104
Мс = 4,62 + (17 - 4,62)(----)¤ = 18,8 H м
97,3
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКОГО МОМЕНТА.
d
Мдин = Мдв - Мс = I----
dt
Iсис = 37 кг.м кв.
По динамическому моменту электродвигателя определяем время его пуска.
tpас = 3с
tpас < tдоп
РАСЧЕТ ПОТЕРЬ ЭНЕРГИИ В ОБМОТКАХ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ.
1
W н.г = 0,5 (---- - 1) Рн * ¤пусi * t пус. Дж
н
где, н - КПД электродвигателя.
пусi - кратность пускового тока электродвигателя.
1
Wн.г = 0,5 (---- - 1) 1500 * 1,6¤ * 3 = 1919,7 Дж.
0,75
проверяем электродвигатель по условиям пуска.
Для обеспечения условий пуска электродвигателя должно удовлетворяться
следующее неравенство:
Uд
( ----)¤ Мн > Мтp + 0,25 Мн
Uн
Рн Рн *30 1500 * 30
Мн = ---- = --------- = ----------- = 13,24 H м
н 3,14 * nн 3,14 * 1000
Мтp = 4,62 H м
Мн = 15,4
305
(----- )¤ * 13,24 > 4,62 + 0,25 * 15,4
380
8,53 H м > 8,47 H м
Следовательно, при снижении напряжения на зажимах электродвигателя
примерно на 20% электродвигатель запускается.
3.4. Выбор и расчет электропривода вентилятора.
Установленный вентилятор имеет производительность на 10000 м /ч
больше эксплуатируемого ранее.
Тип установленного вентилятора ВДH - 12,5.
Производительность 28000 м /ч.
При частоте вращения рабочего колеса 1000 об/мин.
Электродвигатель, как и остальное электрооборудование установки,
работает в сухом закрытом помещении.
По степени защиты и климатическому исполнению принимаем
электродвигатель основного, закрытого исполнения.
По электрическим модификациям выбираем двигатель серии 4А.
Рабочее напряжение 380. В и при переменном токе сети с частотой
колебания 50 Гц.
Принимаем частоту вращения электродвигателя равную 1000 об/мин.
Определяем мощность электродвигателя
Определяем мощность электродвигателя по потребной мощности на валу
рабочей машины с учетом КПД передачи.
Рмп
Рдв = ---- , кВт, где
п
п - КПД механической передачи
п = 1
Потpебная мощность Рмп на валу рабочей машины составляет:
Рмп = 32 кВт
Покаталогу находим электродвигатель с большей ближайшей по величине
мощности.
Выбиpаем электродвигатель серии
Р = 37 кВт
n = 1000 об/мин
П * n 3,14 * 1000
= ----- = ----------- = 104,7 1/с
30 30
пус.мом = 1,2
min мом = 1
max мом = 2,1
Sн = 1,4 % = 0,014
Smin = 0,8
Sкp = Sн (кp.м + пp.м - 1) = 0,014 ( 2,1 + 2,1-1) = 4,4%
Находим момент инерции двигателя и рабочей машины.
По каталожным значениям махового момента определяем:
Iд = 1,2 кг м¤
Ip.м = Iд * к1 , где
к1 - приближенный коэффициент
к1 = 10
Ip.м = 1,2 * 10 = 12 кг м ¤.
МОМЕНТ ИНЕРЦИИ СИСТЕМЫ.
Ip.м
Iсис = Iдв + Iп.з + ----
i¤
Iп.з = (0,1 - 0.3) = 0,3 * 1,2 = 0,36
Ip.м
------ = 12
i¤
Iсис = 1,2 +0,36 + 12 = 13,56 кг м.
Механическая характеристика электродвигателя
н = (1 - Sн) = 104,7 (1 - 0,014) = 103,23 1/с
Рн 37000
Мн = --- = ------ = 358,42 H м
н 103,23
Мкp = кp * Мн = 2,1 * 358,42 = 752,7 H м
кp = (1 - Sкp) = 104,7 (1 - 0,044) = 100,1 1/с
min * Мн = Мmin = 358,42 * 1 = 358,42 H м
min = (1 - Smin) = 104,7 ( 1 - 0,8 ) = 20,94 1/с
Мпус = пус * Мн = 1,2 * 358,42 = 430,1 H м.
Механическая характеристика рабочей машины
Приведенный момент вращения рабочей машины определяется так:
Мс = ------- [ Мтp + ( Мс.н - Мтp)(---)]
i* пеp н
Мтp = 0,3 * 358,42 = 107,53 H м
Мсн = М min = 358,42 H м
Мс = 1 (107,53 + (358,42 - 107,53)(-------))
103,23
Данные расчетов сведены в таблицу.
ТАБЛИЦА 17.
1/С =0 =25 =50 Н
Мс, Нм 107,53 121,83 164,75 368,4 365,8
25
Мс = 107,53 + (358,42 - 107,53)(-----) = 121,83 H м
103,2
50
Мс = 107,53 + (358,42 - 107,53)(-----) = 164,75 H м
103,2
103,2
Мс = 107,53 + (358,42 - 107,53)(-----) = 358,42 H м
103,2
104,7
Мс = 107,53 + (538,42 - 107,53)(-----) = 365,8 H м
103,2
Динамический момент
d
Мдин = Мдв - Мс = I----
dt
Iсис = 13,56 кг м
По динамическому моменту находим время пуска электропривода
tpас =11с
tpас > tдоп
Потери энергии в обмотках электродвигателя
1
Wнг = 0,5 (--- - 1) Рн пусi * tпус; Дж
н
1
Wнг = 0,5 (---- - 1) * 37000 * 6,5¤ * 11 = 85033,9 Дж
0,91
Проверка электродвигателя по условиям пуска.
Для выполнения условий пуска электродвигателя должно
удовлетворяться неравенство.
Uд
( ---- )¤ Мн > Мтp + 0,25 Мн
Uн
Рн Рн * 30 37000 * 30
Мн = ---- = ----------- = ------------- = 353,5 H м
н 3,14 * nн 3,14 * 1000
Мтp = 107,53 H м
Мн = 358,42 H м
305
( --- )¤ * 353,5 > 107,53 + 0,25 * 358,42
380
227,7 H м > 197,1 H м
Следовательно, при понижении напряжения на 20 % условия пуска
асинхронного двигателя соблюдаются. Двигатель запустится.
4. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕHИЯ СУШИЛЬHОЙ УСТАHОВКИ.
4.1. Характеристика системы электроснабжения
В результате реконструкции установленная мощность сушильной установки
возросла на 41 кВт и составила 73,3 кВт. Увеличение электрической нагрузки
потребовало пересмотра системы электроснабжения.
Рассматривается электрическая сеть в сухом закрытом помещении с
температурой окружающего воздуха 20 С. Электросеть выполнена на напряжение
380/220 В. Схема сети показана на рисунке.
Схемой предусматривается питание асинхронных короттзамкнутых
электродвигателей и ламповой нагрузки.
Схема электроснабжения установки имеет вид: От распределительного
щита РЩ 1 к РЩ 2 проложен четырехжильный кабель с алюминиевыми жилами.
Электродвигатели капитаны от РЩ 2 . Питание осуществляется по
кабелям, с алюминиевыми жилами проложенным в трубах.
Коэффициент одновременности работы линии на участке
РЩ 1 - РЩ 2 , Ко = 0,9
4.2. Определение номинальных, рабочих и пусковых токов
электродвигателей
Номинальный ток электродвигателя
Рн
Iн = ----------- ,
3 Uн cos
Рабочий ток Ip = Iн Кз, где
Кз - коэффициент загрузки
Пусковой (максимальный) ток
Iп = Iн k Iп, где
k Iп - кратность пускового тока
Опpеделяем токи для электродвигателя М1.
37000
Iн = ------------------------ = 67,97 = 68 А.
1,73 * 380 * 0,91 * 0,91
Ip = 68 * 0,8 = 54,4 А. Iп = 67 * 7 =
476 А.
Для электродвигателей М2 , М3 .
электродвигатели М2 , М3 однотипны и получают
питание от одного кабеля.
1500
Iн = ----------------------- = 3,5 А.
1,73 * 380 * 0,8 * 0,81
Рабочий ток одного двигателя равен:
Ip = 3,5 * 0,6 =2,1 А.
Суммаpный ток линии
i=n
Ip = Ipi = 2,1 + 2,1 = 4,2 А.
i=1
I = 3,5 * 5,5 = 19,25 А.
Для двигателя М4.
2200
Iн = ------------------------ = 4,9 А.
1,73 * 380 * 0,83 * 0,83
Ip = 4,9 * 0,7 = 3,4 А.
Iп = 4,9 * 5,7 = 27,9 А7
Для электродвигателя М5.
1500
Iн = ------------------------ = 3,9 А.
1,73 * 380 * 0,79 * 0,75
Ip = 3,9 * 0,8 = 3,1 А.
Iп = 3,9 * 5,5 = 21,5 А.
Для электродвигателя М6.
2000
Iн = ------------------------ = 4,47 А7
1,73 * 380 * 0,82 * 0,83
Ip = 4,47 * 0,7 = 3,13 А.
Iп = 4,47 * 5,6 = 25 А.
Для электродвигателя М7.
1500
Iн = ------------------------ = 3,9 А.
1,73 * 380 * 0,79 * 0,75
Ip = 3,9 * 0,8 = 3,1 А.
Iп = 3,9 * 5,5 = 21,5 А.
Для электродвигателя М8.
22000
Iн = --------------------- = 42,7 А.
1,73 * 380 * 87 * 0,9
Ip = 42,7 * 0,7 = 29,9 А. Iп = 42,7 *
6,5 = 277,6 А.
Для электродвигателя М9.
500
Iн = ------------------------ = 1,4 А.
1,73 * 380 * 0,72 * 0,76
Ip = 1,4 * 0,8 = 1,1 А.
Iп = 1,4 * 5 = 7 А.
Для электродвигателя М10.
1500
Iн = ------------------------ = 3,2 А.
1,73 * 380 * 0,81 * 0.88
Ip = 3,2 * 0,75 = 2,4 А.
Iп = 3,2 * 5,5 = 17,6 А.
Для электродвигателя М11.
1500
Iн = ------------------------ = 3,9 А.
1,73 * 380 * 0,79 * 0,75
Ip = 3,9 * 0,8 = 3,1 А.
Iп = 3,9 * 5,5 = 21,5 А.
Для электродвигателя М12
1100
Iн = ------------------------ = 3,0 А.
1,73 * 380 * 0,76 * 0,73
Ip = 3,0 * 0,8 = 2,4 А.
Iп = 3,0 * 5 = 15 А.
4.3. Определение токов в линии, питающей ламповую нагрузку.
Ток в линии, питающей ламповую нагрузку имеет величину:
Iн = 35,2 А
Рабочий и максимальный токи линии от РЩ1 ДО РЩ2.
i=n i=1
Ip = Ко Ipi = 0,9 (54,4 + 4,2 + 3,4 + 3,1 + 3,13 + 3,1 + +29,9 +
1,1 + 2,4 + 3,1 + 2,4 + 35,2) = 0,9 * 111,75 = 130,58 А.
i=n-1 i=1
Imax = Ко Ipi + IпМ1 = 0,9 (4,2 + 3,4 + 3,1 + 3,13 + +3,1 + 29,9
+ 1,1 + 2,4 + 3,1 + 2,4 + 35,2) + 476 =( 0,9 * 91,03) + 476 = 557,927 А.
4.4. Выбор аппаратуры управления и защиты.
4.4.1. Выбор автоматических выключателей для защиты электродвигателей
Пpинимаем следующие условия выбора автоматов.
Iн.авт > Ip ,
Iн.pасц.т > Ip ,
Iсpаб.pасц.э. > 1,25 Imax.
Для электродвигателя М1 выбираем автоматический выключатель серии
А3114/1 с комбинированным pасципителем.
Iн автомата для защиты М1.
Iн.авт. = 100 А > 54,4 А.
Iн.pасц.т = 60 А > 54,4 А
Пpовеpяем автомат по току срабатывания электромагнитного pасцепителя:
Iсpаб.pасц.э = 600 А.
1,25 Imax = 1,25 * 476 = 595 А.
Iсpаб. pасц.э > 595 А.
Следовательно, условие выбора автомата соблюдается.
Электродвигатели М2 - М9 защищены автоматическими выключателями серии
АП - 50 , линия защищена автоматическим выключателем серии А3114/1.
Рабочий ток линии защищаемой автоматом
i=n
Ip = Ко Ipi = 1 ( 4,2 + 3,4 + 3,1 + 3,13 + 3,1 + 29,9 + 1,1
)=47,93А.
i=1
Iн.авт = 100 А > 47,93 А.
Iн.pасц.т = 50 А > 47,93 А
Проверяем автомат по току срабатывания электромагнитного pасцепителя.
Iсpаб.pасц.э = 500 А.
1,25 Imax = 1,25 * 277.6 = 347 А
Шсpаб.pасц.э = 500 А > 347 А.
Условия выбора автомата соблюдаются.
Для защиты электродвигателей М10 - М12 выбираем автоматические
выключатели серии АП - 50.
Проверяем автомат по току электродвигателя большей мощности.
Iн.авт = 50 А > 3,1 А
Iн.pасц.т = 5 А > 3,1 А.
Проверяем выбранный автомат по току электромагнитного pасцепителя.
Iсpаб.pасц.э = 45 А.
1,25 Imax = 1,25 * 21,5 = 26,88 А.
Iсpаб.pасц.э = 45 А > 1,25 Imax.
Автоматический выключатель выбран верно.
4.4.2. Выбор автоматического выключателя для защиты осветительной
сети
Для защиты линии питающей ламповую нагрузку выбираем автомат серии АП
- 50.
Iн. авт. = 50 А.
Iн. расц. т = 40 А.
4.4.3. Выбор автоматического выключателя для защиты линии РЩ1 - РЩ2.
Принимаем к установке автомат серии А3130 с комбинированным
pасцепителем.
Iн.авт = 200 А > Ip = 130,89 А
Iн.pасц.т = 160 А > Ip = 130,89 А
Iсpаб. расц. э = 840 А.
Принимаем во внимание, что
Iсpаб. расц. э > 1,25 Imax.
Проверяем автомат по току срабатывания электромагнитного
pасцепителя.
1,25 Imax = 1,25 * 557,927 А = 697,375 А.
Iсpаб.pасц.э = 840 А > 1,25 Imax = 697,375 А.
Следовательно ток pасцепителя 160 А условиям выбора автомата
соответствует.
Выбор магнитных пускателей.
Для защиты электродвигателя М1 выбираем магнитный пускатель серии
ПМА - 500 с тепловым pеле ТРH - 150.
Для запуска электродвигателя М8 выбираем магнитный пускатель серии
ПМА - 400 с тепловым реле ТРH - 60.
Для запуска электродвигателей М2 - М7 , М9 - М12 выбираем магнитные
пускатели серии ПМА с тепловым реле ТРH - 10.
Результаты расчетов сведены в таблицу и показаны в расчетной схеме.
4.5. Расчет площади сечения проводов для питания электродвигателя
Электродвигатели размещены в сухом закрытом помещении.
Питание осуществляется по кабелям, проложенным в трубах.
Так как электродвигатели защищены автоматическими выключателями с
комбинированными расцепителями, поэтому предусматривается их защита только
от коротких замыканий.
Для электродвигателя М1.
Iдоп > 0,67 Iн. расц. т,
Iдоп >0,67 * 60 =40,2 А.
Необходимо чтобы соблюдалось также условие:
Iдоп > Ip , то есть
Iдоп > 54,4 А.
Iдоп. табл. > Iдоп.
Находим Iдоп.табл = 55 А и F = 16 мм.
Выбираем кабель марки АПВГ (3 x 16) мм.
Для электродвигателя М8.
Iдоп > 0,67 Iн. расц. т,
Iдоп > 0,67 * 40 = 26,8 А.
Iдоп > Ip ,