Выбор электродвигателей

Высокопроизводительная работа судового механизма в основном зависит от правильного выбора электродвигателя привода.

Выбор электродвигателя для судового электропривода зави­сит от ряда факторов. Основанием для выбора двигателя являются его номинальная мощность, механическая и скоростная характеристики, регулировочная способность, тормозные и ре­версивные свойства, способность к перегрузкам, конструктивное исполнение.

Выбор двигателя зависит также от параметров судовой сети: рода тока, напряжения, частоты.

Мощность электродвигателя должна соответствовать расчет­ной. Завышение установленной мощности двигателя приводит к его недостаточному использованию, снижению к. п. д., а у дви­гателей переменного тока - и коэффициента мощности. Заниженная номинальная мощность двигателя вызовет его перегрузку и перегрев обмоток, что приведёт к резкому сокращению срока службы или выходу из строя двигателя.

Электромеханические характеристики двигателя и его свой­ства должны удовлетворять технологическим требованиям режи­ма работы исполнительного механизма.

Двигатель выбирают для заданного режима на основании нагрузочной диаграммы

В нерегулируемых судовых приводах и в судовых электро­приводах, не требующих широкого и плавного регулирования скорости (вентиляторы, насосы, компрессоры, шпили и др.), на современных речных судах успешно применяются асинхронные двигатели трехфазного переменного тока с короткозамкнутым и (реже) с фазным ротором.

В большинстве случаев мощность электродвигателя предваритель­но определяют по статическому моменту и частоте вращения рабочего механизма. Затем по каталогу выбирают двигатель с параметрами,­ близким к расчетным. При этом учитывают соответствии конструктив­ного исполнения двигателя месту установки и характеру среды, в ко­торой ему предстоит работать.

Выбираем двигатели по заданным данным:

1)Топливный и масляный насосы. АО 2-31 4М 2шт.

Р=2.2кВт

n=1430 об/мин

η = 82.5%

Cosφ = 0,83

2)Водотушение и пенотушение. 4А160М6ОМ2 2шт.

Р=12кВт

n=975 об/мин

η = 87.5%

Cosφ = 0,87

3)Насосы питьевой и забортной воды. 4А80В4ОМ2 2шт.

Р=1.5кВт

n=1415 об/мин

η = 77%

Cosφ = 0,83

4)Система вентиляции. 4А89В4Ом2 5шт.

Р=1.5кВт

n=1415 об/мин

η = 77%

Cosφ = 0,83

5)Лебедка буксировочная. МАП 622-6 2шт.

Р=17кВт

n=435 об/мин

η = 66%

Cosφ = 0,62

6)Кампус. 4А180М8Ом2

Р=16 кВт

n=750 об/мин

η = 87%

Cosφ = 0,82

7)Освещение и сигнализации. 12кВт

8)Рулевая машина. П51М 2шт.

Р=2.4кВт

n=750 об/мин

η = 74%

Cosφ = 0,77

9)Брашпиль. МАП 521-4

Р=12кВт

n=650 об/мин

η = 82%

Cosφ = 0,77

10)Приборы управления судном. 10кВт

Выбор генератора

По Правилам Речного Регистра РСФСР при определении ко­личества и мощности источников основной судовой электростан­ции учитывают следующие режимы работы судна: ходовой, стояночный, снятие с якоря, специальный: (для судов технического флота и других судов специального назначе­ния) и, аварийный (при пожаре или получении судном про­боины). От режима работы судна зависит значение потребляемой мощности, так как количество и мощность потребителей в разных режимах будут различными.

При выборе мощности генераторов необходимо стремиться к наиболее полной их загрузке во всех, режимах (в пределах 70-80% номинальной мощности), особенно в длительном ходо­вом режиме работы судна. При определении количества генера­торов судовой электростанции необходимо добиваться минималь­ного, числа типоразмеров генераторов, что позволяет лучше орга­низовать их взаимозаменяемость, сократить количество запасных

частей.

Судовая электростанция должна иметь не менее двух генераторов: один - основной, другой - резервный. Мощность резерв­ного генератора должна быть достаточной для обеспечения ходо­вого и аварийного режимов работы судна при выходе из строя одного из основных генераторов. Целесообразно мощность резервного­ генератора принимать равной мощности основного.

Существуют два метода расчета мощности судовой электро­станции:

аналитический и табличный. Аналитический метод применяется для определения ориентировочных данных судовой электростанции в начальной стадии проектирования по основным показателям судна: мощности силовой установки и водоизмеще­нию.

Аналитический метод получил широкое распространение при определении нагрузок судовых электростанций для различных режимов работы судна. Он отличается наглядностью, простотой расчетов и может считаться универсальным, так как применим к судам любого типа и назначения.

При заполнения таблицы нагрузок судовой электростанции переменного тока.

В графу 1 заносятся все потребители электроэнергии, уста­новленные на судне.

В графе 5 указывается соответственно количество од­нотипных потребителей.

В графах 2, 3, 4 их единичная мощность, к. п. д. и коэффициент мощности из паспортных данных на электродвигатели.

В графу 6 заносим потребляемую мощность определённую по формуле

P ∙ n

Руст = ———

η

При заполнении граф 7-11, 12-16, 17-21, 22-26 соответствующих режиму ходовому, стоянки судна, маневрам и аварийному режимам, необ­ходимо определить потребители, которые работают в этих режи­мах, характер и длительность их загрузки.

В графах 7,12,17,22 заносятся коэффициент одновременности, в графах 8,13,18,23 коэффициент загрузки которые берем из справочника.

В графах 9,14,19,24 записывается коэффициент мощности потребителя в данных режимах.

Активная мощность потребителя высчитывается по формуле

Рд = Ко ∙ Кз ∙ Руст · n / η

и заносятся в графы 10,15,20,25.

Реактивная мощность потребителя высчитывается по формуле Qд=Рд · tgφ

и заносятся в графы 11,16,21,26.

После определения состава потребителей и потребляемых ими мощностей по каждому режиму подсчи­тывают суммарную потребную мощность по режимам.

Полученная суммарная мощность по режимам умножают на общий коэффициент одновременности, учитывающий несовпа­дение по времени максимумов расчетных нагрузок отдельных рабочих механизмов к полученному результату добавляют 5% общей мощности, потребной для покрытия потерь в сети.

При подведении итогов таблицы определяем полную мощность по каждому режиму и средневзвешенный коэффициент мощности по формулам:

Р

S = P² + Q² cosφср.взв = ——

S

Если cosφср.взв > 0,8 то генератор выбираем по активной мощности, а при

cosφср.взв < 0,8 по полной.

По данным, полученным в таблице нагрузок выбираем генераторы серии:

МСС 83-4 Р=50кВ U=230В Iст=156А к.п.д.= 88,5 на всех режимах

МСС 83-4 Р=50кВ U=230В Iст=156А к.п.д.= 88,5 на аварийном режиме и при маневрах

МСС 83-4 Р=50кВ U=230В Iст=156А к.п.д.= 88,5 запасной