Дрючин В.Г., Ткачев Р.Ю. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи

Подождите немного. Документ загружается.

381

Рисунок 1.17

Так как мощности специальной серии двигателей, изготовленных для

постоянно-кратковременного режима работы, уже отнесены к определенному

стандартному значению ПВ%, то при определении величины мощности

расчетным путем можно принять расчет без учета пауз, поскольку

продолжительность последних уже учтена при расчете величины ПВ%, которой

соответствует мощность выбираемого по каталогу двигателя.

В случае различия между фактической (расчетной) и стандартной

величинами ПВ% пересчет допустимой мощности или вращающего момента

двигателя производится на основании следующего соотношения:

ПВР ⋅

′

и Р

= ;ПВР

⋅

′

из чего следует, что

ПВР ⋅

′

= ;ПВР

⋅

′

отсюда

382

ПВ

РР ⋅

′

, (1.46)

где ПВ

– фактическая относительная продолжительность включения;

ПВ

– стандартная относительная продолжительность включения.

Порядок определения мощности

по относительной продолжительности включения

а) Без учета паузы

1. Определяется величина постоянной эквивалентной мощности

′

по

заданному графику нагрузки двигателя:

tttt

tРtРtРtР

4321

+++

⋅+⋅+⋅+⋅

′

2. Подсчитывается по графику нагрузки фактическая величина ПВ

%.100

%ПВ

ор

⋅

3. Производится пересчет полученной величины

′

на ближайшее

стандартное значение ПВ

ПВ

РР ⋅

′

4. Определяется по каталогу для двигателей, предназначенных для

повторно-кратковременного режима работы, допустимая мощность двигателя,

отнесенная к стандартному значению ПВ%.

383

б) С учетом паузы

1. Определяется величина эквивалентной мощности Р

по заданному

графику нагрузки двигателя:

ttttt

tРtРtРtР

43021

++++

⋅+⋅+⋅+⋅

2. Подсчитывается по графику фактическая величина ПВ

%.100

%ПВ

ор

⋅

3. Определяется эквивалентная постоянная мощность двигателя:

ПВ

′

Величина ПВ

определяется в этом случае лишь для установления

ближайшего стандартного значения ПВ

4. По каталогу выбирается мощность двигателя или ближайшая большая к

величина

′

для той же продолжительности включения.

По относительной продолжительности включения определяется мощность

двигателя для повторно-кратковременной нагрузки при ПВ%<60%. Если

ПВ%>60%, электродвигатель рассчитывается для длительной нагрузки. Если

ПВ%<10%, выбор мощности двигателя производить на кратковременную

нагрузку.

Пример 1.11. Определить мощность асинхронного электродвигателя

трехфазного тока напряжением U

=220 В для привода механизма; график

384

изменения вращающего момента механизма, приведенного к валу двигателя с

учетом потерь в промежуточных передачах, приведен на рис. 1.18.

Скорость вращения приводного вала механизма n

=750 об/мин.

Расчет произвести двумя способами:

а) с учетом продолжительности паузы;

б) без учета продолжительности паузы.

Рисунок 1.18 – График нагрузки механизма

Решение.

а) =

++++

⋅+⋅+⋅+⋅

43021

ttttt

tМtМtМtМ

.мкГ5,15

8513184

13151825460

222

⋅=

+++

⋅+⋅+⋅

Относительная продолжительность включения

(

)

%.29

120

%10035

8513184

%10013184

%100

%ПВ

≈

⋅

+++

⋅++

=⋅=

Эквивалентная мощность двигателя при ПВ

=29%

385

975

7505,15

975

nМ

нэ

⋅

= кВт.

Мощность двигателя при ближайшей стандартной продолжительности

включения ПВ

=25%

25,0

ПВ

=== кВт.

б)

⋅+⋅+⋅

321

ttt

tМtМtМ

.мкГ5,28

13184

13151825460

222

⋅=

⋅+⋅+⋅

Мощность при ПВ

=29%

975

7505,28

975

nМ

нэ

⋅

= кВт.

Мощность отнесенная к стандартной продолжительности включения

ПВ

=25%

248,23

25,0

29,0

ПВ

РР

эн

≈=⋅=⋅= кВт.

В качестве приводного электродвигателя может быть использован

двигатель ближайшей большей мощности крановой серии МТ с фазным ротором

МТ-52-8: 30 кВт; 725 об/мин; ПВ=25%.

Пример 1.12. Определить номинальную мощность двигателя подъемной

лебедки мостового крана (для подъема и перемещения груза), нагрузочная

диаграмма которой в виде приведенного к валу двигателя статического момента

386

сопротивления показана на рис. 1.19. Необходимая частота вращения

электродвигателя n= 925 об/мин.

Рисунок 1.19 – График нагрузки механизма

Решение.

Эквивалентная мощность двигателя

⋅+⋅+⋅

321

ttt

tМtМtМ

.мН150

20105

20100101505250

222

⋅=

⋅+⋅+⋅

Эквивалентная мощность двигателя

387

5,14

9550

925150

9550

nМ

эк

⋅

= кВт.

Действительная (относительная) продолжительность включения (ПВ)

составляет

%.35100

100

ПВ

=⋅=⋅

∑

Эквивалентная мощность двигателя при ближайшей стандартной

продолжительности включения ПВ

ст

=40%,

5,13

5,14

%ПВ

РРР

ст

экст.экн

≈⋅=⋅== кВт.

Выбираем по каталогу короткозамкнутый крановой двигатель типа

МТКВ-312-6, у которого Р

=13 кВт, М

max

=510

⋅

, М

=490

⋅

, n

=925 об/мин,

=220/380 В.

Номинальный момент двигателя

.мН134

925

9550

9550М

⋅=⋅=⋅=

Предварительно выбранный двигатель проверяем на пусковой и

перегрузочный моменты (см. рис. 1.19):

;3,196,1

250

490

maxст

пуск

>≈= .2,103,2

250

510

maxcт

max

>==

Из чего следует, что двигатель выбран правильно.

388

Выбор номинальной мощности двигателя для перемежающегося

режима (S3) работы производится аналогично, так как этот режим является

разновидностью повторно-кратковременного режима (отличается от него лишь

тем, что длительность останова t

заменяется длительностью работы

электропривода в холостую t

Эквивалентная мощность двигателя Р

эк

также определяется по формуле

(1.41) за время одного цикла, не превышающего 10 минут.

Перемежающийся режим характеризуется относительной

продолжительностью нагрузки

,100

%ПH

⋅

= (1.47)

для которой стандартом предусмотрены следующие значения: 15, 25, 40 и

60%.

1.11 Определение допустимого числа включений двигателя

Нагревание двигателя и, следовательно, величина допустимой для него

мощности находится в зависимости от числа включений двигателя в час.

При увеличении числа включений двигателя возрастают потери мощности

при пуске и торможении, вызывающие повышенное нагревание и

ограничивающие частоту включений двигателя.

Частота включений двигателя в час

3600

Проверку выбранного двигателя на допустимое число включений

для асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором можно с некоторым

приближением производить по следующей формуле:

389

(

)

ном

факт

ПВ10036













⋅

−

⋅

≈ ,

(1.48)

где t

– время пускового процесса двигателя.

Пример 1.13. Выбор электродвигателя привода лебедки (пример расчета

требуемой мощности).

G=3000 кг – вес полезного груза;

= 360 кг – вес подвеса и тары;

V=0,6 м/сек – скорость подъема груза;

h=10 м – высота подъема и опускания груза;

D=580 мм – диаметр барабана лебедки;

число циклов в час – 30;

η=77% - к.п.д. передачи и барабана.

Соединение вала электродвигателя с валом барабана лебедки

производится через передачу в виде двух пар зубчатых колес с передаточным

числом i=36 (рис. 1.20).

Спуск генераторный, тормозной. Расчет произвести для электродвигателя

трехфазного тока напряжением 220 В. Режим работы электродвигателя привода

лебедки повторно-кратковременный. Схема связи электродвигателя с лебедкой

приведена на рис. 1.21.

390

Решение.

1. Двухтактный ориентировочный график работы механизма с указанием

режимов работы лебедки для одного рабочего цикла приведен на рис. 1.22.

Рисунок 1.22 – Двухтактный график работы подъемной лебедки

– пуск двигателя при подъеме полного груза;

– подъем груза; Р

– пуск двигателя при спуске полного груза;

– спуск полного груза.

2. Вращающий момент, развиваемый электродвигателем при подъеме

груза