- •В. Д. Авилов, в. П. Беляев
- •Основы электропривода
- •Технологических установок
- •Омск 2008
- •1. Двигатели постоянного тока в системах электропривода
- •1.1. Выбор варианта задания
- •1.2. Расчет основных параметров
- •1.3. Приведение моментов к валу двигателя
- •1.4. Расчет резисторов пускового реостата
- •1.5. Расчет переходных процессов при пуске дпт
- •1.6. Расчет резисторов реостата возбуждения
- •1.7. Расчет режима динамического торможения
- •2. Асинхронные двигатели в системах электропривода
- •2.1. Выбор варианта задания
- •2.2. Расчет мощности и выбор ад
- •2.3. Проверка выбранного двигателя по нагреву
- •2.4. Проверка двигателя на перегрузку при снижении напряжения
- •2.5. Расчет теплового состояния ад
- •2.6. Расчет механических характеристик
- •2.7. Расчет резисторов пускового реостата
- •2.8. Расчет электрических потерь при пуске двигателя
- •Основные технические данные двигателей постоянного тока единой серии 2п и параметры нагрузки
- •Технические данные асинхронных двигателей с фазным ротором единой серии 4а
- •644046, Г. Омск, пр. Маркса, 35
2.1. Выбор варианта задания
В табл. 2 и 3 заданы нагрузка на каждой ступени и длительность ступеней. При расчете принять, что в период паузы двигатель работает в режиме холостого хода без отключения от сети. В табл. 2 указаны также синхронная частота вращенияАД и требуемое снижение частоты вращения роторав процентах от номинальной.
Т а б л и ц а 2
Параметры нагрузки
Последняя цифра варианта |
Мощность на ступенях нагрузки, кВт |
Синхронная частота вращения, об/мин |
∆n, % | |||
Р1 |
Р2 |
Р3 |
Р4 | |||
0 |
15 |
10 |
35 |
22 |
750 |
4,6 |
1 |
3 |
5 |
9 |
4 |
750 |
5,8 |
2 |
17 |
13 |
9 |
18 |
750 |
5,5 |
3 |
8 |
15 |
5 |
18 |
1000 |
4,2 |
4 |
13 |
6 |
10 |
5 |
1000 |
4,8 |
5 |
18 |
22 |
9 |
12 |
1000 |
4,0 |
6 |
22 |
30 |
40 |
25 |
1000 |
4,5 |
7 |
45 |
27 |
40 |
50 |
1500 |
6,0 |
8 |
25 |
12 |
15 |
10 |
1500 |
5,0 |
9 |
25 |
35 |
45 |
12 |
1500 |
5,7 |
Напряжение питающей (цеховой) сети принять в зависимости от мощности двигателя:
от 22 до 75 кВт – 380 В;
от 45 до 110 кВт – 660 В;
от 45 до 75 кВт – 380 либо 660 В (выбрать по желанию).
Снижение напряжения ΔU в питающей сети для проверки выбранного АД на перегрузочную способность принять равным 10 % от номинального для всех вариантов.
Число ступеней пускового реостата z для всех вариантов равно двум.
Т а б л и ц а 3
Длительность ступеней нагрузки, мин
Длительность ступеней нагрузки, мин |
Предпоследняя цифра варианта (шифра) | |||||||||
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 | |
t1 |
10 |
13 |
12 |
13 |
9 |
6 |
16 |
10 |
11 |
7 |
t2 |
5 |
7 |
9 |
8 |
15 |
8 |
6 |
12 |
7 |
14 |
t3 |
15 |
9 |
14 |
9 |
8 |
18 |
13 |
15 |
18 |
10 |
t4 |
8 |
13 |
8 |
11 |
12 |
10 |
9 |
6 |
9 |
13 |
t5 |
7 |
8 |
7 |
4 |
6 |
8 |
6 |
7 |
5 |
6 |
2.2. Расчет мощности и выбор ад
Многоступенчатый график нагрузки, характеризующий длительный переменный режим работы электропривода (рис. 7), можно привести к равно-мерному, воспользовавшись понятием эквивалентной (среднеквадратичной) мощности, кВТ:
(58)
где n – число ступеней нагрузки;
–мощность и продолжительность нагрузки каждой i-й ступени графика, включая паузу.
По найденной эквивалентной мощности выбирается необходимый двигатель из условия:
. (59)
Для выполнения данной работы можно воспользоваться любыми каталогами на АД с фазным ротором или взять необходимые данные из прил. 2.
Рис. 7. Нагрузочная диаграмма
В настоящее время наиболее массовой серией асинхронных двигателей является серия 4А, основное исполнение которой имеет следующую систему условного обозначения:
где знаменатель дроби – порядковый номер части условного обозначения, а вместо Х в числителях должно стоять условное обозначение:
1 – серия 4А;
2 – исполнение АД по способу защиты: буква Н – исполнение IP23 (см. ниже), нет буквы – исполнение IP44;
3 – исполнение АД по материалу станины: буква А – станина и щиты алюминиевые, Х – станина алюминиевая, щиты чугунные (или наоборот), нет буквы – станина и щиты стальные или чугунные;
4 – высота оси вращения, мм (две или три цифры);
5 – установочный размер по длине станины: буква S, M или L (меньший, средний или больший);
6 – длина сердечника: А – меньшая, В – большая, нет буквы – выпус-кается только одна длина;
7 – число полюсов АД (одна или две цифры);
8 – климатическое исполнение (ГОСТ 15150-69).
Различные модификации и специализированные исполнения обозначают-ся дополнительными буквами, место которых в маркировке может изменяться:
4АР… – с повышенным пусковым моментом;
4АС… – с повышенным скольжением;
4АК (4АНК)… – с фазным ротором;
4АВ… – встраиваемые;
4А…Х – химостойкое исполнение;
4А…С(СХ) – сельскохозяйственное назначение;
4А…УП – пылезащищенное исполнение;
4А…РН – рудничное исполнение;
4А…П2 – высокочастотные двигатели;
4А…НЛБ – лифтовые двигатели;
4А…Б2П…ПБ – для станков с числовым программным управлением;
4АХД… – для деревообрабатывающих станков и др.
Кроме серии 4А имеются двигатели серий 4АМ (модернизированная) и АИ (унифицированная серия, разработанная совместно со странами Интерэлектро), а также серий А2 и АО2, которые сняты с производства, но еще встречаются в эксплуатации.
Исполнение по способу защиты обозначается латинскими буквами IP с последующими двумя цифрами. По ГОСТ 14254-80 первая цифра характе-ризует степень защиты обслуживающего персонала от соприкосновения с вращающимися или токоведущими частями, вторая – степень защиты от проникновения внутрь машины воды. Наиболее распространены машины со степенью защиты IP23 и IP44, в данных маркировках первая цифра означает:
2 – защита от проникновения внутрь оболочки предметов длиной до 80 мм и твердых тел размером свыше 12 мм;
4 – защита от проникновения внутрь оболочки проволоки и твердых тел размером более 1 мм;
вторая цифра показывает степень защиты от воды:
3 – защита от дождя (при падении дождя на оболочку под углом 60° капли не попадают внутрь машины);
4 – защита от брызг (брызги воды в любом направлении не попадают внутрь машины).
Климатическое исполнение УЗ означает возможность эксплуатации электрической машины в зоне умеренного климата, в закрытых помещениях (ГОСТ 15150-69).