1.4 Выбор рода тока и величины питающих напряжений

При проектировании электрооборудования необходимо выбрать род тока (переменный или постоянный) и напряжение питающей сети. Основными токами в электроустановках промышленных предприятий является переменный трехфазный ток. При выборе величины напряжений электроустановок до 1000В используют напряжение 380/220 и 660/380 В.

С применением напряжения 660В снижаются потери электроэнергии и расход цветных металлов, увеличивается радиус действия подстанций, повышается мощность трансформаторов, сокращается количество подстанций, упрощается схема электроснабжения. Недостатком напряжения 660В являются невозможность совместного питания сети освещения и силовых электроприемников малой мощности, а также отсутствие электродвигателей небольшой мощности на напряжение 660В. На предприятиях с преобладанием электроприемников малой мощности более выгодно использовать напряжение 380/220 В.

При проектировании систем электроснабжения для промышленных предприятий необходимо учесть тот факт, что приемники электроэнергии делят по частоте тока. Трехфазный переменный ток, имеющий частоту 50 Герц, основной род тока в промышленных предприятиях. Кроме того, очень важно учитывать неравномерность и несимметричность загрузок фаз. К примеру, к симметричным приемникам относят трехфазную печь, электродвигатели и прочее, а к несимметричным - освещение, однофазные сварочные аппараты, одно-, двухфазные печи. Также электроприемники можно разделить по степени надежности питания на три категории:

) Электроприемники, прерывать работу которых нельзя, иначе это опасно для жизни и здоровья людей, может нанести серьезный вред хозяйству. Такие электроприемники обычно имеют два независимых друг от друга источника питания, если необходимо сделать перерыв в работе одного источника, автоматически в работу включается резервный.

) Ко второй категории относятся электроприемники, при перерыве электроснабжения которых гарантированно снижается выпуск продукции, случается простой механизмов и людей, для них также требуется резервное питание, но при этом допустимы перерывы на время, которое необходимо на ручное переключение на второй источник.

) Третья категория включает в себя все прочие электроприемники, подлежащие эксплуатации на неответственных складах, вспомогательных цехах, несерийного производства. Для них допустимы перерывы питания с интервалом не более 24 часов для ремонта, замены поврежденного части системы электроснабжения предприятий.

1.5 Описание режимов и циклов работы

При выборе электродвигателя следует учитывать режим работы электродвигателя. В технических каталогах производителей указанны параметры электродвигателя при режиме работы S1 кроме двигателей с повышенным скольжением. Электродвигатель работающий в режимах S2 или S3 допускает большую мощность подключения на валу. Например при режиме S2 мощность может быть увеличена на 50% от номинальной на 10 минут работы электродвигателя, на 25% на 30 минут работы и на 10% на 90 минут работы. Режим работы электродвигателя S3 применяется для электродвигателей повышенного скольжения.

Международная классификация предусматривает 8 номинальных режимов работы электродвигателя с условными обозначениями S1 - S8.

Продолжительный режим работы электродвигателя S1 - работа машины при неизменной нагрузке достаточно длительное время для достижения неизменной температуры всех ее частей.

Кратковременный режим работы электродвигателя S2 - работа машины при неизменной нагрузке в течение времени, недостаточного для достижения всеми частями машины установившейся температуры, после чего следует остановка машины на время, достаточное для охлаждения машины до температуры, не более чем на 2°С превышающей температуру окружающей среды.

Для кратковременного режима работы нормируется продолжительность рабочего

периода 15, 30, 60, 90 мин.

Повторно - кратковременный режим работы электродвигателя S3 - последовательность идентичных циклов работы, каждый из которых включает время работы при неизменной нагрузке, за которое машина не нагревается до установившейся температуры, и время стоянки, за которое машина не охлаждается до температуры окружающей среды. В этом режиме цикл работы таков, что пусковой ток не оказывает заметного влияния на превышение температуры. Продолжительность цикла недостаточна для достижения теплового равновесия и не превышает 10 мин. Режим характеризуется величиной продолжительности включения в процентах:

ПВ = (t_р / (t_р + t_п)) х 100% (1)

где ПВ - продолжительность включения, %;

t_р - время работы, с;_п - время паузы, с.

Нормируемые значения продолжительности включения: 15, 25, 40, 60%, или относительные значения продолжительности рабочего периода: 0,15; 0,25; 0,40; 0,60.

Для режима S3 номинальные данные соответствуют только определенному значению ПВ и относятся к рабочему периоду.

Режимы работы электродвигателей S1 - S3 являются в настоящее время основными, номинальные данные на которые включаются отечественными производителями в каталоги и паспорт машины.

Номинальные режимы работы электродвигателей S4 - S8 введены для того, чтобы впоследствии упростить задачу эквивалентирования произвольного режима номинальным, расширив номенклатуру последних.

Повторно-кратковременный режим работы электродвигателя с влиянием пусковых процессов S4 - последовательность идентичных циклов работы, каждый из которых включает время пуска, достаточно длительное для того, чтобы пусковые потери оказывали влияние на температуру частей машины, время работы при постоянной нагрузке, за которое машина не нагревается до установившейся температуры, и время стоянки, за которое машина не охлаждается до температуры окружающей среды.

Повторно-кратковременный режим работы электродвигателя с влиянием пусковых процессов и электрическим торможением S5 - последовательность идентичных циклов работы, каждый из которых включает достаточно длительное время пуска, время работы при постоянной нагрузке, за которое машина не нагревается до установившейся температуры, время быстрого электрического торможения и время стоянки, за которое машина не охлаждается до температуры окружающей среды.

Перемежающийся режим работы электродвигателя с влиянием пусковых процессов и электрическим торможением S7 - последовательность идентичных циклов, каждый из которых включает достаточно длительный пуск, работу с постоянной нагрузкой и быстрое электрическое торможение. Режим не содержит пауз.

Перемежающийся режим работы электродвигателя с периодически изменяющейся частотой вращения S8 - последовательность идентичных циклов, каждый из которых включает время работы с неизменной нагрузкой и неизменной частотой вращения, затем следует один или несколько периодов при других постоянных нагрузках, каждой из которых соответствует своя частота вращения (например, этот режим реализуется при переключении числа пар полюсов асинхронного двигателя). Режим не содержит пауз.

Режим работы крюковых опорных двухбалочных кранов регламентированы ГОСТ 25711-83 (грузоподъемность 5-50 т) и ГОСТ 24378-80 (ГОСТ на технические условия).

По ГОСТ 25546-82 режим работы для кранов, управляемых из кабины относится к группе 5К-7К.

Данный режим характеризуется следующими особенностями; постоянная работа с грузами, близкими по массе к номинальным, с высокими скоростями, большим числом включений, высокой продолжительностью включения ПВ.

Такой режим характерен для механизмов технологических кранов, цехов и складов на заводах с крупносерийным производством, кранов литейных цехов и механизмы подъема строительных кранов.

Рабочий цикл крана состоит из трёх этапов:

захват груза;

рабочий ход (перемещение груза, разгрузка);

холостой ход (возврат грузоподъёмного механизма в исходное положение).

Рабочий и холостой ход на диаграммах движения имеют также три характерных участка: разгон, установившееся движение и торможение. Причем, очень важное значение имеют участки разгона и торможения, так как именно в эти моменты и возникают динамические нагрузки.

При интенсивном использовании общее число циклов работы крана за срок его службы составляет 500000..1000000 циклов.

Группа режима работы крана определяется по известным классу использования и классу нагружения крана.