Проверка выбранного электродвигателя

УДК XXX.XX.XXX

СXX

Хватов, О.С.

Задание для курсового проектирования по дисциплине «Судовые электроприводы»: учебное пособие для студентов очного и заочного форм обучения специальности 180404 «Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики» / О.С. Хватов, Е.М.Бурда.

– Н. Новгород: изд-во ФГОУ ВПО «ВГАВТ», 2014. – XX с.

В учебном пособии приведены рекомендации по выполнению расчётов и выбору основного электрооборудования в процессе курсового проектирования, представлены теоретические сведения по изучаемой дисциплине, содержится необходимый минимум справочных данных по электрооборудованию.

Настоящее пособие предназначено для студентов специальности 180404 «Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики» в качестве учебного пособия для выполнения курсового проекта по дисциплине «Судовые электроприводы», а также может быть полезно для студентов при изучении отдельных вопросов судового автоматизированного электропривода.

Рекомендовано к изданию на заседании кафедры электротехники и электрооборудования объектов водного транспорта (протокол № 10 от 10.06.2014 г).

 
© ФБОУ ВПО «ВГАВТ», 2014г.

Введение

В соответствии с учебным планом специальности 180404 «Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики» по дисциплине «Судовые электроприводы» наряду с лекциями и лабораторными занятиями программой курса предусмотрено курсовое проектирование, при выполнении которого студенты должны приобрести практические навыки решения задач, связанных с выбором, настройкой и эксплуатацией электрооборудования, самостоятельно более глубоко и детально разобраться в основ­ных теоретических положениях, излагаемых в курсе, понять основные физические процессы, происходящие в исследуемых системах электропри­вода.

Изучение теории электропривода базируется на знании физических процессов работы электродвигателей и основных теоретических зависи­мостей, описывающих их поведение. Однако нельзя овладеть предметом, даже выучив наизусть материал учебника или основные его положения. Овладеть предметом - это значит уметь применять полученные знания к решению вопросов, не затронутых, не рассмотренных в учебной литера­туре.

В данном учебном пособии рассматривается методика проектирования автоматизированного электропривода согласно типу исполнительного механизма; выбор электрического двигателя с последующей его проверкой по перегрузочной способности и нагреву, построение механических характеристик, выбор аппаратов коммутации, управления и защиты и прочего оборудования, разработку схемы электропривода.

При составлении настоящего пособия авторы ставили своей целью научить студентов самостоятельно разбираться в физической сущности процессов, протекающих в электропроводе в установившихся и переход­ных режимах работы, расширить их кругозор и развить творческие спо­собности.

ЧАСТЬ 1

Исходные данные

Тип исполнительного механизма выбирается по сумме двух последних цифр зачетной книжки. Данные для расчетов берутся из таблиц по последней и предпоследней цифре зачетной книжки.

0 – 6) электропривод насоса:

  Проверка выбранного электродвигателя - student2.ru
Рис.1. Механическая характеристика электропривода насоса
  Проверка выбранного электродвигателя - student2.ru
Рис.2. Нагрузочная диаграмма насоса
  Исходные данные   Номер соответствует первой цифре зачетной книжки  
Параметр Размерность
ωн рад/с 99,5 100,5 101,5
М0     Н·м
Мн
М1
М2
М3
М4
  Номер соответствует второй цифре зачетной книжки  
Параметр Размерность
t1       мин
t2
t3
t4

7 – 12) электропривод грузоподъемного механизма:

Проверка выбранного электродвигателя - student2.ru  
Рис.3. Механическая характеристика электропривода грузоподъемного механизма (c учетом пренебрежения механическими потерями в передачах)  
Проверка выбранного электродвигателя - student2.ru  
Рис.4. Нагрузочная диаграмма и тахограмма работы грузоподъемного механизма

Момент нагрузки принимает значения, равные значениям моментов в установившемся режиме:

Проверка выбранного электродвигателя - student2.ru

Выбор момента инерции двигателя осуществляется согласно Mс и PДВ по каталогу. Момент инерции механизма определяется следующим выражением:

Проверка выбранного электродвигателя - student2.ru

Момент двигателя M находится с учетом времени работы и момента инерции механизма по следующему выражению:

Проверка выбранного электродвигателя - student2.ru .

Исходные данные   Номер соответствует первой цифре зачетной книжки  
Параметр Размерность
МН Н·м
ωуст1 рад/с
ωуст2
ωуст3
t1     с 1,5 2,5 3,5 1,5
t2
t3 1,5 2,5 3,5 1,5
t4
t5 1,5 2,5 3,5 1,5
t6
t7 1,5 0,5 2,5 0,5
t8 3,5 3,5 2,5 3,5 4,5 5,5
t9 0,75 0,5 1,5 0,5 0,5 0,75 1,5

13 – 18) электропривод механизма перемещения:

  Проверка выбранного электродвигателя - student2.ru
Рис.5. Механическая характеристика электропривода механизма перемещения
Проверка выбранного электродвигателя - student2.ru
Рис.6. Нагрузочная диаграмма и тахограмма работы механизма перемещения

Выбор момента инерции двигателя осуществляется согласно M и PДВ по каталогу. Момент инерции механизма определяется следующим выражением:

Проверка выбранного электродвигателя - student2.ru .

Момент двигателя M находится с учетом времени работы и момента инерции механизма по следующему выражению:

Проверка выбранного электродвигателя - student2.ru .

  Исходные данные   Номер соответствует первой цифре зачетной книжки  
Параметр Размерность
ωmax уст рад/с
Мc.1   Н·м
Мc.2
  Номер соответствует второй цифре зачетной книжки  
Параметр Размерность
t1 с 1,5 2,5 3,5 1,5
t2
t3 0,5 1,5 1,5 0,5 0,5
t4
t5   0,3 0,7 0,5 0,6 1,5 0,3 0,2 0,5
t6
t7   0,9 1,2 0,8 1,2 1,2 0,4 0,4 0,8
ωуст1     рад/с  
ωуст2

Выбор электродвигателя

Выбор электродвигателя производится в следующей после­довательности;

1) Ориентировочно определяется номинальный момент двигателя:

Проверка выбранного электродвигателя - student2.ru ,

где Проверка выбранного электродвигателя - student2.ru - эквивалентный момент нагрузки;

Проверка выбранного электродвигателя - student2.ru - коэффици­ент запаса, учитывающий динамические режимы электродвигателя, ког­да он работает с повышенными моментами.

Если же момент нагрузки Проверка выбранного электродвигателя - student2.ru изменяется во времени и нагрузочная диаграмма имеет несколько участков, то Проверка выбранного электродвигателя - student2.ru определяется как среднеквадратич­ная величина по следующему выражению:

Проверка выбранного электродвигателя - student2.ru ,

где Проверка выбранного электродвигателя - student2.ru - момент и длительность i-гo участка на­грузочной диаграммы.

2) Определяется номинальная скорость двигателя:

Проверка выбранного электродвигателя - student2.ru

3) Определяется номинальная расчетная мощность двигателя:

Проверка выбранного электродвигателя - student2.ru

Из каталога выбирается двигатель ближайшей большей мощно­сти и скорости, имеющий конструктивное исполнение, соответствующее условиям работы данной рабочей машины.

Проверка выбранного электродвигателя

После выбора электродвигателя производится его проверка по перегрузочной способности. Для проверки двигателя строится зависимость момента двигателя от времени М(t) с помощью уравнения движения, записанного в виде:

Проверка выбранного электродвигателя - student2.ru ,

Динамический момент Проверка выбранного электродвигателя - student2.ru определяется суммарным приведенным моментом инерции Проверка выбранного электродвигателя - student2.ru и заданными ускорениями на участке разгона и замедления на участке торможения двигателя ω(t).

Для проверки выбранного электродвигателя по перегрузочной способности сопоставляется максимально допустимый момент двигателя Mmax с максимальным моментом, взятым на построенной зависимости M(t). Для рассматриваемого случая должно выполнять следующее соотношение:

Проверка выбранного электродвигателя - student2.ru

Если последнее условие выполняется, то двигатель обеспечит ускорение на участке разгона; если нет, график движения на этом участке не может быть обеспечен данным двигателем и необходимо выбрать другой двигатель.

При выборе АД с короткозамкнутым ротором двигатель должен быть проверен также по условиям пуска, для чего сопоставляется его пусковой момент Мп с моментом нагрузки при пуске Мс.п.. Для рассматриваемого случая должно выполнять следующее соотношение:

Проверка выбранного электродвигателя - student2.ru

Если выбранный двигатель удовлетворяет вышеперечисленным условиям, то далее осуществляется его проверка по нагреву. Для рассматриваемого случая должно выполнять следующее соотношение:

Проверка выбранного электродвигателя - student2.ru ,

где Проверка выбранного электродвигателя - student2.ru - эквивалентный момент на валу электродвигателя

Последний определяется по следующему выражению:

Проверка выбранного электродвигателя - student2.ru

Если указанное выше соотношение выполняется, то при выше перечисленных условиях нагрев двигателя не превысит допустимого уровня и двигатель считается выбранным правильно. Если двигатель не проходит хотя бы по одному условию проверки, то выбирается другой электродвигатель.

Наши рекомендации