Предисловие

Для ряда специальностей академии при изучении курса электротехники рабочими программами предусмотрены расчетно-графические работы и практические занятия. Учитывая, что на лесопромышленных, деревообрабатывающих и строительных предприятиях для приведения в движение исполнительных органов рабочих машин и механизмов широко используется электродвигательный привод, часть таких занятий посвящена рассмотрению вопросов, связанных с расчетом мощности на валу двигателя, выбором типа и мощности двигателя, построением и анализом механических характеристик двигателей и производственных механизмов.

Учебное пособие предназначено для аудиторной работы студентов на практических занятиях и самос­тоятельной работы при выполнении РГР на тему «расчет и выбор мощности двигателя, построение и анализ его меха­нической характеристики».

В пособии дано понятие о нагрузочных диаграммах, рассмотрены номинальные режимы работы электропривода, приведены общие рекомендации по выбору двигателя (выбор типа, напряжения, частоты вращения, конструктивного исполнения), методика расчёта мощности и выбора дви­гателя для различных режимов работы, расчёта и построения механической характеристики.

Учебное пособие содержит достаточное количество вариантов индивидуальных заданий по РГР. Учитывая факт ограниченного количества справочной литературы в библиотеке академии по данному разделу курса электротехники, в пособии приведены технические характеристики трехфазных асинхронных двигателей, необходимые при выполнении расчетно-графической работы и проведении практических занятий.

РАсчетно-графическая работа № 3

“ Расчёт и выбор мощности электродвигателя,

построение и анализ его меха­нической характеристики”

Цель работы: закрепление изученного теоретического материала, развитие навыков выбора электродвигателей для электропривода, построения и анализа механических характе­ристик по паспортным данным и использования ЭВМ в инженерных расчётах.

1 НАЗНАЧЕНИЕ И СОСТАВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПРИВОДА

Назначение электрического привода состоит в приведении в действие исполнительных органов рабочей машины или производственного механизма.

Электропривод состоит из электродвигателя, передаточного устройства от электродвигателя к производственному механизму и различных аппаратов для управления двигателем.

2 ВАЖНОСТЬ ПРАВИЛЬНОГО ВЫБОРА МОЩНОСТИ ДВИГАТЕЛЯ

Правильный выбор мощности электродвигателя для электропривода исполнительных органов производственных машин и механизмов имеет важнейшее практическое значение. От правильного выбора мощности электродвигателей зависят не только первоначальные зат­раты, но и эксплуатационные расхода.

Если загрузить двигатель мощностью, большей, чем указано на его щитке, он будет перегреваться. К вредным последствиям приведет и значительная недогрузка двигателя.

Потери мощности в двигателе характеризуются его коэффициентом полезного действия (КПД - η). На рисунке 1 приведена примерная зависимость КПД двигателя от коэффициента его загрузки Кз(К_з=I/I_ном, где I– потребляемый двигателем ток). В соответствии с этой кривой при нагрузке на валу двигателя 20% от номинальной КПД двигателяη= 0.6. Это означает, что 40% потребляемой от сети мощности бесполезно теряется в самом двигателе. При работе вхолостую, двигатель, не совершая работы, потребляет из сети мощность, тоже расходуемую на потери в самом двигателе.

Рисунок 1 Зависимость КПД двигателя

от коэффициента загрузки

Поэтому необходимо стремиться заменять недогруженные двигатели двигателями меньшей мощности и исключать длительную работу двигателей вхолостую.

Для асинхронных двигателей недогрузка вызывает не только уменьшение КПД, но и снижение коэффициента мощности двигателя (Cosφ). При этом ухудшаются условия работы питающей сети, увеличиваются потери электрической энергии в ней и снижается эффективность использования источника энергии.

Таким образом, правильный выбор двигателей по мощности обеспечивает не только высокую надежность работы электроприводов механизмов, но и наиболее экономичное потребление электрической энергии, что имеет для предприятий большое значение.