3.3 ??????????????

4. Технологическая часть

4.1 Расчет электромеханической системы электропривода, состоящей из трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Электропривод является неотъемлемой частью многих промышленных установок и технологических комплексов, используемых в различных отраслях народного хозяйства, науки и техники. Наряду с тенденцией автоматизации технологических и производственных процессов на базе вычислительной техники, современный электропривод стал наиболее распространенной разновидностью систем автоматического управления техническими объектами. Учет этих факторов позволяет улучшить качество выпускаемой продукции и увеличить объемы мирового производства.

Электропривод – электромеханическая система, осуществляющая преобразование электрической энергии в механическую, состоящая из взаимосвязанных и взаимодействующих друг с другом электротехнических, электромеханических и механических устройств, предназначенных для приведения в движение исполнительных органов машин и механизмов и управления этим движением.

Широкое применение электрического привода объясняется целым рядом его преимуществ по сравнению с другими видами приводов: надежность и экономичность процесса передачи электрической энергии на большие расстояния и ее преобразования в механическую энергию; большой диапазон мощности электроприводов и скорости их движения; разнообразие конструктивных исполнений, что позволяет рационально сочленять привод с исполнительным органом рабочей машины и использовать для работы в различных условиях (в воде, среде агрессивных жидкостей и газов, космическом пространстве); простота автоматизации технологических процессов; высокий КПД и экологическая чистота.

Возможности использования современных электроприводов продолжают постоянно расширяться за счет достижений в смежных областях науки и техники: электромашиностроении и электроаппаратостроении, электронике и вычислительной технике, автоматике и механике.

Построение нагрузочной диаграммы электродвигателя привода

Эквивалентная по нагреву постоянная мощность нагрузки на валу электродвигателя рассчитывается по выражению:



где Рi – мощность на валу электродвигателя в i-й период работы, кВт;

---

ti – продолжительность i-гo периода работы, мин;

m – количество периодов нагрузки.

= 4,28

Рассчитаем среднюю мощность нагрузки на валу электродвигателя:





Степень неравномерности нагрузки оценивается на основании расчета значения коэффициента формы нагрузочной диаграммы:





По значению коэффициента формы нагрузочной диаграммы определяем вид нагрузки: резкопеременная (ударная) – более 1,05 (1,18)

Мощность электродвигателя из условия обеспечения его допустимого нагрева при работе определяется по соотношению:



где Р_н – номинальная мощность электродвигателя, кВт; p_м – коэффициент механической перегрузки.

Коэффициент механической перегрузки определяется через коэффициент тепловой нагрузки двигателя:



где – отношение постоянных потерь мощности электродвигателя к переменным, для асинхронных двигателей общего назначения = 0,5 - 0,7



t p  t_i– продолжительность работы электродвигателя с нагрузкой, мин;

t₀ – продолжительность отключения электродвигателя до следующего включения, мин, принять 10;

β₀ – коэффициент, учитывающий ухудшение теплоотдачи двигателя в отключенном состоянии и равный отношению теплоотдачи отключенного двигателя к теплоотдаче при его работе: для закрытых, без наружного охлаждения или с принудительной независимой вентиляцией – 0,9-1,0; для закрытых с наружным охлаждением от собственного вентилятора на валу двигателя – 0,45-0,55; для защищенных, с вентиляцией от собственного вентилятора на валу – 0,25-0,35; принять ₀ = 0,5.

Т_н – постоянная времени нагрева электродвигателя

---

, мин.

Т_н = 20 минут;

=

; 18,5 4,231

Для обеспечения пуска электропривода мощность двигателя должна быть достаточной для выполнения условия:

M _{П (U)} M _стр + М _изб

где M _{П (U)} – пусковой момент электродвигателя с учетом возможного снижения напряжения питания при пуске, Н·м;

M _стр – момент статического сопротивления на валу двигателя при трогании, Н·м, принимается равным M _мо ;

М _изб – минимальный избыточный момент, необходимый для обеспечения пуска двигателя, Н·м, обычно М_изб = 0,2M _мн = 0,2 · 30 = 6 Н·м

Применительно к асинхронному двигателю привода соотношение можно записать в виде:

М_нµ_пu_п² М_стр + М_изб,

где - кратность пускового момента асинхронного двигателя по отношению к его номинальному моменту;

– относительный уровень питающего напряжения при пуске асинхронного двигателя в долях от номинального.

= 0,8

Если обе части выражения умножить на номинальную угловую скорость вращения асинхронного двигателя М_н и учесть, что M _{н н} = Р_н, то окончательно получим формулу для определения необходимой мощности асинхронного двигателя из условия обеспечения его пуска:

·ω_н (2,6)

41,86 рад/с

Вт

Для обеспечения статической устойчивости электропривода мощность двигателя должна быть достаточной, чтобы выполнялось условие статической устойчивости:

---

где - максимальный (критический) момент двигателя, с учетом возможного снижения напряжения при работе питания при работе двигателя, Н ;

= - максимальный момент статической нагрузки на валу двигателя при его работе с максимальной нагрузкой согласно нагрузочной диаграмме, Н .

Применительно к асинхронному электроприводу выражение можно представить в виде:



Умножив обе части соотношения на номинальную угловую скорость вращения асинхронного двигателя и учитывая, что P_i·max  ω_н· М_с·max = 41,86· 6 = 251,16 Вт, получим формулу для расчета мощности асинхронного двигателя из условия обеспечения статической устойчивости электропривода



178,38 Вт

Проверка правильности выбора мощности двигателя по нагреву методом средних потерь

Таблица 2

Данные для двигателя 4А160М2

тип	кВт	%		%					,дв, Кг*	M. кг
4А160М2	18,5	88,5	0,92	2,3	7,5	2,2	1,4	1,0	0,0530	150

---

Номинальная мощность выбираемого асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором должна быть достаточной, чтобы обеспечивалось выполнение условий.

Обмотки асинхронных электродвигателей серии 4А с высотами оси вращения 50-132 мм имеют изоляцию класса нагревостойкости B, с высотами 160-355 мм - класса F. Обмотки асинхронных электродвигателей серии АИР имеют изоляцию класса нагревостойкости F. Классы нагревостойкости изоляции характеризуются следующими температурами допустимого нагрева: класс Y - 90°С, А - 105°С, E - 120°С, B - 130°С, F - 155°С, H - 180°С и C - свыше 180°С. Значения допустимых превышений температуры частей электрических машин при температуре газообразной охлаждающей среды 40°С для изоляции класса нагревостойкости А составляет 60°С, класса Е - 75°С, В - 80°С, F - 100°С и Н - 125°С.

Высота оси вращения электродвигателя 4А160М2 равна 160 мм. Следовательно, он имеет изоляцию класса нагревостойкости F.Значение =100 .



Номинальные потери мощности в Вт могут быть рассчитаны по известной номинальной мощности выбранного электродвигателя , выраженный в Вт, и по известной величине номинального КПД:





Средние потери мощности в электродвигателе определяются по выражению:



где потери мощности в электродвигателе для i-го периода работы, Вт.

В свою очередь определяются по выражению:



Где - нагрузка на валу электродвигателя для i-го периода работы, Вт;

- КПД электродвигателя при нагрузке.

КПД электродвигателя для любой нагрузки находится по данным или рассчитывается по выражению:

---

Смотрите также файлы

• Содержани.docx

• Разработка чатбота для управления кластером виртуальных машин.docx

• Планконспект проведения занятий с личным составом дежурных караулов 49 псч по пожарнотактической подготовке на 0811 июня 2023 г.doc

• Перечислите сенсорные и гностические расстройства зрительной системы.docx

• 1 Основы безопасности жизнедеятельности составьте словарь терминов и представьте к ним соответствующие определения.docx