Методические рекомендации и выполнение контрольных заданий для учащихся заочной формы обучения специальность: «Машины и аппараты химических производств и предприятий строительных материалов» (стр. 4 из 8)

1. Электромагнитный момент в номинальном режиме.

2. Коэффициент потерь.

3. Электромагнитный момент при ослаблении потока.

4. Момент на валу двигателя при номинальной нагрузке и ослаблении магнитного потока.

5. Мощность на валу при ослаблении магнитного потока

Рн.

Регулирование углов скорости происходит при постоянной мощности и переменном моменте. Аналогичным образом можно показать, что регулирование уменьшением напряжения на якоре происходит при постоянном моменте и переменной мощности.

Пример 2

Рассчитать мощность и выбрать электродвигатель для привода центробежного вентилятора. Для подключения электродвигателя к сети, рассчитать и выбрать сечение проводов. Сделать проверку проводов по потере напряжения. Для защиты двигателя от коротких замыканий выбрать автоматический выключатель и проверить сеть на условие защищаемости от токов к.з.

Данные для расчета:

Производительность вентилятора Q = 4м³/с;

Давление Н = 95Н/м²;

КПД вентилятора η_в = 0,58

КПД передачи η_п = 0,96

Коэффициент запаса К₃ = 1,3

Длина проводов L = 50м

Условие среды В – Ia

способ прокладки проводов – в стальных трубах

Решение:

Расчетную мощность электродвигателя определяем по формуле

Р_расч. =

= = 0,88 кВт

По (Приложение 1) выбираем асинхронный трехфазный электродвигатель с короткозамкнутым ротором серии 4А.

Условие выбора

Р_расч./Р_н ≥ 0,75

Р_н ≥ Р_расч.

Технические данные электродвигателя:

4А80А6У3, Рн = 1,1кВт,

н = 1420об/мин, Uн = 380В,

Iн = 2,36А,

н = 0,78, cosφн = 0,81, I_пуск/Iн = 5,

М_пуск/М_н = 2, М_макс/Мн = 2,2, 6Д² = 0,129кг·м²

Условие выбора по мощности:

0,88/1,1 = 0,8 > 0,75 выполняется

Определяем расчетный ток электродвигателя

I_расч.

= 2,11А

В соответствии с ПУЭ (с.565.6) для взрывоопасных зон классов В-I и В-Iа должны применяться провода и кабели с медными жилами.

По (Приложение 3) выбираем три провода марки ПРТ сечением 1,5мм² с I_дл.доп = 17А для прокладки в стальных трубах.

Условие выбора

I_дл.доп = 17 > I_расч = 2,11А, где

I_дл.доп – длительно допустимая токовая нагрузка на провод.

Для защиты электродвигателя от токов короткого замыкания по (Приложение 4) выбираем автоматический выключатель.

Условие выбора I_н.а. ≥ Iн

I_н.р. ≥ 1.25 I_н

I_{мгн.сраб}. ≥ I_пуск, где

I_н.а. – номинальный ток автомата, А,

I_н. – номинальный ток электродвигателя, А;

I_н.р. – номинальный ток расцепителя, А;

I_{мгн.сраб.} –значение тока мгновенного срабатывания (отсечки), А;

I_пуск. – пусковой двигателя, А.

Определяем номинальный ток двигателя:

I_н.

= 2.64А

Определяем пусковой ток двигателя

I_пуск = (I_пуск/I_н) ·I_н = 5 ·2,64 = 13,2А

Технические данные автоматического выключателя серии АЕ – 2000

I_н.а. = 10А; U_н = 660В; I_н.р. = 4А;

I_{мгн.сраб.} = 12 · I_н.р. = 39,6А;

Проверка условий выбора

I_н.а. = 10 > I_н = 2,64

I_н.р. = 4 > 1,25·I_н = 3,3

I_{мгн.сраб.} = 39,6 > I_пуск = 13,2

Проверяем выбранное сечение проводов по условию защищаемости от коротких замыканий.

Для автоматов АЕ-2000 (комбинированный расцепитель с возможностью регулирования тока установки)

I_дл.доп. ≥ I_н.р./1.5

I7 > 4/1,5 = 2,66 условие выполняется

ПРИМЕЧАНИЕ:

Для автоматов типа А3100, АК63, А3700 с комбинированным расцепителем и невозможностью регулирования тока уставки условие проверки

I_дл.доп > I_н.р.

При наличии автомата только электромагнитного расцепителя

I_дл.доп. ≥ _{Iмгн.сраб}./4,5

Для сетей, требующих защиты от токов короткого замыкания и перегрузки

а) автомата АЕ-2000 I_дл.доп. ≥ I_н.р.

б) автоматы А3100, АК63, А3700, I_дл.доп. ≥ I_н.р.

Внутрицеховые сети напряжением до 1000 В должны проверены по потере напряжения. При этом расчетная потеря напряжения сравнивается с допустимой, которая по ПУЗ принимается ∆U_доп. = 5%

Определяем расчетную величину потери напряжения:

∆U% =

(R · cos + x · sin ), где

R – активное сопротивление участка сети, Ом;

R = R_о ·L; R_о = L(

·S) – активное удельное сопротивление, Ом/км;

γ – удельная проводимость:

для меди γ = 50 См · м/мм²;

для алюминия γ = 32 См · м/мм²

S – выбранное сечение провода,мм²

R_о = 50/50 · 1,5 = 0,66Ом/км, R = 0,66 · 0,05 = 0,033Ом

х – индуктивное сопротивление участка сети, Ом;

х = х_о · L,

где х_о – удельное индуктивное сопротивление, Ом/км.

для кабельных линий х_о = 0,08 Ом/км;

для воздушных линий х_о = 0,4 Ом/км.

для кабельных линий х_о = 0,08 Ом/км;

для воздушных линий х_{о =} 0,4 Ом/км;

х = 0,08 ·0,05 = 0,004Ом, sinφ = 0/58 соответствует cosφн = 0,81

∆U% =

· (0,033 ·0,81 + 0,004 ·0,58) = 0,028%

∆U < U_доп.

Пример 3

Рассчитать мощность и выбрать электродвигатель для привода центробежного насоса. Для подключения электродвигателя к сети выбрать кабель. Сделать проверку кабеля по потере напряжения. Для защиты двигателя выбрать предохранители и проверить сеть на условие защищаемости.

Данные для расчета:

Производительность насоса Q = 50м³/ч;

Высота напора Н = 60 м;

КПД насоса η_н = 0.72;

КПД передачи η_п = 0.95;

коэффициент запаса К₃ = 1.2;

Плотность перекачиваемой

нефти (жидкости) γ =7448Н/м³;

длина кабеля L = 95м;

способ прокладки в воздухе

режим пуска двигателя легкий

условие среды В-I

ПРИМЕЧАНИЕ:

плотности жидкостей:

вода азотная кислота бензин масло смазочное серная кислота соляная кислота

γ = 9800 Н/м3; γ = 11700 Н/м3; γ = 6860 Н/м3; γ = 8820 Н/м3; γ = 11760 Н/м3; γ = 10290 Н/м3.

Решение:

Расчетную мощность двигателя определяем по формуле

, где

Q необходимо измерить в м³/с

= 10,88 кВт

По (Приложение I) выбираем асинхронный трехфазный электродвигатель с короткозамкнутым ротором серии 4А.

Тип двигателя 4А132МЧУЗ, Р_н = 11 кВт; U_н = 380 В; п_н=1460 об/мин; h_н=0,87; cos φ_н=0,87; I_пуск/I_н=7,5; М_пуск/М_н=2,2; М_макс/М_н=3; ВД²=1,6 кг·м².

Условие выбора по мощности

Р_расч./Р_п = 10,88/11 = 0,98 > 0,75 выполняется

Определяем расчетный ток электродвигателя

I_расч. =

= = 21,86 А

Так как среда В-I, то необходимо применять кабель с медными жилами.

По (Приложение 3) выбираем кабель ВРГ трехжильный, сечением S = 2,5 мм², I_{дл. доп.} = 25 А

Условие выбора

I_{дл. доп} = 25 > I_расч = 21,86

Для защиты электродвигателя от токов короткого замыкания по (Приложение 5) выбираем три предохранителя

Условие выбора

I_{н. пр.} ≥ I_н.

I_вс ≥ I_пуск /α, где

α – коэффициент, зависящий от типа и материала плавкой вставки предохранителя и режима перезагрузки:

при легких условиях пуска α = 2,5;

при тяжелых условиях пуска α = 1,6-2

Определяем номинальный ток двигателя

I_н =

= = 22,1А

Определяем пусковой ток двигателя

I_пуск = (I_пуск/ I_н)· I_н = 7,5·22,1 = 165,75 А

При легком режиме работы

I_пуск / α = 165,75 /2,5 = 66,3 А

Выбираем предохранитель ПН-100, U = 380 В, I_н.пр. = 100А > I_н.= 22,1, I_вс = 80А > I_пуск/ α = 66,3