Файл: Дипломного проекта Электроснабжение и электропривод насосной станции.doc

- 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.

При проектировании системы электроснабжения или анализе режимов ее работы потребители электроэнергии (отдельный приемник электроэнергии, группа приемников, цех или завод в целом) рассматривают в качестве нагрузок. Различают следующие виды нагрузок: активную мощность Р, реактивную мощность Q, полную мощность S и ток I.

В практике проектирования систем электроснабжения применяют различные методы определения электрических нагрузок, которые подразделяют на основные и вспомогательные. В первую группу входят методы расчета по:

- установленной мощности и коэффициенту спроса;

- средней мощности и отклонению расчетной нагрузки от средней (статистический метод);

- средней мощности и коэффициенту формы графика нагрузок;

- средней мощности и коэффициенту максимума (метод упорядоченных

диаграмм).

Вторая группа включает в себя методы расчета по:

- удельному расходу электроэнергии на единицу продукции при заданном объеме выпуска продукции за определенный период времени;

- удельной нагрузке на единицу производственной площади.

Применение того или иного метода определяется допустимой погрешностью расчетов.

Определим расчетные нагрузки насосной станции по методу коэффициента спроса. Для определения расчетных нагрузок по этому методу необходимо знать установленную мощность Р

---