Основные теоретические положения
Расчет мощности и предварительный выбор асинхронного двигателя производится по эквивалентному моменту сопротивления и частоте вращения рабочего органа.
Зависимость момента сопротивления от времени M(t) называется нагрузочной диаграммой.
Эквивалентный момент сопротивления Мэкв (Н·м) определяется по нагрузочным моментам Mi, действующим в течение заданных промежутков времени ti:
.
Расчетная мощность сопротивления (нагрузки) Pс (Вт) –при номинальной частоте вращения nс.н
Рс
=
= 0,105Мэкв
nс.н.
Вид механической характеристики приводного механизма в общем случае описывается выражением
Мс
= Мс.п
+ (Мс.н
– Мс.п)
,
где Мс.п – начальный пусковой момент сопротивления, зависящий от трения, состояния смазки, начальной нагрузки и т. п.; Mc.н – момент сопротивления нагрузки при номинальной частоте вращения nс.н; x – характеристический коэффициент, зависящий от вязкости рабочего тела и скорости его перемещения (газ, вода, масло и т. п.); nс – текущее значение частоты вращения приводного механизма
Значение коэффициента x изменяется в пределах 0…2.
При выборе расчетной мощности электродвигателя Рном следует ориентироваться на мощность сопротивления, т. е. мощность рабочего органа Рс: Рном Рс.
В соответствии с п.5.1.2 ГОСТ 51689–2000 электродвигатели основного (базового) исполнения могут иметь сервис-фактор, равный 1,1 или 1,15, т. е. допускать длительную перегрузку на 10 и 15 % при номинальных напряжениях и частоте. При этом превышение темпе-ратуры обмоток двигателей будет не более допустимого на 10 %. Значения сервис-фактора конкретных двигателей приводятся в разделе «Технические данные двигателей» электронного технического каталога на асинхронные двигатели.
Для того чтобы выбранный из каталога электродвигатель с номинальной скоростью вращения n2ном обеспечил вращение рабочего органа с заданной скоростью nс.н, следует использовать понижающий редуктор. При этом частота вращения и момент сопротивления на валу двигателя связаны с частотой и моментом рабочего органа следующим образом:
n2ном = nс.н i;
Мд
=
где Мд – момент на валу АД; i – коэффициент передачи редуктора.
Построение механической характеристики асинхронного двигателя производят на основании данных технического каталога на АД и рекомендаций по ее типу
На рис. 1 показаны типовые механические характеристики АД с индексами I, II, III иV
Построение механической характеристики АД производится в соответствии с указаниями прил. 1.
Постановка задачи
Определить мощность, необходимую для привода механизма, работающего в продолжительном режиме с переменной нагрузкой; выбрать асинхронный электродвигатель по техническому каталогу. Определить эксплуатационные параметры асинхронного двигателя. Произвести проверку выбранного двигателя по перегрузочной способности и устойчивости работы электропривода при колебаниях напряжения сети. Построить механические характеристики нагрузочного устройства, выбранного асинхронного электродвигателя и совместную механическую характеристику.
Исходные данные в соответствии с заданным вариантом приведены в таблице. Заданы параметры нагрузочной диаграммы Мi и ti, а также номинальная скорость вращения приводного механизма nс.н, отношение пускового момента сопротивления к номинальному Мс.п /Мс.н и коэффициент, характеризующий вязкость рабочего тела x.
|
Вариант |
М1, Н·м |
М2, Н·м |
М3, Н·м |
М4, Н·м |
t1, мин |
t2, мин |
t3, мин |
t4, мин |
nс.н, об/мин |
|
х |
|
1 |
310 |
440 |
220 |
170 |
1,5 |
2,0 |
1,0 |
0,8 |
460 |
0,2 |
1,5 |
|
2 |
175 |
450 |
320 |
290 |
2,0 |
3,0 |
0,5 |
2,0 |
520 |
0,3 |
1,8 |
|
3 |
240 |
135 |
340 |
440 |
2,0 |
1,0 |
2,0 |
0,5 |
420 |
0,4 |
1,2 |
|
4 |
250 |
460 |
320 |
120 |
3,0 |
1,0 |
0,6 |
2,0 |
140 |
0,5 |
1,5 |
|
5 |
290 |
430 |
540 |
700 |
1,3 |
3,0 |
0,9 |
3,0 |
520 |
0,25 |
1,8 |
|
6 |
370 |
480 |
520 |
140 |
0,5 |
2,0 |
0,6 |
4,0 |
130 |
0,3 |
1,2 |
|
7 |
385 |
400 |
450 |
600 |
4,0 |
1,3 |
1,8 |
1,9 |
750 |
0,4 |
2,0 |
|
8 |
600 |
640 |
750 |
800 |
2,0 |
3,0 |
2,0 |
0,5 |
340 |
0,5 |
1,5 |
|
9 |
780 |
1000 |
560 |
860 |
1,3 |
3,0 |
0,9 |
3,0 |
460 |
0,1 |
1,8 |
|
10 |
450 |
480 |
520 |
140 |
3,0 |
1,0 |
2,0 |
0,5 |
640 |
0,25 |
1,2 |
|
11 |
250 |
460 |
320 |
560 |
3,5 |
1,5 |
2,0 |
0,6 |
450 |
0,35 |
2,0 |
|
12 |
480 |
520 |
140 |
670 |
0,5 |
1,9 |
2,0 |
3,0 |
175 |
0,4 |
1,5 |
|
13 |
470 |
480 |
520 |
140 |
2,5 |
3,5 |
1,5 |
2,0 |
620 |
0,5 |
1,8 |
|
14 |
200 |
240 |
130 |
340 |
3,5 |
1,5 |
2,0 |
1,5 |
175 |
0,15 |
1,2 |
|
15 |
610 |
640 |
750 |
950 |
3,2 |
3,5 |
1,5 |
2,0 |
450 |
0,2 |
2,0 |
|
16 |
240 |
135 |
340 |
370 |
1,8 |
3,5 |
1,5 |
2,0 |
480 |
0,35 |
1,5 |
|
17 |
135 |
175 |
460 |
320 |
2,7 |
3,5 |
1,9 |
2,0 |
475 |
0,4 |
1,8 |
|
18 |
545 |
620 |
640 |
750 |
1,3 |
1,8 |
1,9 |
3,0 |
450 |
0,5 |
1,2 |
|
19 |
250 |
175 |
450 |
520 |
2,0 |
1,3 |
1,8 |
1,9 |
680 |
0,2 |
2,0 |
|
20 |
170 |
450 |
320 |
235 |
3,0 |
2,0 |
1,5 |
1,0 |
470 |
0,3 |
1,5 |
|
21 |
275 |
480 |
320 |
670 |
1,3 |
1,8 |
1,9 |
2,6 |
350 |
0,4 |
1,8 |
|
22 |
360 |
475 |
450 |
320 |
2,5 |
1,5 |
1,0 |
2,0 |
360 |
0,5 |
1,2 |
|
23 |
145 |
450 |
320 |
800 |
1,3 |
1,8 |
1,9 |
4,0 |
240 |
0,4 |
2,0 |
|
24 |
470 |
680 |
520 |
770 |
4,0 |
3,0 |
1,0 |
1,5 |
180 |
0,35 |
1,3 |
|
25 |
360 |
470 |
480 |
520 |
2,8 |
3,0 |
2,0 |
1,5 |
200 |
0,25 |
1,8 |
|
26 |
240 |
470 |
490 |
620 |
3,0 |
2,0 |
1,5 |
2,5 |
320 |
0,15 |
1,5 |
Окончание
|
Вариант |
М1, Н·м |
М2, Н·м |
М3, Н·м |
М4, Н·м |
t1, мин |
t2, мин |
t3, мин |
t4, мин |
nс.н, об/мин |
|
х |
|
27 |
180 |
200 |
240 |
130 |
2,3 |
2,0 |
1,5 |
4,0 |
320 |
0,5 |
1,8 |
|
28 |
200 |
240 |
130 |
155 |
0,5 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
450 |
0,4 |
1,2 |
|
29 |
190 |
260 |
240 |
170 |
2,0 |
1,0 |
3,0 |
1,5 |
320 |
0,3 |
2,0 |
|
30 |
210 |
240 |
130 |
530 |
2,5 |
2,0 |
1,0 |
3,0 |
250 |
0,2 |
1,9 |
