Выбор асинхронного двигателя для смесителя кормов. Расчёт продолжительности пуска приводного двигателя методом площадей. Принципиальная схема управления технологической установкой. Проверка на устойчивость работы двигателя выгрузного транспортёра.
Электрическим приводом, или сокращенно электроприводом, называют электромеханическую систему, состоящую в обобщенном виде из электродвигательного, преобразовательного, передаточного и управляющего устройств и предназначенную для приведения в движение исполнительных органов рабочей машины и управления этим движением. Проверяем выбранный двигатель на перегрузочную способность: Так как скорость изменяется не значительно, то моменты можно заменить на мощности: Т.к. условие выполняется, то оставляем этот двигатель. Согласно уравнению движения электропривода, находим время разгона на каждом вертикальном участке по формуле: где J - суммарный приведенный момент инерции электропривода,-момент инерции двигателя Для асинхронного двигателя базового закрытого исполнения отношение постоянных и переменных потерь: И поэтому номинальные потери составляют постоянных потерь: Найдем потери на каждом участке нагрузочной диаграммы: Найдем средние потери за цикл: Тепловой режим работы двигателя не будет нарушен. , Проверяем выбранный двигатель на перегрузочную способность: Так как скорость изменяется не значительно, то моменты можно заменить на мощности: Т.к. условие выполняется, то оставляем этот двигатель.
Введение
Электрическим приводом, или сокращенно электроприводом, называют электромеханическую систему, состоящую в обобщенном виде из электродвигательного, преобразовательного, передаточного и управляющего устройств и предназначенную для приведения в движение исполнительных органов рабочей машины и управления этим движением.
Основное назначение электропривода как технологической электроустановки - преобразование электрической энергии в механическую энергию движения исполнительных органов машин и механизмов.
Исторически сложилось так, что электрический привод изза своего исключительного значения и широкого распространения, в результате которого на долю электропривода приходится потребление свыше 60% вырабатываемой в стране электроэнергии, выделен из общих технологических электроустановок для отдельного рассмотрения.
Выбор асинхронного двигателя для смесителя кормов
Режим работы двигателя повторно кратковременный с продолжительным включением. 3 минуты остановка, 2 минуты 1КВТ, 2 минуты 6КВТ, 2 минуты 5КВТ.
Рисунок 1 - Нагрузочная диаграмма электропривода
3 2 2 2=9
Тип 4A100L4У3
Проверяем выбранный двигатель на перегрузочную способность: Так как скорость изменяется не значительно, то моменты можно заменить на мощности:
Т.к. условие выполняется, то оставляем этот двигатель.
Расчет продолжительности пуска приводного двигателя методом площадей
Найдем критическое скольжение, частоту вращения, критический момент и номинальный момент
Находим частоту вращения min точки и пусковой момент
Находим момент, используя формулу Клоса: Найдем частоты вращения, исходя из того, что в точке скольжения возьмем равной половине, во второй среднее между номинальным и критической: Находим моменты в этих точках
Сводим все данные в таблицу
S 0 0,026 0,13 0,15 0,21 0,8 1
1500 1461 1305 1275 1185 500 0
M, Нм 0 28,46 30,25 32,35 31 15 11
27,3 26,2 22 21,2 19,5 7,5 5,14
Для нахождения времени пуска электропривода на одном чертеже строим механическую характеристику двигателя и механическую характеристику производственного механизма =0,2Мн 0,8 Мн(n/nн).
Рисунок 2 - Механическая характеристика двигателя
Находим зависимость динамического момента от частоты Мдин(n) = Мд(n) - Мс(n) как графическую разность характеристик. Аппроксимируем полученную характеристику ступенчатой кривой. Для достижения необходимой точности число ступеней должно быть не менее 5.
Согласно уравнению движения электропривода, находим время разгона на каждом вертикальном участке по формуле: где J - суммарный приведенный момент инерции электропривода, -момент инерции двигателя
-изменение скорости на i-том участке динамический момент на i-том участке
Общее время разгона электропривода: Расчет потерь двигателя в процессе пуска
Найдем номинальные потери двигателя
Для асинхронного двигателя базового закрытого исполнения отношение постоянных и переменных потерь: И поэтому номинальные потери составляют постоянных потерь: Найдем потери на каждом участке нагрузочной диаграммы: Найдем средние потери за цикл: Тепловой режим работы двигателя не будет нарушен.
Производим расчет механической характеристики двигателя
Рассчитаем коэффициенты тепловой и механической перегрузки: Для асинхронных двигателей двигатель смеситель корм транспортер
Выбор асинхронного двигателя для привода выгрузного транспортера
Рассчитываем номинальную мощность электродвигателя выгрузного транспортера работающего в кратковременном режиме в течении 6 минут с нагрузкой на валу 1 КВТ: Так как, то формула примет вид: Тип 4А71А4У3
, Проверяем выбранный двигатель на перегрузочную способность: Так как скорость изменяется не значительно, то моменты можно заменить на мощности:
Т.к. условие выполняется, то оставляем этот двигатель.
Описание работы схемы
Если необходимо остановить двигатель смесителя кормов, нажимается кнопка SB2. Размыкается цепь катушки магнитного пускателя. Он отпускает, разрывается цепь питания двигателя, он останавливается. При возникновении коротких замыканий в схеме срабатывает электромагнитный расцепитель автоматического выключателя и размыкает его контакты или перегорают предохранители FU1 - FU3. От перегрузок защищает тепловой расцепитель автоматического выключателя (если он предусмотрен в данной модификации) или тепловое реле КК1. Время срабатывания данных защит находится в пределах десятков секунд. При срабатывании теплового реле размыкается его контакт в цепи управления двигателем, что приводит к обесточиванию катушки магнитного выключателя и отключению двигателя. Также тепловое реле способно защитить двигатель при перегорании одной или двух плавких вставок. При этом в оставшейся фазе будут протекать повышенные токи, от которых и происходит срабатывание защиты.
Если необходимо остановить двигатель выгрузного транспортера, то нажимается кнопка SB4. Размыкается цепь катушки магнитного пускателя. Он отпускает, разрывается цепь питания двигателя, он останавливается. При возникновении коротких замыканий в схеме срабатывает электромагнитный расцепитель автоматического выключателя и размыкает его контакты или перегорают предохранители FU4 - FU6. От перегрузок защищает тепловой расцепитель автоматического выключателя (если он предусмотрен в данной модификации) или тепловое реле КК2. Время срабатывания данных защит находится в пределах десятков секунд. При срабатывании теплового реле размыкается его контакт в цепи управления двигателем, что приводит к обесточиванию катушки магнитного выключателя и отключению двигателя. Также тепловое реле способно защитить двигатель при перегорании одной или двух плавких вставок. При этом в оставшейся фазе будут протекать повышенные токи, от которых и происходит срабатывание защиты.
Выбор аппаратуры управления и защиты
Все выбираемые аппараты должны быть рассчитаны на рабочее напряжение не ниже 380 В. Ток главных контактов магнитного пускателя должен быть не менее номинального тока двигателя: Номинальный ток двигателя М1: Выбираем магнитный пускатель ПМЕ212 с номинальным током 10 А.
Номинальный ток двигателя М2: Выбираем магнитный пускатель ПМЕ 212 с номинальным током 6 А.
В цепи управления протекают токи, не превышающие 1 А, поэтому выбираем кнопочные станции ПКЕ 022 с номинальным током 5 А. Номинальный ток теплового реле должен отличаться от номинального тока не более чем на 15%. При наладке схемы ток теплового реле соответвующим регулятором устанавливается равным номинальному току двигателя. Для двигателя М1 номинальный ток теплового реле должен находиться от 0,85.8,6=7,31 А до 1,15.8,6=9,89. Выбираем тепловое реле РТЛ-1016. Аналогично для двигателя М2 выбираем тепловое реле РТЛ-1010. При защите группы двигателей номинальный ток плавкой вставки должен удовлетворять условию: В рассматриваемой схеме в начале производиться запуск двигателя М1, затем пуск двигателя М2. Наибольшим током схемы будет пусковой ток М1, тогда: Выбираем предохранитель ПР-2-60 с номинальным током 60 А и вставкой 35 А. Автоматический выключатель выбираем из условия: Рабочий ток установки: Выбираем автоматический выключатель А3160 с номинальным током 16 А и вставкой 16 А
Проверка двигателя на возможность пуска с номинальной нагрузкой на валу при питании от трансформатора
Для проверки двигателя на возможность пуска найдем максимально допустимое падение напряжения при пуске двигателя:
где - относительный (к номинальному) избыточный момент, идущий на разгон электропривода. Обычно принимают относительный момент трогания - момент сопротивления на валу двигателя при пуске, так как запуск проводится с номинальной нагрузкой.
Найдем падение напряжения на зажимах двигателя при пуске, которое будет складываться из падения напряжения в трансформаторе и падения напряжения в линии. Для расчетов потребуется пусковой ток двигателя Іп.дв. и номинальный ток трансформатора Ін.тр. Вычислим их.
Находим пусковой ток двигателя.
Находим номинальный ток трансформатора.
Найдем падение напряжения в линии.
Находим падение напряжения в трансформаторе.
Найдем суммарное падение напряжения
Что меньше максимально допустимого. Двигатель запустится.
Проверяем устойчивость работы двигателя выгрузного транспортера
При определении устойчивости работы двигателя М2 припуске двигателя М1, принебрегаем относительно малым рабочим током двигателя М2 по сравнению с пусковым током двигателя М1. Поэтому используем найденое ранее падение напряжения. Двигатель М2 будет устойчиво работать при пуске двигателя М1
Список литературы
1. Ковчин С.А., Сабинин Ю.А. Теория электропривода. - С. Пб.: Энергоиздат Санкт-Петербургское отделение, 2000.
2. Ильинский Н.Ф., Козаченко В.Ф. Общий курс электропривода. - М.: Энергоатомиздат, 1992.
3. Фоменков А.П. Электропривод сельскохозяйственных машин, агрегатов и поточных линий. - М.: Колос, 1984.
4. Чиликин М.Г., Сандлер А.С. Общий курс электропривода. - М.: Энергоиздат, 1981.
5. Ключев В.И. Теория электропривода. - М., Энергоатомиздат, 1985.
