Файл: Дипломного проекта Электроснабжение и электропривод насосной станции.doc

Динамические моменты для нагруженного и ненагруженного механизма [6]:



Моменты сопротивления двигателя при пуске и торможении с грузом [6]:
;


Моменты сопротивления двигателя при пуске и торможении без груза [6]:
;


Эквивалентный момент двигателя при ПВ_рас [6]:

Эквивалентный момент двигателя при стандартной продолжительности включения (ПВн = 40%) [6]:

Номинальный момент двигателя:



Выбранный двигатель проходит по нагреву, так как условие М_н.дв (57,4 Н м) > М_экв (52,94 Н м) выполняется. Двигатель также проходит по перегрузочной способности, то есть выполняется условие М_к (135 Нм) > М_п1 (116,38 Нм).

2.4.3. Электропривод механизма передвижения моста.

Механизм передвижения моста и механизм передвижения тележки принципиально не отличается, то есть кинематические схемы передвижения аналогичны.

Для выбора мощности электропривода воспользуемся техническими данными механизма передвижения моста:

- грузоподъемность G = 450 кН;

- скорость передвижения моста  = 1,1 м/с²;

- диаметр ходового колеса D_k = 0,71 м;

- диаметр цапф (подшипников) колес d = 0,2 м;

- ускорение/замедление а = 0,18 м/с²;

- передаточное число редуктора i_p = 20;

- длительность цикла t_ц= 180 с;

- к.п.д. механизма _м⁼ 0,8;

- путь передвижения тележки L = 37,5 м;

- длина пролета L_n = 21 м.

Для выбора мощности электропривода механизма передвижения моста необходимо также знать вес крана. Вес (т) крана грузоподъемностью 40-50 т можно рассчитать по следующей формуле [8]:

---

m_кр = k(L_n + 20), (2.64)
где k - коэффициент, зависящий от режима работы крана.

Вес крана по (2.15):

m_m = 1,15(21 + 20) = 47,15 m,

G_kp = m_крg = 47,15 • 9.81  463 кН.

Определение продолжительности включения электродвигателя тележки.

Время пуска (торможения) двигателя нагруженного и ненагруженного механизма передвижения моста [6]:

Средняя скорость механизма передвижения моста за время пуска и торможения [6]:


Путь нагруженного механизма передвижения моста при пуске и торможении [6]:

Путь ненагруженного механизма передвижения моста при пуске и торможении [6]:

Путь нагруженного механизма передвижения моста при установившейся скорости [6]:

Путь ненагруженного механизма передвижения моста при установившейся скорости [6]:

Время движения нагруженного механизма передвижения моста с установившейся скоростью [6]:

Время движения ненагруженного механизма передвижения моста с установившейся скоростью [6]:

Расчетная продолжительность включения электродвигателя [6]:

Расчет и приведение к валу двигателя моментов сопротивления.

Момент статической нагрузки при движении с грузом [6, 7]:

Момент статической нагрузки при движении без груза [6, 7]:

Предварительный выбор мощности электродвигателя.

Предварительный выбор двигателя производится по статическому среднеквадратичному (эквивалентному) моменту [6]:

Учтем на данном этапе неизвестную динамическую составляющую нагрузки с помощью коэффициента запаса К

---

_з [6]:
М_{экв.рас} = К_з • М_экв = 1,5 176,41 = 264,62 Нм.
Требуемая номинальная скорость двигателя [6]:

Частоту вращения вала двигателя [6]:

Эквивалентная расчетная мощность электродвигателя [6]:
.
Пересчитанная на стандартную продолжительность включения (ПВн=40%) мощность [6]:

Выбираем асинхронный двигатель с фазным ротором типа 4МТН 200LB8 [8].

Каталожные данные двигателя:

- номинальная мощность Р_2н = 22 кВт;

- номинальная частота вращения n_н = 715 об/мин;

- коэффициент мощности cos_н=0,7;

- напряжение статора U₁ = 380 В;

- напряжение ротора U₂ = 241 В;

- сила тока статора I₁ = 57 А;

- сила тока ротора I₂ = 59 А;

- максимальный момент М_к = 800 Нм;

- момент инерции J_p = 0,68 кгм².

Уточненный выбор мощности двигателя.

Уточненная частота вращения [6]:

Радиус приведения кинематической цепи между двигателем и исполнительным механизмом [6]:
.
Суммарный приведенный момент инерции для нагруженного и ненагруженного механизма [6]:



Динамические моменты для нагруженного и ненагруженного механизма [6]:
.

.
Моменты сопротивления при пуске и торможении с грузом [6]:
;

.
Моменты сопротивления при пуске и торможении без груза [13]:
;


Эквивалентный момент сопротивления при ПВрас [13]:

---

Эквивалентный момент двигателя при стандартной продолжительности включения (ПВ_н=40%) [6]:

Номинальный момент двигателя:



Выбранный двигатель проходит по нагреву, так как условие М_н.дв(293,85 Н м) > М_экв (240,84 Н м) выполняется. Двигатель также проходит по перегрузочной способности, то есть выполняется условие 0,81 •М_к (648,3 Нм) > М_п1 (530,8 Нм).
2.5 Выбор мощности двигателей пожарных насосов
Выше упоминалось, что в машинном зале для ликвидации пожара устанавливаются два пожарных насоса по бокам главных ворот. Пожарные насосы постоянно находятся в работе, то есть они работают в режиме циркуляции, поддерживая давление в трубопроводе.

Для привода пожарных насосов выбираем асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором типа 4А112 М2У3 [3].

Каталожные данные электродвигателя:

• 
  номинальная мощность Р_н = 7,5 кВт;
  
• 
  номинальное напряжение U_н =380 В;
  
• 
  номинальный коэффициент мощности соs_н ⁼ 0.88;
  
• 
  номинальный к.п.д. _н = 87,5 %;
  
• 
  синхронная скорость n_о = 3000 об/мин;
  
• 
  номинальное скольжение S_н = 2,6 %;
  
• 
  кратность пускового тока I_п/I_н = 7.5;
  

• 
  кратность максимального момента М_mах/М_н = 2_.2;
  

• 
  кратность пускового момента М_п/М_н = 2.
  

2.6 Электрооборудование мастерской
В конструкциях насосных установок имеется множество металлических деталей, которые при эксплуатации подвергаются термическому и механическому воздействию, и как следствие этого процесса они изнашиваются. Для изготовления простых новых деталей, и поддержания старых в нормальном состоянии, а также для плановых и аварийных ремонтов узлов и агрегатов машин в мастерской устанавливается группа металлообрабатывающих станков и сварочных трансформаторов.

Перечень устанавливаемого оборудования:

• 
  один сверлильный станок типа 2Н150. Станок предназначен для сверления, рассверливания, зенкования, развертывания и подрезания торцов.
  

---

Электродвигатели:

1) привод главного движения (4А132S4У3):

Р_н =7,5 кВт; _н=0,875; соs_н=0,86; К_п =7,5;

2) привод насоса охлаждения (4АА50В2У3):

Р_н =0,12 кВт; _н=0_.63; cos_н= 0_.7; К_п = 4.

Габариты станка (длина х ширина х высота) 1293х 875х3090 мм.

- два токарно-винторезных станка типа 1М63 для выполнения токарных и винторезных работ по черным и цветным металлам, точения конусов, нарезания резьб.

Электродвигатели:

1) привод главного движения (4А160S4У3):

Р_н = 15 кВт; _н=0,885; cos_н=0.88; К_п = 7;

2) привода быстрого хода каретки (4А80А4У3):

Р_н = 1,1 кВт; _н=0_.75; cos_н = 0_.81; К_п = 5;

3) привод насоса охлаждения (4АА50В2У3):

Р_н = 0,12 кВт; _н= 0,63; cos_н= 0_.7; К_п = 4.

Габариты станка (длина х ширина х высота) 3530х1680х1290 мм.

• 
  один фрезерный станок типа М654 для обработки плоскостей на изделиях из стали, чугуна и легких сплавов торцовыми, концевыми и фасонными фрезами.
  

Электродвигатели:

1) привод главного движения (4А160S4УЗ):

Р_н = 15 кВт; _н = 0,885; cos_н = 0,88; К_п = 7;

2) привод подачи (4A100L4У3):

Р_н = 4 кВт; _н = 0,84; cos_н = 0,84; К_п = 6.

Габариты станка (длина х ширина х высота) 2890х3165х3140 мм.

• 
  один круглошлифовальный станок типа 3Б161, предназначенных для шлифования цилиндрических и пологих конических поверхностей изделий.
  

Электродвигатели:

1) привод шлифовального круга (4А132S4У3):

Р_н = 7,5 кВт; _н = 0,875; cos_н = 0,86; К_п = 7,5;

2) привод изделия (4А71В4У3):

Р_н = 0,75 кВт; _н = 0,72; cos_н = 0,73; К_п = 4,5;

3) привод гидропресса (4А90L6У3):

Р_н = 1,5 кВт; _н = 0,75; cos_н = 0,74; К_п = 4,5;

4) привод насоса охлаждения (4АА50В2У3):

Р_н = 0,12 кВт; _н = 0,63; cos_н = 0,7; К_п = 4.

Габариты станка (длина х ширина х высота) 4100х2100х1560 мм.

• 
  один обдирочно-шлифовальный станок типа 3М-636 для заточки режущих инструментов.
  

Электродвигатели:

1) главный привод (4А132S4У3):

Р_н = 7,5 кВт; _н = 0,875; cos_н = 0,86; К_п = 7,5.

• 
  два сварочных трансформатора типа ТСД-2000-2: S_н = 162 кВА; _н = 0,9; cos_н = 0,62;
  

2.7 Определение суммарной электрической нагрузки

насосной станции
Первым этапом проектирования системы электроснабжения является определение электрических нагрузок. По значению электрических нагрузок выбирают и проверяют электрооборудование системы электроснабжения, определяют потери мощности и электроэнергии. От правильной оценки ожидаемых нагрузок зависят капитальные затраты на систему электроснабжения, эксплуатационные расходы, надежность работы электрооборудования.

---