4 Проверка устойчивости при пуске и работе электропривода

Задание

Для электропривода рассматриваемого в задании 1, 2, 3 произвести проверку устойчивости работы, при пуске двигателя принимая снижения напряжения на зажимах двигателя равной ΔU_ф и произвести проверку устойчивой работы электропривода при пуске другого двигателя, если напряжение на работающем двигателе снизилось также на ΔU_ф.

Решение

1) Определяем допустимое отклонение напряжения на зажимах электродвигателя:

, (4.1)

где М_тр^* – относительный момент трогания рабочей машины;

М_тр^* = М_тр/М_п =0,59/36,5= 0,016.

М_изб^* – избыточный относительный момент необходимый для

надежного пуска; М_изб^* = 0,25.

Тогда %.

Вывод: Так как ΔU_доп = 63 % > ΔU_фак. = 10 %, то устойчивый и надежный пуск данного двигателя обеспечен.

2) Проверка устойчивости работы электродвигателя при пуске другого двигателя.

Кратность максимального момента рабочей машины М_{с max}^* = к_н = 1,2.

В этом случае

, (4.2)

Тогда %.

Вывод: Так как допустимое падение напряжения ΔU_доп^* = 26%> ΔU_фак. = 10 %, то двигатель будет работать устойчиво, даже в случае пуска других электродвигателей.

5 Выбор двигателя, аппаратов управления и защиты электропривода

Таблица 9 Исходные данные:

Нагрузка на валу по периодам работы, кВт				Продолжительность работы по периодам, мин
1	2	3	4	1	2	3	4
27	8	20	6	15	10	20	5

Эквивалентная мощность

. (5.1)

Тогда

Предварительно принимаем двигатель 4А180S4У3 с синхронной скоростью 1500 об/мин ( кВт; мин^-1; ; ; ) /1,стр. 101/.

1) Проверяем двигатель на перегрузочную способность, при снижении напряжения на 10%.

1.1) Определяем максимальный момент нагрузки:

; (5.2)

где P_max–максимальная нагрузка по периодам;

i– коэффициент передачи, i=1;

η_п– КПД передачи, η_п=0,9.

Н× м.

1.2) Определяем номинальный момент двигателя:

; (5.3)

где P_н– номинальная мощность двигателя , кВт;

n_н– номинальная частота вращения ротора, об/мин.

Н× м.

Находим пусковой и критический моменты двигателя:

Н× м;

Н× м;

Критический момент при снижении напряжения на 10%:

Н× м.

Так как M_MAX=195,0Н× м >M_КР^’=266,2Н× м, то следовательно двигатель “ проходит” по перегрузочной способности, при понижении напряжения на 10%.

3) Проверяем двигатель на нагрев методом средних потерь, для этого находим КПД двигателя на разных интервалах нагрузки:

3.1) ; (5.4)

где η_Н– номинальный КПД двигателя, равный 90%;

а– коэффициент потерь для АД, а=0,55;

x_i– кратность мощности.

3.2) Кратность мощности определяем по формуле:

, (5.5)

где Р_i– мощность на данном участке, кВт;

Р_н– номинальная мощность электродвигателя, кВт.

Найдем кратность мощности. для каждого участка:

;

;

;

Подставив, числовые значения получаем:

η₂ = 0,88;

η₃ = 0,9;

η₄ = 0,86.

3.3) Для каждой нагрузки находим потери в двигателе:

;

кВт;

кВт;

кВт;

кВт.

3.4) Находим номинальные потери в двигателе:

(5.6)

кВт.

3.5) Определяем средние потери мощности в двигателе:

(5.7)

кВт.

Так как средние потери в двигателе не превышают номинальные потери, то выбранный двигатель по условию нагрева методом средних потерь “проходит”.

4) Проверка выбранного двигателя на нагрев методом эквивалентных моментов.

4.1)Моменты на каждом участке работ определяем по формуле:

. (5.8)

Н ∙ м;

Н ∙ м;

Н ∙ м;

Н ∙ м.

4.2)Найдем эквивалентный момент по формуле:

Вывод: Так как эквивалентный момент М_экв = 128,95Н∙м меньше номинального момента М_н = 142,9Н ∙м, то выбранный двигатель подходит по условиям нагрева по методу эквивалентных моментов.

5) Выбор автоматического выключателя.

Номинальный ток двигателя I_н=41,3А.

5.1) Определяем максимальный ток по формуле:

I_{р max} = x_i ∙ I_н, (5.8)

где х_i – максимальная кратность мощности.

Тогда I_{р max} = x_i ∙ I_н = 1,23∙41,3 = 51,62 А.

По справочнику /1, стр. 141 / выбираем автоматический выключатель на напряжение 380 В серии А3136 с I_{Н авт}=50А.

5.2) Проверяем автоматический выключатель на несрабатывание, при пуске двигателя:

А.

Должно, выполнятся условие:

;

.

Условие выполняется, значит автоматический выключатель выбран верно.

6) Выбор магнитного пускателя.

Из справочника /1, стр. 144/ по максимальному рабочему току, выбираем магнитный пускатель типа ПАЕ-414 с номинальным током 63 А.

К пускателю подбираем тепловой расцепитель РТТ-2, с номинальным током 63 А и настраиваем тепловой расцепитель на 20% превышение:

А.

7)Определяем расход электрической энергии на выполнение заданной нагрузки по формуле: