Мс = [22 + (72 - 22) (---)] * -----------
305 0,33 * 0,86
Таблица 14
1/c=0 =100 =200 =305 =314
МС, Н м 6,16 7,66 12,18 20,16 20,99
100
Мс = 0,28 [22 + (72 - 22)(-----)] = 7,66 H м
305
200
Мс = 0,28 [22 + (72 - 22)(-----)] = 12,18 H м 3 305
305
Мс = 0,28 [22 + (72 - 22)(-----)] = 20,16 H м
305
314
Мс = 0,28 [22 + (72 - 22)(-----)] = 20,99 H м
305
Опpеделяем динамический момент.
d
Мдин = Мдв - Мс = I ----
d t
d
dt = Ic ----
Mдин
Iсис = 37 кг м кв.
По динамическому моменту находим время разноса электропривода
Оно равно tpас = 7с. Сpавниваем tpас и tдоп
tpас < tдоп.
расчет потерь энергии.
Потери энергии при пуске асинхронного электродвигателя опpеделяытся электрическими потерями энергии в его обмотках, которые пpямопpопоpциональны квадрату силы тока.
1
Wнг = 0,5 (---- - 1) Рн пускi * t пус, Дж
н 1
Wнг = 0,5 (---- - 1) 22000 * 7,5 * 7 = 59023,1 Дж
0,88
Проверка электродвигателя по условиям запуска. Вращающий момент асинхронного двигателя пропорционален квадрату приложенного напряжения, поэтому для всех скоростей вращения справедливо соотношение:
Мv = Мн * V , где
Мн - вращающий момент асинхронного электродвигателя при
номинальном напряжении , H м
Мv - вращающий момент асинхронного электродвигателя пpи
той же скорости вращения, но при пониженном напряжении , H м
U
U = ----- - относительная величина напряжения в долях
Uн
от номинального.
Для обеспечения условий запуска должно выполняться равенство.
Uд
( ----- ) Мн > Мтp + 0,25 Мн
Uн
Рн Рн*30 22000*30
Мн = ---- = --------- = ----------- = 70 Hм
н 3,14 * nн 3,14 * 3000
Мтp = 22 Hм Мн = 72 Hм
305
( ------ ) * 70 > 22 + 0,25 * 72
380
45 Hм > 40 Hм
Следовательно, при снижении напряжения на 20% условия запуска асинхронного электродвигателя соблюдаются.
3.3. Выбор и расчет электродвигателя привода насоса молока.
Электродвигатель эксплуатируется в сухом помещении с температурой окружающего воздуха 20 С. И служит приводом ротационного (шестеренчатого) насоса молока типа " HРМ - 2 "(см. табл.15). Таблица 15
Техническая характеристика насосов
Показатель НРМ-2 НРМ-5
Производитель л/ч. 250-270 5000
Напор м вод.ст. 20 -
Частота вращения вала, об/мин. 930 930
Тип электродвигателя - -
Мощность электродвигателя, кВт. 1,5
Выбираем электродвигатель переменного тока серии 4А, работающий при напряжении 380 / 220. В и частоте сети 50 Гц.
Принимаем частоту вращения электродвигателя 1000 об/мин, по частоте вращения насоса.
По системе защиты и климатическому исполнению выбираем электродвигатель основного, закрытого обдуваемого исполнения.
Определение мощности электродвигателя насоса.
L H Y
Р = --------------- , где
102 * 3600 * м
L - производительность насоса, м /ч
H - высота подъема жидкости ( потребный напор ), м вод.ст.
Y - удельный вес жидкости, кг/м
м - механический КПД насоса
м = 0,1 - 0,4
2,7 * 10 * 1500
Р = ----------------- = 1,1 кВт
102 * 3600 * 0,1
По каталогу выбираем электродвигатель серии 4А90L6У3 .
Р. = 1,5 кВт
n = 1000 об/мин
пуск.мом = 2
min мом = 1,6
кp мом = 2,2
Sн = 6,4
Sкp = Sн * (кp.м + кp.м - 1) = 0,064 * (2,2 = 2,2 - 1)= 0,21 = 21 %
Определение момента инерции для электродвигателя и рабочей машины.
По каталожным данным махового момента определяем
Iд = 0,0073 кг м кв.
Ip.м = Iд * к1
к1 = 5
Ip.м = 0,0073 * 5 = 0,4 кг м кв.
Момент инерции системы находим так.
Ip.м
Iсис = Iд + Iп.з + ------I
0,04
Iп.з = ( 0,1 - 0,3 ) Iд = 0,1 * 0,0073 = 0,00073
Iсис = 0,0073 + 0,00073 + ---- = 0,048 кгмкв
Построение механической характеристики электродвигателя.
н = (1 - Sн)
П * n 3,14 * 1000
= ------- = ------------ = 104 1/с
30 30
н = 104 * (1 - 0,064) = 97,3 1/с
Рн 1500
Мн = ---- = ------ = 15,4 H м
н 97,3
Мкp = кp * Мн = 2,2 * 15,4 = 33,88 H м
кp = * (1 - Sкp) = 104 * (1 - 0,21) = 82,16 1/с
min * Мн = Мmin = 1,6 * 15,4 = 17 H м
min = ( 1 - S min ) = 104 * ( 1 - 0,8 ) = 20,8 1/с
Мпус = пус * Мн = 2 * 15,4 = 30,8 H м
ПОСТРОЕHИЕ МЕХАHИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАБОЧЕЙ МАШИHЫ.
1
Мс = [ Мтp + ( Мс.н - Мтp) (---)¤] * --------
н i * пеp
1
--------- = 1
i * пеp
Мтp = тp * Мн = 0,3 * 15,4 = 4,62 H м
Мс.н = Мmin = 17 H м
Мс = 4,62 + ( 17 - 4,62)( ----)¤
97,3
Данные расчета момента сопротивления рабочей машины сведена в таблицу.
ТАБЛИЦА 16
| 1/С | 0 | 25 | 50 | 97,3 | 104 |
| Мс, Нм | 4,62 | 5,47 | 7,9 | 17 | 18,8 |
25
Мс = 4,62 + (17 - 4,62)(----)¤ = 5,47 H м
97,3
50
Мс = 4,62 + (17 - 4,62)(----)¤ = 7,9 H м
97,3
97,3
Мс = 4,62 + (17 - 4,62)(----)¤ = 17 H м
97,3
104
Мс = 4,62 + (17 - 4,62)(----)¤ = 18,8 H м
97,3
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКОГО МОМЕНТА.
d
Мдин = Мдв - Мс = I----
dt
Iсис = 37 кг.м кв.
По динамическому моменту электродвигателя определяем время его пуска.
tpас = 3с
tpас < tдоп
РАСЧЕТ ПОТЕРЬ ЭНЕРГИИ В ОБМОТКАХ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ.
1
W н.г = 0,5 (---- - 1) Рн * ¤пусi * t пус. Дж
н
где, н - КПД электродвигателя.
пусi - кратность пускового тока электродвигателя.
1
Wн.г = 0,5 (---- - 1) 1500 * 1,6¤ * 3 = 1919,7 Дж.
0,75
проверяем электродвигатель по условиям пуска.
Для обеспечения условий пуска электродвигателя должно удовлетворяться следующее неравенство:
Uд
( ----)¤ Мн > Мтp + 0,25 Мн
Uн
Рн Рн *30 1500 * 30
Мн = ---- = --------- = ----------- = 13,24 H м
н 3,14 * nн 3,14 * 1000
Мтp = 4,62 H м
Мн = 15,4
305
(----- )¤ * 13,24 > 4,62 + 0,25 * 15,4
380
8,53 H м > 8,47 H м
Следовательно, при снижении напряжения на зажимах электродвигателя примерно на 20% электродвигатель запускается.
3.4. Выбор и расчет электропривода вентилятора.
Установленный вентилятор имеет производительность на 10000 м /ч больше эксплуатируемого ранее.
Тип установленного вентилятора ВДH - 12,5.
Производительность 28000 м /ч.
При частоте вращения рабочего колеса 1000 об/мин.
Электродвигатель, как и остальное электрооборудование установки, работает в сухом закрытом помещении.
По степени защиты и климатическому исполнению принимаем электродвигатель основного, закрытого исполнения.
По электрическим модификациям выбираем двигатель серии 4А.
Рабочее напряжение 380. В и при переменном токе сети с частотой колебания 50 Гц.
Принимаем частоту вращения электродвигателя равную 1000 об/мин.
Определяем мощность электродвигателя
Определяем мощность электродвигателя по потребной мощности на валу рабочей машины с учетом КПД передачи.
Рмп
Рдв = ---- , кВт, где
п
п - КПД механической передачи
п = 1
Потpебная мощность Рмп на валу рабочей машины составляет:
Рмп = 32 кВт
Покаталогу находим электродвигатель с большей ближайшей по величине мощности.
Выбиpаем электродвигатель серии
Р = 37 кВт
n = 1000 об/мин
П * n 3,14 * 1000
= ----- = ----------- = 104,7 1/с
30 30
пус.мом = 1,2
min мом = 1
max мом = 2,1
Sн = 1,4 % = 0,014
Smin = 0,8
Sкp = Sн (кp.м + пp.м - 1) = 0,014 ( 2,1 + 2,1-1) = 4,4%
Находим момент инерции двигателя и рабочей машины.
По каталожным значениям махового момента определяем:
Ip.м = Iд * к1 , где
к1 - приближенный коэффициент
к1 = 10
Ip.м = 1,2 * 10 = 12 кг м ¤.
МОМЕНТ ИНЕРЦИИ СИСТЕМЫ.
Ip.м
Iсис = Iдв + Iп.з + ----
i¤
Iп.з = (0,1 - 0.3) = 0,3 * 1,2 = 0,36
Ip.м
------ = 12
i¤
Iсис = 1,2 +0,36 + 12 = 13,56 кгм.
Механическая характеристика электродвигателя
н = (1 - Sн) = 104,7 (1 - 0,014) = 103,23 1/с
Рн 37000
Мн = --- = ------ = 358,42 H м
н 103,23
Мкp = кp * Мн = 2,1 * 358,42 = 752,7 H м
кp = (1 - Sкp) = 104,7 (1 - 0,044) = 100,1 1/с
min * Мн = Мmin = 358,42 * 1 = 358,42 H м
min = (1 - Smin) = 104,7 ( 1 - 0,8 ) = 20,94 1/с
Мпус = пус * Мн = 1,2 * 358,42 = 430,1 H м.
Механическая характеристика рабочей машины
Приведенный момент вращения рабочей машины определяется так:
Мс = ------- [ Мтp + ( Мс.н - Мтp)(---)]
i* пеp н
Мтp = 0,3 * 358,42 = 107,53 H м
Мсн = М min = 358,42 H м
Мс = 1 (107,53 + (358,42 - 107,53)(-------))
103,23
Данные расчетов сведены в таблицу.
ТАБЛИЦА 17.
1/С =0 =25 =50 Н
Мс, Нм 107,53 121,83 164,75 368,4 365,8
25
Мс = 107,53 + (358,42 - 107,53)(-----) = 121,83 H м
103,2
50
Мс = 107,53 + (358,42 - 107,53)(-----) = 164,75 H м
103,2
103,2
Мс = 107,53 + (358,42 - 107,53)(-----) = 358,42 H м
103,2
104,7
Мс = 107,53 + (538,42 - 107,53)(-----) = 365,8 H м
103,2
Динамический момент
d
Мдин = Мдв - Мс = I----
dt
Iсис = 13,56 кг м
По динамическому моменту находим время пуска электропривода
tpас =11с
tpас > tдоп
Потери энергии в обмотках электродвигателя
1
Wнг = 0,5 (--- - 1) Рн пусi * tпус; Дж
н
1
Wнг = 0,5 (---- - 1) * 37000 * 6,5¤ * 11 = 85033,9 Дж
0,91
Проверка электродвигателя по условиям пуска.
Для выполнения условий пуска электродвигателя должно удовлетворяться неравенство.
Uд
( ---- )¤ Мн > Мтp + 0,25 Мн
Uн
Рн Рн * 30 37000 * 30
Мн = ---- = ----------- = ------------- = 353,5 H м
н 3,14 * nн 3,14 * 1000
Мтp = 107,53 H м
Мн = 358,42 H м
305
( --- )¤ * 353,5 > 107,53 + 0,25 * 358,42
380
227,7 H м > 197,1 H м
Следовательно, при понижении напряжения на 20 % условия пуска асинхронного двигателя соблюдаются. Двигатель запустится.
4. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕHИЯ СУШИЛЬHОЙ УСТАHОВКИ.
4.1. Характеристика системы электроснабжения
В результате реконструкции установленная мощность сушильной установки возросла на 41 кВт и составила 73,3 кВт. Увеличение электрической нагрузки потребовало пересмотра системы электроснабжения.
Рассматривается электрическая сеть в сухом закрытом помещении с температурой окружающего воздуха 20 С. Электросеть выполнена на напряжение 380/220 В. Схема сети показана на рисунке.
Схемой предусматривается питание асинхронных коротòзамкнутых электродвигателей и ламповой нагрузки.
Схема электроснабжения установки имеет вид: От распределительного щита РЩ 1 к РЩ 2 проложен четырехжильный кабель с алюминиевыми жилами.
Электродвигатели капитаны от РЩ 2 . Питание осуществляется по кабелям, с алюминиевыми жилами проложенным в трубах.
Коэффициент одновременности работы линии на участке
РЩ 1 - РЩ 2 , Ко = 0,9
4.2. Определение номинальных, рабочих и пусковых токов электродвигателей
Номинальный ток электродвигателя
Рн
Iн = ----------- ,
3 Uн cos
Рабочий ток Ip = Iн Кз, где
Кз - коэффициент загрузки
Пусковой (максимальный) ток
Iп = Iн k Iп, где
k Iп - кратность пускового тока
Опpеделяем токи для электродвигателя М1.
37000
Iн = ------------------------ = 67,97 = 68 А.
1,73 * 380 * 0,91 * 0,91
Ip = 68 * 0,8 = 54,4 А. Iп = 67 * 7 = 476 А.
Для электродвигателей М2 , М3 .
электродвигатели М2 , М3 однотипны и получают питание от одного кабеля.