4. Расчёт мощности и выбор электродвигателя главного движения.

Мощность электродвигателя выбирается исходя из потребляемой мощности насоса с учетом возможного изменения подачи в пределах рабочего диапазона.

Пуск насоса на открытую задвижку, незаполненный трубопровод приводит к увеличению подачи и, соответственно, потребляемой мощности.

Неверный расчет параметров сети, меньший напор, чем предполагалось, приводит к работе при повышенной подаче и мощности.

Мощность электродвигателей выбирается исходя из потребляемой мощности насоса на правой границе рабочего диапазона.

Запасы по мощности электродвигателей в соответствии со стандартом ИСО 5199 86:

до 7,5 кВт примерно 20%;

т 7,5 до 40 кВт примерно 15%;

свыше 40 кВт примерно 10%.

Формула для определения мощности (кВт) двигателя насоса

(3)

где k — коэффициент запаса (1.1—1.4);

γ — удельный вес перекачиваемой жидкости, Н/м³, для холодной воды равен 9810;

Q — производительность насоса, м³/с;

Н — напор насоса, м;

— кпд передачи (при непосредственном соединении насоса с двигателем ηp = 1);

— кпд насоса принимают равным: для поршневых насосов — 0.7—0.98; для центробежных насосов с давлением свыше 39 000 Па — 0.6—0.75; с давлением ниже 39 000 Па — 0.3— 0.6

При выборе двигателя к центробежному насосу необходимо обращать внимание на частоту вращения двигателя, так как у центробежного насоса мощность, напор, производительность и частота вращения связаны следующими соотношениями:

, (4)

где M — момент двигателя.

Рассчитаем двигатель для насоса ЭЦВ 8-40-60:

(5)

где 3600 — коэффициент перевода производительности из м³/ч в м³/с.

По справочным данным [2] выбираем ближайший стандартный электродвигатель ПЭДВ11-180В с номинальной мощностью Р = 11кВт, номинальным напряжением 380В, КПД – 81%, ток статора I = 24A, ; cosφ = 0,84.

Двигатели серии ПЭДВ – асинхронные, погружные, трехфазные, водонаполненные применяются в качестве привода центробежных насосов, а также в центробежных скважинных электронасосных агрегатах и предназначены для подъема воды.

Рисунок 2. Зависимость тока в фазах погружного двигателя ПЭДВ от мощности на валу.

5. Расчёт мощности и выбор электродвигателей подач и вспомогательных движений.

В данном электрооборудовании отсутствуют подачи и вспомогательные движения, поэтому данный раздел будет пропущен.

6. Расчёт и построение механической характеристики с помощью пэвм.

Под механической характеристикой принято понимать зависимость частоты вращения ротора в функции от электромагнитного момента n=f(M). Эту характеристику можно получить, используя зависимость M=f(S) и пересчитав частоту вращения ротора при разных значениях скольжения.

S = ( (6)

n =(1−S). (7)

Рассмотрим зависимость электромагнитного момента от скольжения.

Выражение для электромагнитного момента справедливо для любого режима работы и может быть использовано для построения зависимости момента от скольжения при изменении последнего от +∞ до −∞. Рассмотрим часть этой характеристики, соответствующая режиму двигателя, т.е. при скольжении, изменяющемся от 1 до 0. Обозначим момент, развиваемый двигателем при пуске в ход (S=1) как . Скольжение, при котором момент достигает наибольшего значения, называют критическим скольжением а наибольшее значение момента –критическим моментом . Отношение критического момента к номинальному называют перегрузочной способностью двигателя

(8)

Из анализа формулы на максимум можно получить соотношения для и .Критический момент не зависит от активного сопротивления ротора, но зависит от подведенного напряжения. При уменьшении U1 снижается перегрузочная способность асинхронного двигателя.

Разделив M на , можно получить формулу, известную под названием «формула Клосса», удобную для построения M=f(S).

(9)

Если в эту формулу подставить вместо M и S номинальные значения момента и скольжения ( и ), то можно получить соотношение для расчета критического скольжения.

(10)

Участок характеристики, на котором скольжение изменяется от 0 до , соответствует устойчивой работе двигателя. На этом участке располагается точка номинального режима (, ). В пределах изменения скольжения от 0 до изменение нагрузки на валу двигателя будет приводить к изменению частоты вращения ротора, изменению скольжения и вращающего момента. С увеличением момента нагрузки на валу частота вращения ротора станет меньше, что приведет к увеличению скольжения и электромагнитного (вращающего) момента. Если момент нагрузки превысит критический момент, то двигатель остановится.

Участок характеристики, на котором скольжение изменяется от до 1, соответствует неустойчивой работе двигателя. Этот участок характеристики двигатель проходит при пуске в ход и при торможении.

Для упрощения построения зависимости момента от скольжения при помощи ПЭВМ, внесём данные о двигателе в таблицу 3. Предварительно рассчитав номинальное скольжение по формуле (5)

отн. ед.

Таблица 3. Сводные данные

Перегрузочная способность	Номинальная мощность Р, кВт	Синхронная скорость , об/мин	Асинхронная скорость n, об/мин	Номинальное скольжение S, отн. ед.
2,2	11	3000	2850	0,05

По данным расчётов ПЭВМ построим зависимость момента от скольжения.