Электромеханическая и механическая характеристики двигателя

Размещено на http://www.allbest.ru/

15

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Южно-Уральский государственный аграрный университет»

(ФГБОУ ВО Южно-Уральский ГАУ)

Институт агроинженерии

Кафедра Электрооборудования и электротехнологий

Дисциплина Электрический привод

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

Студент Г.С. Мынзу

Группа 43

Руководитель Салихов С.С

Челябинск 2020



Задание для контрольной работы по дисциплине «Электрический привод » студента 4 курса ФЗО ЮУрГАУ Мынзу Георгия Сергеевича №17091

Задание №1

Вариант	Тип двигателя	пр.м. об/мин	Мрм.о Нм	Мрм.н Нм	GД2 кгм2	X		ДU.%
24	5AM112M2	1455	9.9	44	0.5	2	0.93	15

Дата выдачи задания 29.12.2020 г.

Задание выдал Салихов С.С.

Задание получил Мынзу Г.С.

Задание№1

1. Рассчитать и построить механическую и электромеханическую характеристики двигателя:

1.1 М(щ) - по паспортным данным (пяти точкам);

1.2 М(щ) - по формуле Клосса;

1.3 I(щ) - по четырем точкам;

1.4 Графики механической и электромеханической характеристик в координатах s(M) и s(I) при понижении на ДU напряжении и увеличении частоты сети в 2 раза.

2. Рассчитать и построить механическую характеристику рабочей машины, приведенную к валу двигателя.

3. Графоаналитическим методом построить графики переходного процесса при пуске - щ(t), щ(I), M(t) и определить время пуска.

4. Рассчитать потери энергии в двигателе при пуске на холостом ходу и под нагрузкой, а также при торможении на холостом ходу в режиме противовключения.



Таблица 1.1

Вариант	Тип двигателя	пр.м. об/мин	Мрм.0 Нм	Мрм.н Нм	GД2 кгм2	X		ДU.%
24	5AM112M2	1455	9.9	44	0.5	2	0.93	15

1.1 Рассчитать и построить механическую характеристику электродвигателя по координатам пяти характерных точек

Таблица 1.2

Технические данные электродвигателя 5AM112M2

Pн	nн	Iн	зн	cosц	iп	mпус	mmin	mmax	Jp	Mдв
кВт	об/мин	А	%	0,89	7,5	2,9		3.3	кг*м2	кг
7,5	2895	14.6	87,5						0,0131	48,5

В начале решения, если она не задана, синхронная скорость электродвигателя определяется по формуле:

об/мин,

где Гц - частота тока питающей сети;

- число пар полюсов электродвигателя.

Число полюсов электродвигателя указывается в его типоразмере. Тогда

Как было указанно ранее, для построения механической характеристики необходимо определить координаты пяти характерных точек.

1 точка. (точка холостого хода).

- синхронная угловая скорость, рад/с;

Получаем координаты первой точки (точки холостого хода):

(Н * м); (рад/с); ;

2 точка. (точка номинальной работы).

- номинальный момент электродвигателя;

Получаем координаты второй точки (точки холостого хода):

3 точка. (точка критической работы).

- скорость при максимальном моменте, рад/с;

- скольжение при максимальном моменте.

m_max* - максимальный момент электродвигателя, ;

Получаем координаты третьей точки (точки холостого хода):

5 точка. (пусковая точка). S=1

- момент электродвигателя при скорости равной нулю, .

Получаем координаты пятой точки (пусковой точки):

S=1

1.2 Рассчитать и построить механическую характеристику двигателя по аналитическому уравнению (формуле Клосса)

В этом уравнении значения M_max и S_кр взять из пункта 1.1, а величину е принять равной S_кр, т.е. е = S_кр.

При расчете механической характеристики рекомендуется принять следующие значения скольжения S: 0; S_н; 0,85S_кр; S_кр; 1,25S_кр; 0,5; 0,7; S_min; 1,0. Данные расчетов приводим таблице 1.3 и по ним строим механическую характеристику. В качестве примера рассчитываем точку S_н:

Аналогично рассчитываем другие точки. Данные расчетов сводим в таблицу 3 и строим по ним механическую характеристику.



1.3 Рассчитать и построить электромеханическую характеристику

по четырем точкам.

1 точка имеет следующие координаты I=I₀, , S=0.

А.

координаты первой точки: щ₀=314, S=0.

2 точка. I_н, щ_н, S_н.

координаты второй точки: щ_н=303, S_н=0,035.

3 точка. I=I_кр, щ_кр, S_кр.

координаты третьей точки: I_кр=82,125, щ_кр=229,22, S_кр=0,27

I_кр=(0,7…0,8) I_пус;

- пусковой ток при щ₀

7,5*14,6=109,5 A

I_кр=0.75*109,5=82.125

4 точка I_пуск, щ=0, S=1.

координаты четвертой точки: I_пуск=109,5, щ=0, S=1.

1.4 Расчет и построение механических характеристик при пониженном напряжении и увеличении частоты сети в 2 раза

Как известно, вращающий момент на валу асинхронного двигателя пропорционален квадрату приложенного напряжения:

Где М_н - момент двигателя при пониженном напряжении на ДU% напряжения;

М_с - момент двигателя при номинальном напряжении.

Задаемся значением скорости щ и для нее по механической характеристике щ=f(М) определяем момент двигателя М_с.

Затем рассчитаем момент двигателя при пониженном на ДU% напряжении. Пусковой момент двигателя при пониженном напряжении в сети на 15%:

Данные расчетов приводим таблице 1.3 и по ним строим механическую характеристику при пониженном напряжении и увеличении частоты сети в 2 раза.



2. Рассчитать и построить механическую характеристику рабочей машины, приведенную к валу двигателя

Момент сопротивления рабочей машины, приведенный к валу двигателя:

где момент сопротивления рабочей машины, соответствующий скорости , Н * м;

момент сопротивления рабочей машины, не зависящий от скорости, Н * м; M_рм.0=9,9 Н * м (из задания варианта);

момент сопротивления рабочей машины при номинальной скорости , Н * м; М_рм.н=44 Н * м (из задания варианта);

- коэффициент, характеризующий изменение момента сопротивления при изменении скорости; (из задания варианта);

номинальная скорость вращения рабочей машины, об/мин.;

N_рм.н=1455 об/мин. (из задания варианта);

, , , берутся из задания варианта.

передаточное отношение редуктора между электродвигателем и рабочей машиной, равное:

,

где номинальная угловая скорость вращения электродвигателя, рад/с;

- номинальная угловая скорость вращения рабочей машины, рад/с;

(рад/с);

Определяем передаточное отношение редуктора:

Принимая значения скорости равные: и другие промежуточные значения скорости, указанные в таблице 3, рассчитаем моменты сопротивления.

Пример расчета точек. Зададимся скоростью равной минимальной рад/с. Подставим это значение в формулу для определения момента сопротивления рабочей машины, приведенного к валу двигателя и произведем вычисления:

(Н * м);

Аналогично рассчитываем другие точки. Данные расчетов сводим в таблицу 3 и строим по ним механическую характеристику рабочей машины (кривая на рисунке 1).

естественная механическая характеристика, построенная по пяти точкам;

естественная механическая характеристика, построенная по уравнению (формуле Клосса);

механическая характеристика двигателя при пониженном напряжении статора;

естественная электромеханическая характеристика;

механическая характеристика рабочей машины.

Таблица 2

Расчетные данные к построению механической и электро-механической характеристик асинхронного двигателя 5AM112M2

Расчетное скольжение	0	Sн= 0,035	0,85Sкр= 0,216	Sкр	1,25Sкр= 0,3375	0,5	0,7	Smin	1
скорость	щ	рад/с	314	303,0	246,2	229,2	208	157	94,2		0
Пункт 1.1	Mc	Н*м	0	24,75	-	81,7	-	-	-	-	71,75
Пункт 1.2	M	Н*м	0	24,75	80,85	81,7	80,64	70,78	58,98	-	45,92
Пункт 1.3	Ic	А	4,75	14,6	-	82,125	-	-	-	-	109,5
Пункт 1.4	Mн	Н*м	0	17,88	-	59	-	-	-	-	51,84
Пункт 2	Mc	Н*м	6,7	6,5	4,7	4,2	3,7	2,7	1,9	-	1,4



3. Построение нагрузочных диаграмм при пуске и определение времени пуска

3.1 Суммарный приведенный момент инерции системы «двигатель - рабочая машина»

двигатель механический инерция машина

где коэффициент, учитывающий момент инерции передачи от двигателя к рабочей машине, 1; если то есть при 1. При 1 величина 1,1 … 1,3. В нашем случае 2,0, поэтому принимаем к = 1,2.

к=1,2;

По данным пунктов 1.1, 1.3 и 1.4 во втором квадранте системы координат (рис. 2) строится механическая и электромеханическая характеристика двигателя 5AM112M2. и механическая характеристика рабочей машины и определяется установившаяся скорость . Затем отрезок оси скорости от 0 до разбиваем на 6 … 8 отрезков: 0 - 1; 1 - 2; 2 - 3 и т. д. Через точки 1; 2; 3 и т. д. проводим прямые параллельные оси моментов и времени. Далее для каждой скорости по графикам и определить значения и и занести в таблицу 4. После этого рассчитываем значения динамического момента для каждого значения скорости по формуле:

Результаты заносим в таблицу 1.4. По данным расчетов построим график динамического момента . Меняющийся динамический момент на каждом участке скорости заменяем постоянным - средним: .

Значения среднего динамического момента на каждом участке также заносим в таблицу 1.4. Определяем время разгона двигателя на каждом участке скорости по формуле:

Результаты расчетов времени разгона на каждом отрезке скорости заносим в таблицу 4. Определим суммарное время пуска двигателя до установившейся скорости: и также занесем в таблицу 3.

Например и т.д.

Таблица 1.4 - Результаты расчета нагрузочных диаграмм при пуске двигателя и рабочей машины.

.

Таблица 3

Результаты расчета нагрузочных диаграмм при пуске двигателя 6АМ160В2У3 и рабочей машины

№ п/п			0	1	2	3	4	5	6	7	8
1		рад/с	0	40	80	120	160	200	240	280	310
2		рад/с	0	40	40	40	40	40	40	40	30
3		Н * м	71,75	74,5	75,5	77,0	79,0	74,0	43,5	25,0	7
4		Н * м	1,4	2,0	2,5	3,0	3,5	4,0	5,0	6,0	7
5	Мдин.i	Н * м	70,35	72,5	73,0	74,0	75,5	70,0	38,5	19,0	0
6	Мдин.ср	Н * м	0	71,42	72,75	73,5	74,75	72,75	54,25	28,75	19,0
7	*10-3	С	0	0,0263	0,0258	0,0256	0,0251	0,0258	0,0346	0,0654	0,0742
8		А	109,5	103,5	99,0	94,0	89,0	84,0	70,0	35,0	10
9	*10-3	С	0,0263	0,0521	0,0514	0,0514	0,0507	0,0509	0,0604	0,1	0,1396



4. Расчет потерь при пуске и реверсе электродвигателя.

Потери энергии при пуске электродвигателя на холостом ходу:

При торможении противовключением от до 0 на холостом ходу:

Потери энергии при пуске с нагрузкой:

Коэффициент 0,81 принимается согласно методического указания (Грачев Г. М., Знаев А. С., Антони В. И. Методические указания к контрольным заданиям по основам электропривода / ЧГАУ. Челябинск, 1996., страница 12) [2].

- коэффициент, равный отношению постоянных потерь мощности двигателя к переменным, принять равным 0,6 [2];

где номинальный КПД двигателя, берется из таблицы ; (

номинальная мощность двигателя, берется из таблицы 1; (Вт);

кратность пускового момента, берется из таблицы 1; ();

время пуска двигателя под нагрузкой, берется по данным расчета из таблицы 3; (0,1396 с).



Задание №2

Таблица 2.1

Вариант	Нагрузка на валу двигателя по периодам работы, кВт	Продолжительность работы по периодам, мин	Прод. паузы, мин	Синхчас т.об/мин
24	P1	P2	P3	P4	t1	t2	t3	t4	t0	п0
	14	0	13	10	20	5	15	15	300	1500

Задание №2

1. По заданной нагрузочной диаграмме выбрать двигатель общего назначения по средней мощности Р_ср с учетом теплового режима.

2. Выбранный двигатель проверить по условиям пуска и перегрузки при пониженном на ДU напряжении.

3. Выбранный двигатель проверить по нагреву методом средних потерь и эквивалентных величин.

2.1 По заданной нагрузочной диаграмме выбрать двигатель общего назначения по средней мощности Рср с учетом теплового режима

По данным данных таблицы 2.1 строим нагрузочную диаграмму рабочей машины.

В зависимости от времени работы и паузы электродвигатель может работать в продолжительном режиме (обозначение S1), кратковременном (S2) или повторно-кратковременном (S3) режимах.

Для каждого режима работы существует своя методика расчета и выбора электродвигателя. В данном методическом указании рассматривается только один режим работы - продолжительный (S1).

2.2.1 Выбор мощности двигателя для продолжительного режима работы и переменной нагрузки

Эквивалентная мощность двигателя за время работы находим по формуле (2.1).

в=0,6

где мощности отдельных участков нагрузочной диаграммы, кВт;

время отдельных участков нагрузочной диаграммы, мин.

Предварительно выбирается двигатель из условия 2.2 [2].

(2.2)

где номинальная мощность двигателя, с заданной синхронной частотой вращения, кВт; двигатель выбирается по данным таблицы «Технические характеристики двигателей…» приложения [4];

средняя мощность нагрузки за один цикл работы, кВт.

Из таблицы «Технические характеристики двигателей…» приложения выбирается двигатель, и выписываются его паспортные данные.

Тип двигателя: 6АМ160L4;

Номинальная мощность - Р_Н = 15,0 кВт;

Номинальная частота вращения - n_Н = 1450 об/мин;

КПД - з_Н = 89,5%;

Коэффициент мощности - cosц = 0,86;

Номинальный ток - I_Н=28,1 А;

Номинальный момент - М_Н = 98,8 Н·м;

Индекс механической характеристики - I;

Кратность пускового момента m_П = 2,2;

Кратность пускового тока i_П=6,1;

Кратность максимального момента m_К=2,6;

Динамический момент инерции J_Д=0,075 кг·м²;

Масса m=115 кг;

Сервис-фактор - 1,15.

2.3 Проверка выбранного двигателя

2.3.1 Проверка по условию трогания при пониженном на 10% напряжении

Эта проверка проводится по формуле 2.3.

(2.3)

где мощность двигателя, рассчитанная по условию трогания, кВт;

момент сопротивления, который определяется по мощности (мощности первого участка нагрузочной диаграммы) ;

номинальная скорость выбранного электродвигателя, рад/с;

кратность пускового момента (отношение пускового момента к номинальному моменту);

коэффициент, учитывающий возможное отклонение напряжения на клеммах электродвигателя; при снижении напряжения на 10%,

= (1 - 0,1)² = 0,81.

Момент сопротивления при мощности определяется по формуле 2.4.

где мощность первого участка нагрузочной диаграммы, кВт;

номинальная скорость выбранного электродвигателя, рад/с;

Двигатель «проходит» по условию трогания если соблюдается условие 2.5:

(2.5)

9,8 кВт

Двигатель «проходит» по условию трогания, т.к. выполняется условие 2.5

2.3.2 Проверка по перегрузочной способности при пониженном на 10% напряжении

Эта проверка проводится по формуле 2.6.

(2.6)

где мощность двигателя, рассчитанная по условию перегрузочной способности, кВт;

максимальный момент сопротивления, Этот момент определяется по наибольшей мощности нагрузочной диаграммы для нагрузочной диаграммы, изображенной на рисунке 2.1:

кратность критического момента (отношение максимально момента к номинальному моменту).

Максимальный момент сопротивления определяется по формуле 2.7.

(2.7)

где наибольшая мощность нагрузочной диаграммы, кВт.

Двигатель «проходит» по условию перегрузочной способности если соблюдается условие 2.8:

(2.8)

4,75 кВт

Условие 2.8 соблюдается, значит, двигатель «проходит» по условию перегрузочной способности.

2.3.3 Проверка двигателя на нагрев методом средних потерь

Для того чтобы электродвигатель не перегревался в период работы с данной нагрузкой должно выполняться условие 2.9. То есть средние потери в двигателе за период его работы должны быть меньше номинальных потерь.

(2.9)

кВт

Условие 2.9 выполняется.

где средние потери в двигателе за период его работы, кВт;

номинальные потери в двигателе, кВт.

Средние потери в двигателе за период его работы определяются по формуле 2.10.

(2.10)

где потери в двигателе за соответствующий период нагрузки, кВт;

время отдельных участков нагрузочной диаграммы, мин.

Определим номинальные потери мощности в двигателе по формуле 2.11.

(2.11)

кВт

где номинальные потери в двигателе, кВт;

номинальная мощность двигателя, кВт;

номинальный КПД; значение КПД берется из паспортных данных вновь выбранного двигателя (таблица «Технические характеристики двигателей…» приложения).

Потери в двигателе

Потери мощности двигателя на i-том участке нагрузки определятся по формуле 2.12.

(2.12)

где мощность двигателя на i-том участке нагрузки, кВт;

КПД электродвигателя при i-той нагрузке ().

Коэффициент полезного действия электродвигателя при i-той нагрузке определяется по формуле 2.13.

(2.13)

где коэффициент, равный отношению постоянных потерь мощности двигателя к переменным, для асинхронных двигателе принимается0,6;

- коэффициент загрузки двигателя на i-том интервале нагрузочной диаграммы.

Коэффициент загрузки определяется по формуле 2.14

(2.14)

Строится зависимость КПД от загрузки выбранного двигателя (кривую КПД):

- кривая КПД

- кривая

Рисунок 2.2 Графики изменения КПД и электродвигателя 6АМ160L4 в зависимости от нагрузки на валу

Задаваясь значениями загрузки двигателя при помощи кривой КПД определяем КПД электродвигателя при i-той нагрузке ().

Например, при значении коэффициента загрузки равного 0,4 () значение КПД равно 87,8 % (построение показано на рисунке 2.2).

Если на i-том участке нагрузочной диаграммы нагрузка равна нулю, то потери мощности на этом участке определяют по формуле 2.15.

(2.15)

2.3.4 Проверка двигателя на нагрев методом определения превышения температуры двигателя при работе по заданной нагрузочной диаграмме

Этот способ расчета заключается в том, что на каждом участке нагрузочной диаграммы определяется превышение температуры электродвигателя над температурой окружающей среды. Превышение температуры определяется по формуле 2.16.

(2.16)

где превышение температуры двигателя над температурой окружающей среды, °С;

действительная температура двигателя, °С;

температура окружающей среды, °С.

Согласно ГОСТ 15150, температура окружающей среды принимается равной 40 °С [4].

Двигатели серий АИР, 5А, 6А имеют изоляционную систему класса нагревостойкости F (температурный индекс 155 °С). При этом допустимое превышение температуры двигателей имеющих сервис-фактор 1,15 составит 83 °С, двигателей имеющих сервис-фактор 1,1 составит 90 °С [4].

1) 83 °С для электродвигателей серий 5А, 6А, АИР, имеющих сервис-фактор равный 1,15;

2) 90 °С для электродвигателей серий 5А, 6А, АИР, имеющих сервис-фактор равный 1,1.

По формуле 2.17 определяется теплоотдача двигателя.

(2.17)

Вт/⁰С

где теплоотдача двигателя, количество теплоты, отдаваемое в окружающую среду поверхностью двигателя при разности температур 1 градус, Вт/єС;

номинальные потери в двигателе, кВт.

Установившееся значение превышения температуры на каждом i-том интервале нагрузки определяется по формуле 2.18.

(2.18)

⁰С

⁰С

⁰С

⁰С

где потери мощности двигателя на i-том участке нагрузки, кВт;

Начальное значение превышения температуры в начале первого участка нагрузки принимается равным 0°С. Конечное значение превышения температуры в конце первого участка равно начальному значению превышения на втором участке и т.д.

Расчет превышения температуры на всех участках нагрузки рассчитываем в начале, середине и конце интервала.

Превышение температуры на первом участке рассчитывается по формулам 2.19.

0 єС

0 єС

где превышение температуры в середине 1 участка нагрузки, °С;

превышение температуры в конце 1 участка нагрузки, °С;

установившееся значение превышения температуры на 1 участке нагрузки, °С;

продолжительность 1 участка нагрузки, мин;

постоянная времени нагрева, мин.

Постоянная времени нагрева двигателя определяется по формуле 2.20.

Постоянная времени нагрева двигателя определяется по формуле 2.20.

(2.20)

мин

где постоянная времени нагрева, мин;

масса выбранного электродвигателя, кг;

номинальная мощность электродвигателя, кВт;

номинальный КПД электродвигателя.

Подставляем числовые значения в формулу и рассчитаем коэффициент тепловой перегрузки двигателя (время работы двигателя минут):

Превышение температуры на втором участке рассчитывается по формулам 2.21.

Результаты расчетов сводят в таблицу 2.3.

Таблица 2.3

Результаты расчета превышения температуры 6АМ160L4У3

Нагр.
Время мин.	0	10	20	2,5	5	7,5	15	7,5	15
Превышение температуры (єС)	0	20,28	35,19	32,59	30,18	38,46	48,04	49,04	50,52

По результатам расчетов нагрева электродвигателя строим график нагрева , рисунок 2.2.



Из анализа кривой нагрева двигателя делаем вывод о допустимости нагрева двигателя, т.к. в процессе работы превышение температуры двигателя не достигает допустимой величины =83⁰С, то выбранный двигатель проходит по нагреву.

Кривая охлаждения двигателя:

Кривая охлаждения двигателя:

Где: ф_нач=ф_4.кон =50,52єС

Принимаем: t=T₀;2T₀; 3T₀; 4T₀; 5T_0.

При t=T₀:

При t=2T₀:

При t=3T₀:

При t=4T₀:

При t=5T₀:

Результаты расчетов сводим в таблицу 2.4.

Таблица 2.4

Данные расчетов охлаждения двигателя 6АМ160L4

Точка	0	T0	2T0	3T0	4T0	5T0
Время мин час	0 0	65 1,08	130 2,17	195 3,25	260 4,33	325 5,42
Темпер. єС	50,52	18,58	6,84	2,51	0,92	0,34

По результатам расчетов нагрева электродвигателя строим график охлаждения ф=f(t), рисунок 2.4.



2.4 Проверка выбранного двигателя на нагрев методом эквивалентных величин

По паспортным данным двигателя 6АМ160L4 строим нагрузочную диаграмму при пуске. По заданию пуск осуществляется с постоянным моментом сопротивления . Момент инерции рабочей машины равен . Исходные данные для построения берем в таблице 2.2.

Механическая характеристика электродвигателя имеет координаты:

1. рад/с, т. к. р = 2

2. рад/с;

Н * м;

Величину критического скольжения вычисляем по формуле:

3. рад/с;

Н * м;

4. рад/с;

Н * м;

5. ;

Н * м;

Момент сопротивления при пуске:

Н * м;

Электромеханическая характеристика двигателя:



(24)

А.

1. Точка холостого хода рад/с;

(25)

А.

где , отсюда , тогда ;

2. Точка

рад/с;

А.

3. Точка

рад/с;

А.

4. Точка

;

А.

Расчет времени пуска двигателя приведен на рисунке 2.5.

Во втором квадранте системы координат (рис. 2.5) строится механическая и электромеханическая характеристика двигателя 6АМ160L4 и механическая характеристика рабочей машины и определяется установившаяся скорость (рад/с). Затем отрезок оси скорости от 0 до разбиваем на 6 отрезков: 0 - 1; 1 - 2; 2 - 3 и т. д. Через точки 1; 2; 3 и т. д. проводим прямые параллельные оси моментов и времени. Далее для каждой скорости по графикам и определить значения и . После этого рассчитываем значения динамического момента для каждого значения скорости по формуле: . По данным расчетов построим график динамического момента . Меняющийся динамический момент на каждом участке скорости заменяем постоянным - средним: . Определяем время разгона двигателя на каждом участке скорости по формуле:

(26)

Определим суммарное время пуска двигателя до установившейся скорости:

(27)

где берем из таблицы 2,

по условию задачи.

кг·м ².

Из графика (рисунок 2.5) определяем значения среднего динамического момента () на каждом участке пуска.

Н * м;

Н * м;

Н * м;

Н * м;

Н * м;

Н * м;

Определим время разгона двигателя () на каждом участке пуска:

с;

с;

с;

с;

с;

с;

Из графика (рисунок 2.5) определяем значения средних токов () на каждом участке пуска

А; А;

А; А;

А; А;

Эквивалентный ток за время пуска:



(28)

Определим токи двигателя по интервалам нагрузки по формуле (29). Величины и определены по рисунку 2.2 в пункте 2.2.

Подставим указанные значения в формулу (29):

(29)

С учетом полученных результатов на рисунке 2.6 строим нагрузочную диаграмму двигателя.

Так как время в расчетах дается в минутах, необходимо пересчитать время пуска (оно определено в секундах).

мин.

 I, A

I_эп = 151,9 A

t, мин

Рисунок 2,6 Нагрузочная диаграмма двигателя 6АМ160L4

Определим эквивалентный ток двигателя за время работы:

Коэффициент механической перегрузки:



где коэффициент тепловой перегрузки, берется из расчетов в пункте 2.2, ();

.

Проверяем двигатель на нагрев:

.

Следовательно, выбранный двигатель проходит проверку по нагреву всеми тремя методами. Это объясняется тем, что он выбран по перегрузке с учетом 20% снижения напряжения в сети.

2.5 Расчет и выбор автоматического выключателя, магнитного пускателя и теплового реле

2.5.1 Автоматический выключатель выбираем по условию

1. Uн.ав > Uн.сети

2. Iн.ав > Iн.дв

Из приложения 2 [3] этим условиям отвечает выключатель серии ВА51Г32 c номинальным током 32 А и напряжением 380 В.

Защита от перегрузки, номинальный ток теплового расцепителя:

Iн.тр > Iн.дв

32 A > 29,6 A

Защита от токов короткого замыкания. Ток электромагнитного расцепителя:

Iэм = к·Iн.тр = 14·32 = 448 A.

Проверка:

Iэм > 1,4·Iп

448 А > 252,8 А

Поскольку данных по источнику питания нет, то дальнейшая проверка не проводится.

2.5.2 Магнитный пускатель выбираем по условию

1. Uн.пуск > Uн.сети

2. Iн.пуск > Iн.дв

Из приложения 3 [3] выбираем пускатель серии ПМ 12-016100 на номинальный ток 32 А без теплового реле, так как тепловая защита имеется в автоматическом выключателе [3].

Пункт 4. Расход электроэнергии за время выполнения работы.

(30)

где А - электроэнергия (кВт * час).

Подставляем в формулу (30) числовые значения и рассчитываем расход электроэнергии на каждом участке нагрузки.

Расход электроэнергии за первый период работы:

Расход электроэнергии за второй период работы:

Расход электроэнергии за третий период работы:

Расход электроэнергии за четвертый период работы:

Итого полный расход электроэнергии за время выполнения работы:



Литература

1. Шичков Л. П. Автоматизированный электропривод. Часть 1, Основы автоматизированного электропривода. Методические указания. М. 1986, 42 с.

2. Асинхронные двигатели серии 4А. Справочник / А. Э. Кравчик, М. М. Шлаф, В. И. Афонин, Е. А. Соболенская. М.: Энергоиздат, 1982. 504 с.

3. Грачев Г. М. Электромеханические свойства двигателей. Челябинск, ЧГАУ, 2000. 320 с.

4. Грачев Г. М., Знаев А. С., Антони В. И. Методические указания к контрольным заданиям по основам электропривода / ЧГАУ. Челябинск, 1996. 71 с.

5. Единая система конструкторской документации. Обозначения условные графические в схемах. Госкомитет СССР по стандартам. М. 1988, 302 с.

6. Мартыненко И. И., Тищенко Л. П. Курсовое и дипломное проектирование по комплексной электрификации и автоматизации. М., Колос, 1978, 233 с.

7. Усатенко С. Т., Коченюк Т. К., Терехова М. В. «Выполнение электрических схем по ЕСКД» - М. Издательство стандартов, 1989, 325 с.

8. Кудрявцев И. Ф. Электрооборудование и автоматизация сельскохозяйственных агрегатов и установок. М.: Агропромиздат, 1988. 479 с.

9. Электропривод и электрооборудование сельскохозяйственной техники: Методические указания для студентов ФЗО специальности 31. 13. 00 «Механизация сельского хозяйства / ЧГАУ. Челябинск, 2006. 26 с.

10. Чиликин М. Г. Общий курс электропривода. М.: Энергоиздат, 1981. 576 с.

11. Кондратенков Н. И. и др. Электропривод и электрооборудование в сельском хозяйстве, ЧГАУ. Челябинск, 2003. 371 с.

12. Олейник В. С. Практикум по автоматизированному электроприводу. М.: Колос, 1978. 224 с.

Размещено на Allbest.ru