3.4 Визначення потужності і вибір виконуючого силового устаткування. Визначення попередньої потужності головного приводу електроустаткування

Першим етапом проектування електроустаткування системи є розрахунок електропривода який здійснюється на основі:

а) даних про статичні навантаження двигуна;

б) даних про потужність двигуна аналогічних установок;

в) емпіричних формул.

Найбільш просто потужність двигуна знаходиться в електроприводах, де навантаження, в основному, визначається статичними опорами, а динамічні зусилля відносно малі.

В цьому випадку попередній вибір потужності двигуна може бути зроблений на основі визначення статичної потужності механізму або середньо - квадратичного моменту за період циклу.

Достатньо просто визначається потужність двигуна в тих електроприводах, де основну частину становлять динамічні моменти (зусилля). При заданих значеннях прискорень в цьому випадку можуть бути обчислені величини динамічних моментів i визначене повне навантаження двигуна.

Розрахунок потужності приводів загально промислових машин та механізмів

Електродвигун вибирається у відповідності з потужністю привідної машини, а форма його виконання – в залежності від умов навколишнього середовища.

При експлуатації часто заміняють електродвигуни більшої потужності на меншу. У зв'язку з недовантаженням робочої машини або при реконструкції підприємства i збільшенні продуктивності окремих машин i поточних ліній потрібно встановити електродвигуни більшої потужності. Тому нижче приводяться відповідні розрахунки по визначенню потужності електродвигунів, які часто зустрічаються, i найбільш характерних для кожного виробництва механізмів (вентиляторів, насосів, компресорів, металорізальних верстатів, транспортерів i т. д.)

1. Електрообладнання компресорів

Стиснення повітря і газу для виробничих цілей і для транспортування їх по трубопроводах виконують компресорами – поршневими і відцентровими.

Поршневі компресори застосовуються звичайно при тисках 0,4-100 МН / м (4-1000 ат), відцентрові до 0,6 МН / м (6 ат), ротаційні-до 1,5 МН / м (15 ат). Великій тиск досягаються тільки в багатоступеневих компресорах

При проектуванні компресорної установки і її електрообладнання перш за все необхідно знати потужність приводного електродвигуна.

У залежності від потужності електродвигуна вибирається станція керування та інше електрообладнання установки.

Потужність на валу компресора з достатнім наближенням до дійсної визначають за формулою

де Р_ком – потужність компресорної установки, кВт;

Z – число ступенів стискування; при тисках до 10-15 ат приймають рівним 1;

m – показник політропи стиснення; для турбокомпресорів і поршневих компресорів m = 1.2 – 1.35; для відцентрових і ротаційних компресорів m = 1.4 – 1.5;

Р₁ - абсолютний тиск газу або повітря на стороні всмоктування в Н/м²;

береться в межах (0,8 / 1,1) · 10⁵ Н / м²

Р₂ - абсолютний тиск газу повітря на боці нагнітання, Н / м²

Q - продуктивність компресора м³/с,

η _20ол. - індикаторний политропічного к.п.д., рівний 0,6 - 0,8;

η_мех - механічний К.П.Д. компресора, рівний 0,88 - 0,92.

Потужність електродвигуна для приводу компресора будь-якого типу і виконання повинна бути завжди більше потужності компресора і визначається за формулою

де Р_{двиг ком} – потужність двигуна компресорної установки, кВт;

К – коефіцієнт запасу (для потужності до 1 кВт до = 2, до 2 кВт К = 1,5, понад 5 кВт К = 1,1 / 1,15);

η_мех - К.к.д. передачі.

Потужність двигуна компресора може бути визначена також за наближеною формулою

де Р_{двиг ком} – потужність двигуна компресорної установки, кВт;

Q - продуктивність компресора, м³/с,;

η _комп - К.к.д.компресора (приймається, 0,6 / 0,8);

η_мех - К.к.д. передачі.

А - робота, що витрачається на стиснення 1 м³ повітря до необхідного робочого тиску, Дж / м³ визначається за наступною таблицею 1.1

_{Таблиця 1 – Середнє значення ізотермічної та адіабатичної роботи стискання 1 м3 атмосферного повітря при різних тисках Р2}

Р2, Атм	Р2, Н/ м2	А ., Дж / м3
2	2,02 · 105	71600
3	3,03 · 105	117300
4	4,04 · 105	152200
5	5,05 · 105	179000
6	6,06 · 105	203000
7	7,07 · 105	224000
8	8,08 · 105	242000
9	9,09 · 105	263000
10	10,1 · 105	273000

Компресорні установки найчастіше не вимагають регулювання швидкості обертання, тому для них доцільно застосовувати асинхронні двигуни, а при значних потужностях – синхронні.

Синхронні електродвигуни повинні бути тихохідними. Особливо доцільно Застосування синхронних високовольтних двигунів значної потужності, коли вони використовуються для підвищення коефіцієнта потужності електроустановок.

Оскільки компресорні установки споживають великі потужності, для керування двигуном компресора вибирається серійно випускається станція керування. Ці установки, по можливості, слід автоматизувати, що дозволить надійно забезпечувати споживачів стисненим повітрям або газом.

Графічна частина цієї теш проекту зазвичай складається:

Лист 1. Технологічна схема компресорної установки з розміщенням електрообладнання і датчиків для автоматизації.

Лист 2. Принципова схема управління компресорною установкою.

При необхідності схема установки маже бути доповнена схемою сигналізації або схемою приєднань.