Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности.

Двигатель работает с различными нагрузками на валу.

Время на отдельных участках цикла

t1=2 часа t2=4 часа t3=2 часа t4=2 часа t5=2 часа t6=4 часа t7=1 час

Время цикла tЦ=17 часов

Моменты нагрузки и скорости

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
двигателя, соответствующие моментам нагрузки, на отдельных участках цикла.

P1/PНОМ *100%=80000/90000*100%=88.89%

MC1=0.8889*MНОМ=0.8889*1491.844=1326.1 Нм

Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru C1=0.8889* Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru НОМ=0.8889*60.328=53.626 c-1

P2/PНОМ *100%=60000/90000*100%=66.67%

MC2=0.6667*MНОМ=0.6667*1491.844=994.612 Нм

Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru C2=0.6667* Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru НОМ=0.6667*60.328=40.22 c-1

P3/PНОМ *100%=63000/90000*100%=70%

MC3=0.7 *MНОМ=0.7*1491.844=1044.29 Нм

Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru C3=0.7* Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru НОМ=0.7*60.328=42.23 c-1

P4/PНОМ *100%=70000/90000*100%=77.78%

MC4=0.7778*MНОМ=0.7778*1491.844=1160.356 Нм

Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru C4=0.7778* Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru НОМ=0.7778*60.328=46.923 c-1

P5/PНОМ *100%=70000/90000*100%=77.78%

MC5=0.7778*MНОМ=0.7778*1491.844=1160.356 Нм

Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru C5=0.7778* Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru НОМ=0.7778*60.328=46.923 c-1

P6/PНОМ *100%=70000/90000*100%=77.78%

MC6=0.7778*MНОМ=0.7778*1491.844=1160.356 Нм

Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru C6=0.7778* Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru НОМ=0.7778*60.328=46.923 c-1

P7/PНОМ *100%=40000/90000*100%=44.44%

MC7=0.4444*MНОМ=0.4444*1491.844=662.975 Нм

Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru C7=0.4444* Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru НОМ=0.4444*60.328=26.81 c-1

Постоянные потери мощности

К=4874.18 Вт

Переменные потери мощности

VC=VC1+ VC2+ VC3+ VC4+ VC5+ VC6+ VC7=

=1326.1*53.626*0.03467+994.612*40.22*0.026+1044.29*42.23*0.0273+1160.356*46.923*0.0303+1160.356*46.923*0.0303+1160.356*46.923*0.0303+662.975*26.81*0.01733=9861.349 Вт

Среднесуточный КПД

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 

η=АПОЛПОТР= Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru ПОЛi*ti/( Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru ПОЛi*ti+ Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru Pi*ti)= Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru ПОЛi*ti/( Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru ПОЛi*ti+K Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru i+ Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru i)=

= Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru Ci* Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru Ci*ti/( Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru Ci* Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru Ci*tii+ Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru Pi*ti)=(1326.1*53.626*2+994.612*40.22*4+1044.29*42.23*2+1160.356*46.923*2+1160.356*46.923*2+1160.356*46.923*4+662.975*26.81*1)/(1326.1*53.626*2+994.612*40.22*4+1044.29*42.23*2+1160.356*46.923*2+1160.356*46.923*2+1160.356*46.923*4+662.975*26.81*1+1326.1*53.626*0.03467*2+994.612*40.22*0.026*4+1044.29*42.23*0.0273*2+1160.356*46.923*0.0303*2+1160.356*46.923*0.0303*2+1160.356*46.923*0.0303*4+662.975*26.81*0.01733*1)= 843794.2256/(843794.2256+107866.4)=0.887

Скольжения, соответствующие моментам нагрузки

sC1=sНОМ*MC1/MНОМ=0.039*0.8889=0.03467

sC2=sНОМ*MC2/MНОМ=0.039*0.6667=0.026

sC3=sНОМ*MC3/MНОМ=0.039*0.7=0.0273

sC4=sНОМ*MC4/MНОМ=0.039*0.7778=0.0303

sC5=sНОМ*MC5/MНОМ=0.039*0.7778=0.0303

sC6=sНОМ*MC6/MНОМ=0.039*0.7778=0.0303

sC7=sНОМ*MC7/MНОМ=0.039*0.4444 =0.0173

Приведенные токи в роторе, соответствующие моментам нагрузки

I2(C1)=U1Ф/ Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru ((RC2+R’P/sC1)2+XK2)=220/ Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru ((0.0382+0.151/0.03467)2+1.32)=48.388 A

I2(C2)=U1Ф/ Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru ((RC2+R’P /sC2)2+XK2)=220/ Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru ((0.0382+0.151/0.026)2+1.32)=36.957 A

I2(C3)=U1Ф/ Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru ((RC2+R’P /sC3)2+XK2)=220/ Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru ((0.0382+0.151/0.0273)2+1.32)=38.71 A

I2(C4)=U1Ф/ Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru ((RC2+R’P /sC4)2+XK2)=220/ Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru ((0.0382+0.151/0.0303)2+1.32)=42.705 A

I2(C5)=U1Ф/ Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru ((RC2+R’P/sC5)2+XK2)=220/ Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru ((0.0382+0.151/0.0303)2+1.32)= 42.705 A

I2(C6)=U1Ф/ Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru ((RC2+R’P/sC6)2+XK2)=220/ Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru ((0.0382+0.151/0.0303)2+1.32)= 42.705A

I2(C7)=U1Ф/ Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru ((RC2+R’P/sC7)2+XK2)=220/ Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru ((0.0382+0.151/0.0173)2+1.32)=24.967 A

Номинальный ток статора

I1НОМ=PНОМ/(3*UНОМ*cos Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru НОМ)=90000/(3*220*0.905*0.81)=186.02

Номинальный приведенный ток ротора

I2=U/ Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru ((RC2+R’P / sНОМ)2+XK2)=220/ Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru ((0.0382+0.151/0.039)2+1.32)=53.848 A

Номинальная активная мощность, потребляемая из сети

PАНОМ=3*U*I1НОМ*cos Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru НОМ=3*220*186.02*0.81=99446.292 Вт

Полные номинальные потери мощности

Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru PНОМ=P!НОМ-PНОМ=99446.292-90000=9446.292 Вт

Потребляемая активная

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
мощность при рассчитанных моментах нагрузки

PA1=MC1* Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru C1+K+VС7 =1326.1*53.626+4874.18+1326.1*53.626*0.03467=78453.122 Вт

PA2=MC2* Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru C1+K+VС7 =994.612*40.22+4874.18+994.612*40.22*0.026=45917.56 Вт

PA3=MC3* Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru C1+K+VС7 =

=1044.29*42.23+4874.18+1044.29*42.23*0.0273=50178.487 Вт

PA4=MC4* Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru C1+K+VС7 =

=1160.356*46.923+4874.18+1160.356*46.923*0.0303=60971.32 Вт

PA5=MC5* Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru C1+K+VС7 =

=1160.356*46.923+4874.18+1160.356*46.923*0.0303=60971.32 Вт

PA6=MC6* Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru C1+K+VС7 =

=1160.356*46.923+4874.18+1160.356*46.923*0.0303=60971.32 Вт

PA7=MC7* Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru C1+K+VС7 =

=662.975*26.81+4874.18+662.975*26.81*0.01733=22956.569 Вт

PAОБЩ= 380419.699 Вт

Потребляемая активная мощность при рассчитанных моментах нагрузки за время на участках цикла

PA1=(MC1* Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru C1+K+VС7)*t1=(1326.1*53.626+4874.18+1326.1*53.626*0.03467)*2=156906.243 Вт

PA2=(MC2* Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru C1+K+VС7)*t2=(994.612*40.22+4874.18+994.612*40.22

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
*0.026)*4=183670.412 Вт

PA3=(MC3* Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru C1+K+VС7)*t3=(1044.29*42.23+4874.18+1044.29*42.23*0.0273)*2=100356.973 Вт

PA4=(MC4* Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru C1+K+VС7)*t4=(1160.356*46.923+4874.18+1160.356*46.923*0.0303)*2=121942.64 Вт

PA5=(MC5* Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru C1+K+VС7)*t5=(1160.356*46.923+4874.18+1160.356*46.923*0.0303)*2=121942.64 Вт

PA6=(MC6* Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru C1+K+VС7)*t6=(1160.356*46.923+4874.18+1160.356*46.923*0.0303)*4=243885.2814 Вт

PA7=(MC7* Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru C1+K+VС7)*t7=(662.975*26.81+4874.18+662.975*26.81*0.01733)*1=22956.5694 Вт

PA=951660.76 Вт

Расход электроэнергии за сутки

AЭ=AЭ1+ AЭ2+ AЭ3+ AЭ4+ AЭ5+ AЭ6+ AЭ7=PA1*t1+ PA2*t2+ PA3*t3+ PA4*t4+ PA5*t5+ PA6*t6+ PA7*t7=

=156906.243+183670.412+100356.973+121942.64+121942.64+243885.2814+22956.5694=

=951660.76 Вт/час=951.66076 кВт/час

Ток намагничивания

I Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru = U1Ф/ Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru (RC2+ X Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru 2)=220/ Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru (0.0382+ 3.92)=56.4 A

IXX=I Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru

Реактивная мощность двигателя

Q1=3* U*IXX+3* I2(C1)’2*XK=3*220*56.4+3*1.32*48.3882=49094.89 вар

Q2=3* U1Ф*IXX+3* I2(C2)’2*XK=3*220*56.4+3*1.32*36.9572=44148.707 вар

Q3=3* U1Ф*IXX+3* I2(C3)’2*XK=3*220*56.4+3*1.32*38.712=44821.213 вар

Q4=3* U1Ф*IXX+3* I2(C4)’2*XK=3*220*56.4+3*1.32*42.7052=46470.245 вар

Q5=3* U1Ф*IXX+3* I2(C5)’2*XK=3*220*56.4+3*1.32*42.7052=46470.245 вар

Q6=3* U1Ф*IXX+3* I2(C6)’2*XK=3*220*56.4+3*1.32*42.7052=46470.245 вар

Q7=3* U1Ф*IXX+3* I2(C7)’2*XK=3*2

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 
20*56.4+3*1.32*24.9672=40384.39 вар

QОБЩ= Q1+ Q2+ Q3+ Q4+ Q5+ Q6+ Q7=

=49094.89+44148.707+44821.213+46470.245+46470.245+46470.245+40384.39=317859.935 вар

Полная мощность двигателя

S1= Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru (PA2+ Q2)*t1= Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru (49094.892+78453.1222)= 185096.74 ВА

S2= Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru (PA2+ Q2)*t2= Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru (44148.707 2+45917.56 2)=254795 ВА

S3= Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru (PA2+ Q2)*t3= Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru (44821.2132+50178.4872)= 134563.32 ВА

S4= Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru (PA2+ Q2)*t4= Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru (46470.2452+60971.322)= 153323 ВА

S5= Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru (PA2+ Q2)*t5= Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru (46470.245+60971.322)= 153323 ВА

S6= Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru (PA2+ Q2)*t6= Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru (46470.2452+60971.322)= 306646 ВА

S7= Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru (PA2+ Q2)*t7= Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru (46470.2452+22956.5692)= 46451.034 ВА

SОБЩ= S1+ S2+ S3+ S4+ S5+ S6+S7=

=185096.74+254795+134563.32+153323+153323+306646+46451.034=

=1234198.088 ВА

Коэффициент мощности

cos Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru Ц= Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru Ai*ti/( Расчёт расхода электроэнергии за сутки, среднесуточного КПД и коэффициента мощности. - student2.ru i*ti)= 951660.76/1234198.088=0.771

Заключение

В ходе расчётов был выбран асинхронный двигатель с фазным ротором 4АНК315M10У3 мощностью 90 кВт частотой вращения 576.382 об/мин. Для ограничения пускового тока в цепь ротора данного двигателя были введены добавочные резисторы. При проверке двигателя на перегрев были обнаружены довольно значительные потери мощности, что связано с малым временем переключения ступеней пускового реостата. Из-за большого значения КПД электропривода в исходных данных, среднесуточное КПД, полученное расчётным путём имеет очень большое значение.

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 

Описание схемы силовой цепи электропривода

КМ1…КМ7 – контакторы

RДОБ1… RДОБ6 – добавочные сопротивления

М – двигатель

ТР – рабочий тормоз

Список использованной литературы

1. Соколов М.М. Автоматизированный электропривод общепромышленных механизмов. М.: Энергия, 1976.

2. Ключев В.И., Терехов В.М. Электропривод и автоматизация общепромышленных механизмов. М.: Энергия, 1980.

3. Вешеневский С.Н. Характеристики двигателей в электроприводе. М.: Энергия, 1997.

Изм.
Лист
№ докум.
Подпись
Дата
Лист
 

4. Ромакин Н.Е. Машины непрерывного транспорта: учебное пособие для студентов высщих учебных заведений/ Н.Е. Ромакин. – М.: Издательский центр «Академия», 2008. – 432 с.

5. Спиваковский А.О., Дьячков В.К. Траспортирующие машины: Учебное пособие для машинострительных вузов. – 3-е изд., перераб. – М.: Машиностроение, 1983. -487 с.

6. Конвейеры: Справочник/ Р.А. Волков, А.Н. Гнутов, В.К. Дьячков и др. Под общ. ред. Ю.А. Пертена. Л.: Машиностроение, Ленинградское отделение, 1984. 367 с.

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

Наши рекомендации