Файл: Курсовой проект пояснительная записка кп 13. 02. 11. Пм 01. 22. 12. Пз.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.01.2024
Просмотров: 147
Скачиваний: 5
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
где Кз - коэффициент запаса, примем Кз=1,2
η - КПД привода, примем η = 0,85
F0 –сила, передаваемая лентой конвейера,
V-скорость ленты
Частота вращения приводного барабана определяется по формуле (2):
,об/мин (2)
n6 =
= 102,5 об/мин
где Dб –диаметр барабана,м
Частота вращения ротора двигателя определяется из выражения: (3)
nдв=nб
U, об/мин (3)
nдв=73 15 =1690,7 об/мин
где U-передаточное отношение-см. задание
Так как номинальная частота вращения ротора двигателя меньше расчетной, то передаточное число кинематической схемы будет отличаться от заданной.
По расчётным данным выбираем электродвигатель 4А200М2У3,
где 4 — порядковый номер серии;
А — Асинхронный;
200 — расстояние от низа лап до центра вала в миллиметрах;
М — установочный размер по длине корпуса (М – средняя);
2 — число полюсов;
У — климатическое исполнение двигателей;
3 — категория размещения.
Таблица 1
Паспортные данные двигателя
Электродвигатель общепромышленный 4А 200 М2 (37 кВт, 3000 об/мин) принадлежит к категории асинхронных двигателей, питаемых от трёхфазной сети переменного тока. Агрегаты такого типа отличаются простотой конструкции, крайне высокой степенью надёжности и отличным сроком службы. Они используются в качестве приводов в механизмах самого широкого назначения – промышленных, сельскохозяйственных, строительных – там, где требуется работа в режиме длительного постоянного функционирования без необходимости точного регулирования частоты вращения.
Далее нам необходимо произвести проверку двигателя на нагрев и перегрузочную способность
1.3 Расчет рабочих и пусковых токов электродвигателей
Расчет номинальных токов определяется по формуле: (4)
, А (4)
где Р – мощность, Вт;
Uном – напряжение на участке, В.
Поставим все значения в формулу (4), определим номинальный ток;
А. (4)
Расчет пусковых токов определяется по формуле: (5)
(5)
где К - кратность пускового тока, К= 7
Подставим все значения в формулу (5), определим пусковой ток;
Iпуск =
.
1.4 Проверка двигателей на нагрев и перегрузочную способность
Электрический двигатель при своей работе может нагреваться лишь до определенной, допустимой температуры, определяемой в первую очередь нагревостойкостью применяемых изоляционных материалов его обмоток. Соблюдение установленных заводом-изготовителем ограничений по допустимой температуре нагрева, что заложено в номинальные (паспортные) данные двигателя, обеспечивает нормативный срок его службы в пределах 15—20 лет. Превышение допустимой температуры ведет к преждевременному старению изоляции обмоток и сокращению срока службы электрических двигателей
(6)
В современных двигателях применяются несколько классов изоляции, допустимая (нормативная) температура нагрева которых составляет: для класса А — до 105 °С, Е — до 120 °С, В — до 130 °С, F — до 155 °С, Н — до 180 °С, С — свыше 180 °С.
Основными классами изоляции, применяемыми в настоящее время при изготовлении электрических двигателей, являются классы B, F и H.
Сущность проверки двигателя по нагреву состоит в сопоставлении допустимой для него температуры с той, которую он имеет при работе.
Очевидно, что если рабочая температура двигателя не превышает допустимую, то двигатель работает в допустимом тепловом режиме, и наоборот. Обычно оценивается не абсолютная температура, а так называемый перегрев т, который представляет собой разность температур двигателя t и окружающей среды °С.
Для электродвигателя 4А200М2У3 класс изоляции, F — до 155 °С.
Для проверки электродвигателя по нагреву должно выполняться условие:
tmax < t доп, (7)
где tmax – максимальная установившаяся температура превышения;
tдоп – допустимое превышение температуры для изоляции двигателя.
Допустимое превышение температуры tдоп, °C, определили по формуле: (8)
tдоп = tдоп- t0, (8)
где tдоп – предельно допустимое превышение температуры, электроизоляционных материалов применяемых при изготовлении электрических машин, °С;
t0 – температура окружающей среды, °С.
Предельно допустимое превышение температуры электроизоляционных материалов применяемых при изготовлении электрических машин, приняли
tдоп = 155°С
Температуру окружающей среды, приняли t0 = 40°C
tдоп=155 - 40=115°C
Максимальную установившеюся температуры превышения определили по формуле: (9)
tmax=∆Pm/A, °C, (9)
Где Pm – мощность тепловых потерь, Вт;
А – теплопередача, Дж/(С*с)
tmax=4111,1/36,8=111,7 °C
Теплопередачу определили согласно по формуле: (10)
A=C/T, Дж/с*с, (10)
где С – теплоемкость двигателя;
Tн – постоянная времени нагрева, приняли Тн=2000 с.
А=165600/2000=82,8 Дж/с*с
Мощность тепловых потерь определили по формуле: (11)
∆Рm=Рном(η -1)/ η , кВт, (11)
где Pном – номинальная мощность электродвигателя, кВт; Pном=37 кВт
Коэффициент полезного действия элетродвигателя, η=0,90
∆Рm=37(1-0,90)/0,90)1000=4111,1 Вт
Теплоемкость двигателя определили по формуле: (12)
C=Q/(T2-T1), Дж/с (12)
Где Q – количество теплоты, Дж;
T1 – температура двигателя перед работой, К, принимаем Т1=313К;
T2 – конечная температура двигателя, К, принимаем Т2=338К.
С=4140000/(338-313)=165600 Дж/с
Количество теплоты определили формуле: (13)
Q=m*c(T2-T1), Дж (13)
где m – масса двигателя, кг, m=235кг;
c – удельная теплоемкость, Дж/кг*К,
Удельную теплоемкость, с изоляцией F, для стали взяли равной
с=460 Дж/кг*К
Q=235*460(338-313)=7242700 Дж
tmax=111,7°С < tдоп=115°С . По нагреву выбранный двигатель проходит.
1.5 Расчет и выбор тепловых реле
Продолжительная работа механизма на максимуме вызывает перегрев обмоток и порчу изоляции, в результате чего происходит межвитковое замыкание, перерастающее в обширное выгорание полюсов двигателя и дорогостоящий ремонт. Чтобы этого не происходило, в цепь питания устанавливается реле, которое называют тепловым или «теплушкой». По цепи питания данный аппарат контролирует величину тока и при длительном отклонении от номинала установки, размыкает контакты, лишая питания цепь управления, размыкая пусковое устройство.
Чтобы правильно выбрать номинал теплового реле нам необходимо узнать его In (рабочий, номинальный ток) и уже опираясь на эти данные можно подобрать правильный диапазон установки аппарата.
Выбираем тепловое реле: РТЛ – 2061,
где I max = 70 А;
P = 4,39 Вт;
I ном = 55 - 70
2 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
2.1 Характеристика электрооборудования участка
Различают три вида основных характеристик электропривода:
— статические характеристики;
— энергетические характеристики;
— динамические характеристики.
Статические характеристики
Это характеристики при установившемся режиме работы ЭП, когда скорость на выходе постоянна. В этом случае, как это следует из основного закона движения, момент, развиваемый двигателем на валу (М), равен приведенному моменту нагрузки (Мн).
В качестве статических характеристик в основном рассматриваются механические характеристики – зависимость скорости на выходе от момента при различных напряжениях U3 и регулировочные характеристики – зависимости скорости вращения от напряжения на входе при различных значениях момента нагрузки.
К энергетическим характеристикам электропривода относятся рабочие характеристики, то есть зависимости тока, активной, реактивной и полной мощности, потребляемой от источника питания, от мощности на выходе электропривода.
В качестве динамических характеристик обычно рассматриваются зависимости изменения скорости от времени на выходе ЭП при скачкообразном изменении входного задающего сигнала (характеристика по управлению) и при скачкообразном изменении момента нагрузки (характеристика по возмущению).
2.1.1 Кинематическая схема электропривода
Ленточный конвейер – это транспортирующая машина для перемещения в горизонтальном и наклонном направлениях насыпных и штучных грузов непрерывным потоком без остановок на загрузку и выгрузку. Тяговым (и одновременно грузонесущим) органом такого конвейера является закольцованная вокруг концевых барабанов лента. Ленточные конвейеры являются наиболее распространенным типом машин конвейерного транспорта. Из всего парка конвейерных установок около 90% составляют ленточные конвейеры. Ленточные конвейеры обеспечивают высокую производительность (до 30000 т/ч) независимо от длинны установки со скоростью транспортирования до 6,3 м/с. Могут быть как самостоятельными машинами, так и входящими в состав более сложных погрузочно-разгрузочных, строительных, путевых машин. Ленточные конвейеры применяются:
— в производстве нерудных строительных материалов – для транспортировки известняка от карьеров до цементных заводов, гравия и щебня – от карьеров до гравийно-щебеночных и обогатительных фабрик, песка – от карьеров до грузовых причалов и т. д.;
η - КПД привода, примем η = 0,85
F0 –сила, передаваемая лентой конвейера,
V-скорость ленты
Частота вращения приводного барабана определяется по формуле (2):
,об/мин (2)n6 =
= 102,5 об/мингде Dб –диаметр барабана,м
Частота вращения ротора двигателя определяется из выражения: (3)
nдв=nб
U, об/мин (3)nдв=73
15 =1690,7 об/мингде U-передаточное отношение-см. задание
Так как номинальная частота вращения ротора двигателя меньше расчетной, то передаточное число кинематической схемы будет отличаться от заданной.
-
Определение тип и марки электродвигателей
По расчётным данным выбираем электродвигатель 4А200М2У3,
где 4 — порядковый номер серии;
А — Асинхронный;
200 — расстояние от низа лап до центра вала в миллиметрах;
М — установочный размер по длине корпуса (М – средняя);
2 — число полюсов;
У — климатическое исполнение двигателей;
3 — категория размещения.
Таблица 1
Паспортные данные двигателя
| Тип | Рн кВТ | S | η % | Cos φн | Мmax/Mн | Мn/Mн | In/Iн |
| | Синхронная частота вращения 1500 об/мин | ||||||
| 4А200М2У3 | 37 | 1,9/2 | 90/91 | 0,89 | 2,2/2,8 | 1,4 | 7,5/7 |
Электродвигатель общепромышленный 4А 200 М2 (37 кВт, 3000 об/мин) принадлежит к категории асинхронных двигателей, питаемых от трёхфазной сети переменного тока. Агрегаты такого типа отличаются простотой конструкции, крайне высокой степенью надёжности и отличным сроком службы. Они используются в качестве приводов в механизмах самого широкого назначения – промышленных, сельскохозяйственных, строительных – там, где требуется работа в режиме длительного постоянного функционирования без необходимости точного регулирования частоты вращения.
Далее нам необходимо произвести проверку двигателя на нагрев и перегрузочную способность
1.3 Расчет рабочих и пусковых токов электродвигателей
Расчет номинальных токов определяется по формуле: (4)
, А (4)где Р – мощность, Вт;
Uном – напряжение на участке, В.
Поставим все значения в формулу (4), определим номинальный ток;
А. (4)Расчет пусковых токов определяется по формуле: (5)
(5)где К - кратность пускового тока, К= 7
Подставим все значения в формулу (5), определим пусковой ток;
Iпуск =
.1.4 Проверка двигателей на нагрев и перегрузочную способность
Электрический двигатель при своей работе может нагреваться лишь до определенной, допустимой температуры, определяемой в первую очередь нагревостойкостью применяемых изоляционных материалов его обмоток. Соблюдение установленных заводом-изготовителем ограничений по допустимой температуре нагрева, что заложено в номинальные (паспортные) данные двигателя, обеспечивает нормативный срок его службы в пределах 15—20 лет. Превышение допустимой температуры ведет к преждевременному старению изоляции обмоток и сокращению срока службы электрических двигателей
(6)В современных двигателях применяются несколько классов изоляции, допустимая (нормативная) температура нагрева которых составляет: для класса А — до 105 °С, Е — до 120 °С, В — до 130 °С, F — до 155 °С, Н — до 180 °С, С — свыше 180 °С.
Основными классами изоляции, применяемыми в настоящее время при изготовлении электрических двигателей, являются классы B, F и H.
Сущность проверки двигателя по нагреву состоит в сопоставлении допустимой для него температуры с той, которую он имеет при работе.
Очевидно, что если рабочая температура двигателя не превышает допустимую, то двигатель работает в допустимом тепловом режиме, и наоборот. Обычно оценивается не абсолютная температура, а так называемый перегрев т, который представляет собой разность температур двигателя t и окружающей среды °С.
Для электродвигателя 4А200М2У3 класс изоляции, F — до 155 °С.
Для проверки электродвигателя по нагреву должно выполняться условие:
tmax < t доп, (7)
где tmax – максимальная установившаяся температура превышения;
tдоп – допустимое превышение температуры для изоляции двигателя.
Допустимое превышение температуры tдоп, °C, определили по формуле: (8)
tдоп = tдоп- t0, (8)
где tдоп – предельно допустимое превышение температуры, электроизоляционных материалов применяемых при изготовлении электрических машин, °С;
t0 – температура окружающей среды, °С.
Предельно допустимое превышение температуры электроизоляционных материалов применяемых при изготовлении электрических машин, приняли
tдоп = 155°С
Температуру окружающей среды, приняли t0 = 40°C
tдоп=155 - 40=115°C
Максимальную установившеюся температуры превышения определили по формуле: (9)
tmax=∆Pm/A, °C, (9)
Где Pm – мощность тепловых потерь, Вт;
А – теплопередача, Дж/(С*с)
tmax=4111,1/36,8=111,7 °C
Теплопередачу определили согласно по формуле: (10)
A=C/T, Дж/с*с, (10)
где С – теплоемкость двигателя;
Tн – постоянная времени нагрева, приняли Тн=2000 с.
А=165600/2000=82,8 Дж/с*с
Мощность тепловых потерь определили по формуле: (11)
∆Рm=Рном(η -1)/ η , кВт, (11)
где Pном – номинальная мощность электродвигателя, кВт; Pном=37 кВт
Коэффициент полезного действия элетродвигателя, η=0,90
∆Рm=37(1-0,90)/0,90)1000=4111,1 Вт
Теплоемкость двигателя определили по формуле: (12)
C=Q/(T2-T1), Дж/с (12)
Где Q – количество теплоты, Дж;
T1 – температура двигателя перед работой, К, принимаем Т1=313К;
T2 – конечная температура двигателя, К, принимаем Т2=338К.
С=4140000/(338-313)=165600 Дж/с
Количество теплоты определили формуле: (13)
Q=m*c(T2-T1), Дж (13)
где m – масса двигателя, кг, m=235кг;
c – удельная теплоемкость, Дж/кг*К,
Удельную теплоемкость, с изоляцией F, для стали взяли равной
с=460 Дж/кг*К
Q=235*460(338-313)=7242700 Дж
tmax=111,7°С < tдоп=115°С . По нагреву выбранный двигатель проходит.
1.5 Расчет и выбор тепловых реле
Продолжительная работа механизма на максимуме вызывает перегрев обмоток и порчу изоляции, в результате чего происходит межвитковое замыкание, перерастающее в обширное выгорание полюсов двигателя и дорогостоящий ремонт. Чтобы этого не происходило, в цепь питания устанавливается реле, которое называют тепловым или «теплушкой». По цепи питания данный аппарат контролирует величину тока и при длительном отклонении от номинала установки, размыкает контакты, лишая питания цепь управления, размыкая пусковое устройство.
Чтобы правильно выбрать номинал теплового реле нам необходимо узнать его In (рабочий, номинальный ток) и уже опираясь на эти данные можно подобрать правильный диапазон установки аппарата.
Выбираем тепловое реле: РТЛ – 2061,
где I max = 70 А;
P = 4,39 Вт;
I ном = 55 - 70
2 ВЫБОР ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
2.1 Характеристика электрооборудования участка
Различают три вида основных характеристик электропривода:
— статические характеристики;
— энергетические характеристики;
— динамические характеристики.
Статические характеристики
Это характеристики при установившемся режиме работы ЭП, когда скорость на выходе постоянна. В этом случае, как это следует из основного закона движения, момент, развиваемый двигателем на валу (М), равен приведенному моменту нагрузки (Мн).
В качестве статических характеристик в основном рассматриваются механические характеристики – зависимость скорости на выходе от момента при различных напряжениях U3 и регулировочные характеристики – зависимости скорости вращения от напряжения на входе при различных значениях момента нагрузки.
К энергетическим характеристикам электропривода относятся рабочие характеристики, то есть зависимости тока, активной, реактивной и полной мощности, потребляемой от источника питания, от мощности на выходе электропривода.
В качестве динамических характеристик обычно рассматриваются зависимости изменения скорости от времени на выходе ЭП при скачкообразном изменении входного задающего сигнала (характеристика по управлению) и при скачкообразном изменении момента нагрузки (характеристика по возмущению).
2.1.1 Кинематическая схема электропривода
Ленточный конвейер – это транспортирующая машина для перемещения в горизонтальном и наклонном направлениях насыпных и штучных грузов непрерывным потоком без остановок на загрузку и выгрузку. Тяговым (и одновременно грузонесущим) органом такого конвейера является закольцованная вокруг концевых барабанов лента. Ленточные конвейеры являются наиболее распространенным типом машин конвейерного транспорта. Из всего парка конвейерных установок около 90% составляют ленточные конвейеры. Ленточные конвейеры обеспечивают высокую производительность (до 30000 т/ч) независимо от длинны установки со скоростью транспортирования до 6,3 м/с. Могут быть как самостоятельными машинами, так и входящими в состав более сложных погрузочно-разгрузочных, строительных, путевых машин. Ленточные конвейеры применяются:
— в производстве нерудных строительных материалов – для транспортировки известняка от карьеров до цементных заводов, гравия и щебня – от карьеров до гравийно-щебеночных и обогатительных фабрик, песка – от карьеров до грузовых причалов и т. д.;