2.5. Предварительное определение номинальных параметров электродвигателя

гидравлического насоса.

–Обороты электродвигателя выбираем по номинальным оборотам насоса с учетом принятого запаса для повышения его ресурса

n_H  (70-60%) n_HАС=0,7∙750≈525 об/мин;

–Мощность, необходимая для вращения насоса при номинальном давлении P_N.KAT. и

_max = 0,9-0,95, определяют по формуле:

;

– Выбираем двигатель

Двигатель асинхронный Таблица 2

Тип двигателя	Рн, кВт	nH, об/мин	UН, В	 %	In Iн	Mn Mн	Mmax Мн	cos Н	Iн, А
4A315 S10 OM2	55	590	380	0,92	6	1	1,8	0,79	116

–Расчет механических характеристик  = f(M) двигателя по каталожным данным.

Номинальный момент электродвигателя:

Нм;

Номинальное скольжение

,

где ;

f =50Гц– частота питающей сети;

Р – число пар полюсов (P=5).

Частота вращения электродвигателя

Ω_Н=Ω_О(1-S_H)=62,832∙(1-0,017)=61,785 рад/с,

где

–Критическое скольжение

,

где

–Критическая частота вращения

Ω_КР=Ω_О∙(1-S_КР)=62,832∙(1-0,056)=59,307 рад/с

–Моменты

М_max=M_H∙K_m=890,189∙1,8=1602,34 Hм;

М_пус=М_Н∙К_п=890,189∙1=890,189 Hм

Механическая характеристика электродвигателя представлена на рис.2

2.6. Проверка электродвигателя на продолжительность перекладки руля.

–Определение рабочего давления насоса Pp = f()

Pp = Pc + Pтр,

где Ртр – потери в трубопроводах, Н/м²;

Pтр = (0,1 – 0,2)Рн_КАТ=0,15∙980∙10⁴=147∙10⁴Н/м²

Рс – величина основного давления, Н/м²;

Для α_max=35⁰:

= Н/м²

Рр=Рс+Ртр=9903683+1470000=11373683Н/м²

Остальные расчеты занесены в табл.3

–Определение момента сопротивления на валу М_С=f():

, Нм;

где Q_уст=Q_{Т КАТ}, м³/с;

_Н=61,785 рад/с – номинальная частота вращения электродвигателя;

Р_Р – рабочее давление, Н/м²;

_МЕХ =0,9– механический КПД насоса

–Определение действительной производительности насоса

м³/с;

где _V =0,8 – объемный КПД насоса.

_НАС =78,54– номинальная частота вращения насоса, р/с.

Полученные данные занесены в табл.3

По данным табл.3 строим зависимость Q_Д = f().

Таблица 3

α	35	30	20	10	5	0
Рр,кН/м2	1,137E+07	9,623E+06	6,024E+06	3,092E+06	2,095E+06	1,470E+06
Мс,кНм	1 366,33	1 155,96	723,65	371,47	251,63	176,59
Ω, р/с	60,2	61	62,08	62,49	62,57	62,65
Qд, м3/с	0,0046081	0,0046694	0,004752	0,0047834	0,0047896	0,0047957

α	5	10	15	20	25	30
Рр,кН/м2	2,095E+06	3,092E+06	4,425E+06	6,024E+06	7,795E+06	9,623E+06
Мс,кНм	251,63	371,47	531,53	723,65	936,45	1 155,96
Ω, р/с	62,57	62,49	62,32	62,08	61,7	61
Qд, м3/с	0,0047896	0,0047834	0,0047704	0,004752	0,00472296	0,0046694

–График зависимости Q_Д = f() разбиваем на зоны и определяем время работы электродвигателя в каждой зоне.

Ход плунжеров, м. H_i=R₀ (tg ₀ - tg _i );

где ₀, _i – углы, ограничивающие зону и отсчитываемые от диаметральной плоскости судна.

Объем рабочей жидкости, перекачиваемой в пределах зоны, м³. ;

Время перекладки руля в зоне, с, ;

где - среднее значение действительной производительности в зоне, м³/с.

Полученные данные занесены в табл.4

ДП

H1

H2

H3

H4

H5

H6

0

-35

-20

-10

10

20

30

Ro

Таблица 4

Зона	Граничные углы	Hi,m3	Vi,m3/c	Qd.cp.i	ti,c
I	-35 и -20	0,1866	0,031475	0,004680	6,725
II	-20 и -10	0,1041	0,017565	0,004768	3,684
III	-10 и 0	0,0979	0,016506	0,004790	3,446
IV	0 и 10	0,0979	0,016506	0,004790	3,446
V	10 и 20	0,1041	0,017565	0,004768	3,684
VI	20 и 30	0,1184	0,019975	0,004711	4,240
				tp=	25,227

–Условие проверки двигателя на продолжительность перекладки руля

, с => 25,227 сек ≤26 сек.

ж) Проверка электродвигателя на нагрев для режима маневрирования судна.

–Определяем число перекладок руля в час

;

где - время работы электродвигателя, с.

–Расчет кривой  = f(Р):

; где , - степень загрузки электродвигателя;

; ;

=0,92 - КПД двигателя при номинальной мощности Р_Н на валу.

Таблица 5

Pi,кВт	0,1	10	20	30	40	50	55
В	275,001	2,841	1,557	1,189	1,051	1,005	1,000
ηi	0,04014	0,802	0,881	0,906	0,916	0,920	0,920

–Расчет мощности электродвигателя при перекладке руля с борта на борт, т.е.

, кВт;

кВт

Таблица 6

α	-35	-30	-20	-10	-5	0
P,кВт	82,253	70,513	44,924	23,213	15,744	11,063
ΔP,кВт	7,740	6,322	3,987	2,817	2,587	2,488
ηi	0,9140	0,9177	0,9185	0,8918	0,8589	0,8164

5	10	15	20	25	30
15,744	23,213	33,125	44,924	57,779	70,513
2,587	2,817	3,259	3,987	5,030	6,322
0,8589	0,8918	0,9104	0,9185	0,9199	0,9177

–Используя зависимости , рассчитываем потери мощности электродвигателя

, кВт;

–По данным табл.7 строим зависимость P = f(t) для шести ранее полученных зон:

кВт

Таблица 7

ΔP, кВт	6,016	3,402	2,631	2,631	3,354	5,113
t, с	6,725	3,684	3,446	3,446	3,684	4,240

–Определяем исполнительные потери энергии при одной перекладке руля.

=6,016*6,725+3,402*3,684+2,631*3,446+2,631*3,466+3,354*3,684+5,113*4,24=

=105,165 кДж;

–Определяем номинальные потери мощности электродвигателя

кВт;

–Определяем потери мощности электродвигателя в режиме холостого хода

кВт;

где Р_Х = (0,15 - 0,35) Р_Н=0,15∙55=8,25 кВт;

_ХХ=77,1% – КПД электродвигателя при мощности на валу, равной Р_Х.

–Определение времени работы электродвигателя на холостом ходу t_x.

При ΔР_ХХ=2,445 кВт t_Х=3,4 сек.

– Проверка правильности выбора электродвигателя.

;

3600∙4,783 ≥ 142,707∙105,165∙10³+(3600-142,707∙(25,227-3,4))∙2,445

17217≥16194, условие выполнилось.