Курсовая работа (т): Расчет электрического привода

,(7.1)

где ∆P_эл.п - номинальные электрические (переменные) потери мощности двигателя, Вт;

i_п - кратность тока двигателя по отношению к номинальному в любой рассматриваемый период времени пуска;_п - продолжительность пуска двигателя, с.

Для асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором общего назначения можно считать, что за период пуска средняя (эквивалентная) величина тока двигателя составляет 0,9 его пускового тока при ω = 0, т. е.

.(7.2)

С учетом этого имеем:

.(7.3)

Номинальные электрические потери мощности двигателя можно определить по выражению:

,(7.4)

где α- коэффициент, равный отношению постоянных потерь мощности двигателя к переменным. Принять α =0,6.

Таким образом, обобщенная расчетная формула для определения потерь энергии в джоулях при пуске асинхронного двигателя будет:

.(7.5)

Потери энергии в асинхронном двигателе, Дж, при пуске системы без нагрузки можно рассчитать не прибегая к предварительному определению продолжительности пуска с учетом, что :

.(7.6)

8. Расчет предельно допустимой частоты включений электропривода

При нагрузке асинхронного двигателя в периоды работы близкой к номинальной, предельно допустимая частота его включения в течение одного часа, исходя из условия допустимого нагрева электродвигателя, рассчитывается по формуле [1,2,3].

 (8.1)

. (8.2)

9. Расчет и построение кривой изменения превышения температуры электродвигателя

Расчет превышения температуры электродвигателя на каждом участке нагрузочной диаграммы производится на основании уравнения:

,(9.1)

где  - начальное превышение температуры двигателя на i-м участке, °С.

 - установившееся превышение температуры двигателя, которое бы наступило при неограниченно длительной его работе с нагрузкой i-го участка, °С.

Установившееся превышение температуры электродвигателя на каждом участке рассчитывают по формуле:

,(9.2)

где А - теплоотдача электродвигателя, Вт/°С.

Значение A определяют на основании каталожных данных выбранного электродвигателя по выражению:

. (9.3)

Чтобы определить, как изменяется превышение температуры электродвигателя на каждом из участков нагрузочной диаграммы, необходимо сравнить начальное превышение температуры на данном участке  с его установившимся превышением температуры , вычисленным по (9.2).

Если  <, то будет происходить процесс нагрева электродвигателя. Если >, то будет происходить процесс охлаждения электродвигателя.

Если = то температура двигателя на данном участке нагрузочной диаграммы изменяться не будет.

При отключении двигателя от сети потери мощности в нем прекратятся.

Тогда согласно (9.2)  и уравнение (9.1) примет вид:

, (9.4)

где  - постоянная времени охлаждения отключенного двигателя, мин.

Давая t значения в начале (t=0), в середине и в конце участка охлаждения длительностью t₀ по (9.4), рассчитывают кривую охлаждения двигателя после отключения.

Результаты расчета сведем в таблицу 3.1 и построим кривую изменения превышения температуры электродвигателя, совместив ее с нагрузочной диаграммой.

10. Принципиальная электрическая схема автоматического управления электродвигателем

Необходимо предусмотреть защиту цепей электропривода от токов короткого замыкания и перегрузки и выбрать соответствующую аппаратуру.

При выборе аппаратуры управления и защиты необходимо руководствоваться следующим:

степень защиты аппаратуры должна соответствовать требуемому конструктивному исполнению и принятому способу монтажа;

- номинальное напряжение аппарата должно быть не менее номинального напряжения сети: ;

номинальный ток аппарата  должен быть не менее максимального тока электрической цепи: .

отключающая способность аппарата должна превышать максимально возможное значение контролируемой величины. Например, для автоматического выключателя или контактора максимально-токовой защиты значение тока отключения аппарата  должно превышать максимальное значение тока короткого замыкания данной цепи: .

при защите электродвигателей от перегрузки тепловые расцепители автоматических выключателей и тепловых реле, а собственно и они сами, выбираются по номинальному току  защищаемого двигателя: ;

для обеспечения надежной работы плавких предохранителей номинальный ток плавкой вставки  предохранителя должен быть не менее , где  - ток пусковой (включения) защищаемой цепи; α=1-2,5 - коэффициент, учитывающий кратность пускового тока по отношению к номинальному и скорость снижения пускового тока. Например, при защите цепей управления α=1,2-1,6. При защите силовых цепей электродвигателей плавкими предохранителями значение коэффициента α=1,6 при тяжелом (затяжном) пуске и α=2,5 при легком пуске электродвигателя.

Заключение

По заданной нагрузочной диаграмме электропривода была определена эквивалентная мощность и произведен выбор асинхронного двигателя с фазным ротором, при этом было учтено условие P_н ≥ P_э. Проверили выбранный двигатель на нагрев по методу средних потерь. Условие ∆P_ср ≤ ∆P_н выполняется. А так же проверили на перегрузочную способность при снижении напряжения в сети.

Произвели расчет теплового режима выбранного двигателя по заданной нагрузочной диаграмме, до установившегося теплового состояния.

Начертили и изучили схему управления пуском асинхронных двигателей.

электропривод асинхронный двигатель мощность

Список использованных источников

Борыбина. Ю.Г. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования.- М.: Энергоатомиздат,1991.Вольдек А. И. Электрические машины/ А. И. Вольдек. Л.: Энергия, 1978.

Коломиец А.П., Кондратьева Н.П., Владыкин И.Р., Юран С.И. Копылов И.П., Клокова Б.К. Справочник по электрическим машинам/ М.: Энергоатомиздат, 1998.

Москаленко В. В. Электрический привод/ В. В. Москаленко. М.: Высшая школа, 1991.

Фролов Ю.В., Шелякин В.П. Основы электрического привода. Краткий Курс. - М.: КолосС, 2007.

Чиликин М. Г. Общий курс электропривода. 6-е изд./ М.: Энергоатомиздат, 1984.

Приложение

Рисунок 1.1. Нагрузочная диаграмма электропривода

Рисунок 1.2 Механическая характеристика электродвигателя

Рисунок 1.3 Механическая характеристика рабочей машины

Рисунок 1.4. Кривая изменения превышения температуры электродвигателя