История создания датчика движения: Первый прибор для обнаружения движения был изобретен немецким физиком Генрихом Герцем...
Историки об Елизавете Петровне: Елизавета попала между двумя встречными культурными течениями, воспитывалась среди новых европейских веяний и преданий...
Топ:
История развития методов оптимизации: теорема Куна-Таккера, метод Лагранжа, роль выпуклости в оптимизации...
Особенности труда и отдыха в условиях низких температур: К работам при низких температурах на открытом воздухе и в не отапливаемых помещениях допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие...
Установка замедленного коксования: Чем выше температура и ниже давление, тем место разрыва углеродной цепи всё больше смещается к её концу и значительно возрастает...
Интересное:
Распространение рака на другие отдаленные от желудка органы: Характерных симптомов рака желудка не существует. Выраженные симптомы появляются, когда опухоль...
Национальное богатство страны и его составляющие: для оценки элементов национального богатства используются...
Финансовый рынок и его значение в управлении денежными потоками на современном этапе: любому предприятию для расширения производства и увеличения прибыли нужны...
Дисциплины:
2022-02-10 | 33 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Энергетика ЭП
Метод эквивалентного тока
Потери в двигателях примерно пропорциональны квадрату тока в его обмотках. Зная график тока, протекающего по обмоткам двигателя, можно определить для каждого конкретного режима работы значение тока Iэ характеризующее его нагрев.
Эквивалентный ток Iэ – это такой неизменный по величине ток, который вызывает такой же нагрев электродвигателя, как и реально протекающий изменяющийся по величине ток в соответствии с графиком нагрузки механизма.
ΔAcт= ΔAрот·r1/r2
(12.2)
Условие проверки двигателя на нагрев будет:
Iэ≤ Iном (12.3)
Метод эквивалентного момента
Если момент двигателя пропорционален току, то можно пользоваться методом эквивалентного момента.
Эквивалентный момент – это такой постоянный момент нагрузки, который вызывает такой же нагрев двигателя, как и реально изменяющийся момент в соответствии с графиком работы механизма.
(12.4)
Условие правильности выбора двигателя - Мэ<Мн.
Этот метод применим для двигателей постоянного тока с независимым возбуждением, для асинхронных двигателей и других, когда момент пропорционален току.
Метод эквивалентной мощности
Если скорость двигателя изменяется мало и можно считать, что мощность пропорциональна моменту и, следовательно, току, то эквивалентная мощность будет:
(12.5)
Производить проверку двигателя на нагрев по эквивалентной мощности можно для нерегулируемых по скорости электродвигателей, у которых момент пропорционален току. Условие правильности выбора электродвигателя - Рэ < Рн.
|
Формулы (12.2), (12.4), (12.5) не учитывают условий ухудшения охлаждения у двигателей с самовентиляцией при стоянке во время пауз и при сниженной скорости вращения. С учетом этого обстоятельства можно пользоваться более точной формулой, например, для эквивалентного тока
где β1 = β3 = 0,5 – коэффициент, учитывающий ухудшение условий охлаждения в процессе разгона и торможения двигателя;
β0 = 0,3 – коэффициент, учитывающий ухудшение условий охлаждения во время стоянки двигателя.
Продолжительный режим S1.
1. Определяется мощность производственного механизма, причем если нагрузка за время работы изменяется, то определяется эквивалентная мощность (момент или ток).
(12.6)
где F, М – сила, момент сопротивления, приведенные к двигателя, Н и Нм; Vн ωн – номинальная линейная и угловая скорости механизма и двигателя соответственно, м/с, с–1; ηп – кпд передачи.
Определяются мощность (момент), время работы и паузы каждой операции в цикле.
Строятся нагрузочная диаграмма и тахограмма.
3. Если нагрузка переменная, то определяется эквивалентный момент или ток.
В случае, если расчетная ПВ не соответствует стандартной, то эквивалентную мощность приводят к стандартной по формуле
(12.10)
Энергетика ЭП
Расчет мощности и выбор типа электродвигателя для разных режимов работы
При выборе приводного электродвигателя решается комплекс вопросов:
ü расчет мощности электродвигателя;
ü расчет номинальной скорости вращения (вместе с определением передаточного отношения механической передачи);
ü выбор двигателя в соответствии с режимом его работы по условиям нагрузки;
|
ü выбор двигателя по условиям пуска;
ü определение необходимой степени защиты оболочки двигателя;
ü выбор конструктивного исполнения на соответствие условиям окружающей среды;
ü выбор системы охлаждения двигателя.
По условиям окружающей среды двигатели изготавливают в следующих климатических исполнениях У, УХЛ, Т, М, ОМ (ГОСТ 15543-70) (для умеренного, умеренного и холодного, тропического и морского климата).
По степени защиты персонала от соприкосновения с токоведущими и движущимися частями и попадания посторонних тел внутрь машины, а также степени защиты от проникновения воды внутрь машины, они выпускаются в следующих исполнениях:
1РОО - открытая электрическая машина, специальная защита отсутствует;
1Р10, 1Р20 - машина, защищенная от прикосновения и попадания посторонних предметов;
1Р11...1Р43 - машина, защищенная от капель воды, от прикосновения и попадания посторонних предметов;
1Р44-1Р54 - закрытая машина, защищенная от брызг, прикосновения и попадания посторонних предметов;
1Р55...1Р58 - закрытые машины, защищенные от водяных струй (1Р55) и от проникновения воды внутрь при неограниченно длительном погружении в воду (1Р58).
Кроме того, выпускаются машины для работы во взрывоопасной среде и в особых условиях окружающей среды.
По способу охлаждения двигатели подразделяют на машины с естественным охлаждением, с самовентиляцией, имеющие вентилятор на валу двигателя (защищенные или закрытые) и с независимой вентиляцией.
Для электроприводов, предназначенных для работы в динамических режимах (механизмы циклического действия, следящие электроприводы и другие) стремятся выбирать двигатель с пониженным моментом инерции ротора (якоря). Для таких условий изготавливаются малоинерционные двигатели. Для машин с кри-вошипно-шатунной кинематикой применяют двигатели с повышенным моментом инерции. Для электроприводов, работающих в повторно-кратковременном режиме и в неблагоприятных условиях эксплуатации, связанных с механическими нагрузками, воздействием повышенной влажности, температуры и прочее, изготавливаются двигатели специального конструктивного исполнения - двигатели краново-металлургических серий.
При выборе номинальных параметров электропривода возникает задача выбора величины передаточного коэффициента редуктора (или другой передачи), соединяющего вал электродвигателя с рабочим органом машины. Синхронные и асинхронные двигатели выпускаются с высокими скоростями вращения (синхронная скорость обычно 3000, 1500, 1000, 750, 600 об/мин), в то время как скорость рабочего органа, как правило, требуется значительно ниже. Для снижения скорости и соответствующего повышения момента на валу рабочего органа необходимо использование понижающей передачи (редуктора).
|
Следует иметь в виду, что масса, габаритные размеры электродвигателя (а, следовательно, его стоимость) определяются не его номинальной мощностью, а номинальным моментом.
(12.1)
где Рн – номинальная мощность двигателя, Вт;
Мн – номинальный момент двигателя, Нм;
ωн – номинальная угловая скорость двигателя, 1/с;
пн – номинальная скорость вращении, об/мин.
Номинальный момент двигателя пропорционален объему активных частей электрической машины и принятыми для этой машины величин электрических и электромагнитных нагрузок: допустимой плотности тока в обмотках А (А/мм2) и индукции в магнитопроводе В(Тл), т.е.
Мн = к D2 L · A · B
где D и L – диаметр и длина активной части ротора двигателя.
Приближенно можно считать, что габариты и вес активных частей двигателя пропорциональны номинальному моменту. Например, двигатель с номинальной скоростью вращения (асинхронной) - 750 об/мин будет примерно в 4 раза больше (по активным частям) и дороже, чем двигатель той же мощности, но с номинальной (синхронной) скоростью 3000 об/мин.
Исходя из этого, конструктору при выборе кинематической схемы привода следует выбирать, чему отдать предпочтение: электродвигателю меньшего веса и меньших габаритов, но с редуктором, имеющим большое передаточное отношение, или большему по габаритам и весу электродвигателю в сочетании с более простым редуктором с меньшим передаточным отношением или вообще обойтись без механической передачи. Выбор производится, исходя из технико-экономических соображений и удобства компановки конструкций рабочей машины в целом.
|
Для электроприводов малой и средней мощности (до 200 кВт), как правило, применяются редукторные электроприводы. Современным конструкторским решением является использование моторредукторов, в которых электродвигатель и редуктор объединены в один конструктивный узел.
Мощность приводного электродвигателя рассчитывается, исходя, главным образом, из трех условий:
1. Нагрев двигателя во время работы не должен превосходить допустимый для данного класса изоляции.
2. Перегрузочная способность двигателя должна быть достаточной, чтобы обеспечивать кратковременно максимальные значения момента, определяемые, как правило, динамическими режимами пуска или торможения.
3. В случае привода механизмов с большим моментом инерции или для механизмов, имеющих большое число включений в час пусковые потери в двигателе не должны приводить к перегреву ротора.
Нагрев двигателя сверх допустимого значения приводит к ускорению старения изоляции и выходу двигателя из строя. Допустимый нагрев зависит от класса применяемой изоляции для обмоток двигателя.
Таблица 12.1
Допустимые температура нагрева и превышение температуры электродвигателя для различных классов изоляции
Параметры | Класс изоляции | |||
Е | В | F | H | |
Допустимая температура нагрева изоляционного материала (СТ-СЭВ 782-77), 0С | 120 | 135 | 155 | 180 |
Допустимая температура нагрева обмоток электродвигателя (ГОСТ 183-74), 0С | – | 120 | 140 | 165 |
Допустимое превышение температуры (ГОСТ 183-74), 0С | 75 | 80 | 100 | 125 |
Расчеты температуры перегрева двигателя в соответствии с известной нагрузочной диаграммой являются весьма трудоемкими. Наиболее точным методом является метод средних потерь энергии в двигателе Δ Рср. Для каждой величины нагрузки определяют значение потерь в двигателе и далее находят среднее значение потерь за цикл работы. Такой метод редко применяется из-за сложности расчета потерь. Поэтому на практике пользуются косвенными методами оценки нагрева двигателя. Наиболее часто применяются методы эквивалентных
При выборе номинальных параметров электропривода возникает задача выбора величины передаточного коэффициента редуктора (или другой передачи), соединяющего вал электродвигателя с рабочим органом машины. Синхронные и асинхронные двигатели выпускаются с высокими скоростями вращения (синхронная скорость обычно 3000, 1500, 1000, 750, 600 об/мин), в то время как скорость рабочего органа, как правило, требуется значительно ниже. Для снижения скорости и соответствующего повышения момента на валу рабочего органа необходимо использование понижающей передачи (редуктора).
|
Следует иметь в виду, что масса, габаритные размеры электродвигателя (а, следовательно, его стоимость) определяются не его номинальной мощностью, а номинальным моментом.
(12.1)
где Рн – номинальная мощность двигателя, Вт;
Мн – номинальный момент двигателя, Нм;
ωн – номинальная угловая скорость двигателя, 1/с;
пн – номинальная скорость вращении, об/мин.
Номинальный момент двигателя пропорционален объему активных частей электрической машины и принятыми для этой машины величин электрических и электромагнитных нагрузок: допустимой плотности тока в обмотках А (А/мм2) и индукции в магнитопроводе В(Тл), т.е.
Мн = к D2 L · A · B
где D и L – диаметр и длина активной части ротора двигателя.
Приближенно можно считать, что габариты и вес активных частей двигателя пропорциональны номинальному моменту. Например, двигатель с номинальной скоростью вращения (асинхронной) - 750 об/мин будет примерно в 4 раза больше (по активным частям) и дороже, чем двигатель той же мощности, но с номинальной (синхронной) скоростью 3000 об/мин.
Исходя из этого, конструктору при выборе кинематической схемы привода следует выбирать, чему отдать предпочтение: электродвигателю меньшего веса и меньших габаритов, но с редуктором, имеющим большое передаточное отношение, или большему по габаритам и весу электродвигателю в сочетании с более простым редуктором с меньшим передаточным отношением или вообще обойтись без механической передачи. Выбор производится, исходя из технико-экономических соображений и удобства компановки конструкций рабочей машины в целом.
Для электроприводов малой и средней мощности (до 200 кВт), как правило, применяются редукторные электроприводы. Современным конструкторским решением является использование моторредукторов, в которых электродвигатель и редуктор объединены в один конструктивный узел.
Мощность приводного электродвигателя рассчитывается, исходя, главным образом, из трех условий:
4. Нагрев двигателя во время работы не должен превосходить допустимый для данного класса изоляции.
5. Перегрузочная способность двигателя должна быть достаточной, чтобы обеспечивать кратковременно максимальные значения момента, определяемые, как правило, динамическими режимами пуска или торможения.
6. В случае привода механизмов с большим моментом инерции или для механизмов, имеющих большое число включений в час пусковые потери в двигателе не должны приводить к перегреву ротора.
Нагрев двигателя сверх допустимого значения приводит к ускорению старения изоляции и выходу двигателя из строя. Допустимый нагрев зависит от класса применяемой изоляции для обмоток двигателя.
Таблица 12.1
Допустимые температура нагрева и превышение температуры электродвигателя для различных классов изоляции
Параметры | Класс изоляции | |||
Е | В | F | H | |
Допустимая температура нагрева изоляционного материала (СТ-СЭВ 782-77), 0С | 120 | 135 | 155 | 180 |
Допустимая температура нагрева обмоток электродвигателя (ГОСТ 183-74), 0С | – | 120 | 140 | 165 |
Допустимое превышение температуры (ГОСТ 183-74), 0С | 75 | 80 | 100 | 125 |
Расчеты температуры перегрева двигателя в соответствии с известной нагрузочной диаграммой являются весьма трудоемкими. Наиболее точным методом является метод средних потерь энергии в двигателе Δ Рср. Для каждой величины нагрузки определяют значение потерь в двигателе и далее находят среднее значение потерь за цикл работы. Такой метод редко применяется из-за сложности расчета потерь. Поэтому на практике пользуются косвенными методами оценки нагрева двигателя. Наиболее часто применяются методы эквивалентных величин: тока, момента или мощности.
|
|
Архитектура электронного правительства: Единая архитектура – это методологический подход при создании системы управления государства, который строится...
Автоматическое растормаживание колес: Тормозные устройства колес предназначены для уменьшения длины пробега и улучшения маневрирования ВС при...
Типы сооружений для обработки осадков: Септиками называются сооружения, в которых одновременно происходят осветление сточной жидкости...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰)...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!