чулкова. 2-е изд., испр. – Кострома: Изд–во КГТУ, 2005. – 156 |
|
|
Изображения условно графические электрооборудования и проводок на планах: ГОСТ 21.614-88 (СТ СЭВ 3217-81). − М.: Издательство стандартов, 1988 |
|
|
Плаксин Е.Б. Справочное пособие по электрооборудованию. Часть I/ Е.Б. Плаксин, Ю.П. Приваленков. − Кострома: Изд-во КГТУ, 1999. |
|
|
Плаксин Е.Б. Справочное пособие по электрооборудованию. ЧастьII/ Е.Б. Плаксин, Ю.П. Приваленков. − Кострома: Изд-во КГТУ, 1999 |
|
|
Плаксин Е.Б. Электрооборудование:справочные и методические материалы/ Е.Б. Плаксин, Ю.П. Приваленков, А.Е. Виноградова: под. ред. Е.Б. Плаксина − Кострома: Изд-во КГТУ, 2008.. |
|
|
Правила устройства электроустановок / Минэнерго СССР. – 6-е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 648 с. : ил. |
|
|
hittp://www.el-com.ru/index.asp?p=7 |
|
|
http ://www. st-metal.ru/inde x |
|
|
http:// www. flavie. com. |
|
|
http://www.avtomatservis.ru/ |
|
|
http://www.electroprofi.ru/moeller/moeller,php |
|
|
http://www.etm.ru/p/catalog_tov/ |
|
|
http://www.rodonit.ru/katalog/kat4_0.php |
Консультации:
доцент каф. АМТ Приваленков Юрий Павлович
Содержание курса лекций |
Раздел 1. Электромагнитные аппараты |
Основные определения. Электрическая схема, как средство отображения информации об электрической цепи. Виды и типы схем. Состав конструкторской документации. Стандарты ЕСКД. (Лекция №1) |
Основные правила выполнения электрических схем. УГО и БЦО элементов. (Лекция №2) |
Маркировка в электрических схемах. Правила выполнения и чтения электрических принципиальных схем. (Лекция №3) |
Электрические аппараты. Классификация. Электромагнитные приводы .Особенности электромагнитов постоянного и переменного тока. Применение короткозамкнутого витка. Расчет и пересчет катушек электромагнитных аппаратов. (Лекция №4) |
Раздел 2. Электрические машины переменного тока |
Законы электромеханики. Классификация электрических машин. Трансформатор. Конструкция ,принцип действия. Идеальный трансформатор. (Лекция №5) |
Уравнения электрического состояния трансформатора. Уравнение М.д.с. трансформатора . Уравнение токов трансформатора. Приведенный трансформатор. Схема замещения приведенного трансформатора. Лекция №6) |
Векторная диаграмма приведенного трансформатора. Режимы работы трансформатора. Опытное определение параметров схемы замещения. (Лекция №7) |
Изменение вторичного напряжения трансформатора. Внешняя характеристика. К.П.Д. трансформатора. Силовой масляный трансформатор. (Лекция №8) |
Асинхронный трехфазный двигатель. Конструкция , принцип действия. Уравнения электрического состояния. Уравнения м.д.с. и токов. Приведенный АД. Схемы замещения приведенного АД. Векторная диаграмма. (Лекция №9) |
Режимы работы АД. Энергетическая диаграмма АД. Электромагнитный момент АД. Механическая характеристика АД. (Лекция №10) |
Зависимость механической характеристики от параметров машины. Рабочие характеристики. Способы регулирования частоты вращения ротора АД. (Лекция №11) |
Глубокопазный АД и двигатель с двойной клеткой. Однофазный и конденсаторный АД. (Лекция №12) |
АД с экранированными полюсами. АД с полым немагнитным ротором. Асинхронный тахогенератор. Сельсины и вращающиеся трансформаторы.(Лекция №13) |
Синхронные электрические машины. Конструкция и принцип действия. Синхронные микродвигатели. Гистерезисный двигатель. (Лекция №14) |
Раздел 3. Электрические машины постоянного тока |
Конструкция и принцип действия машины постоянного тока. Магнитная характеристика МПТ. (Лекция №15) |