Определить мощность на валу скребкового транспортера, подающего корнеплоды в измельчитель (см. пример 1).

Длина транспортера 15 м, угол наклона транспортера 20є, высота скребка 0,05 м, ширина скребка 0,4 м. Частота вращения приводного вала транспортера 20 об/мин, скорость движения цепи 0,3 м/с. Объем бункера мобильного транспортера 2 м³. Интервал времени между загрузками кормораздатчика 20 мин.

Решение

Подача скребкового транспортера Q, т/ч, определяется по формуле

Н - высота скребка, м;

В - ширина скребка, м;

- скорость движения цепи, м/с;

- плотность груза, т/м³ / 6 /;

- коэффициент заполнения, = 0,6-0,8 / 4 /;

с - коэффициент, учитывающий степень заполнения скребков от угла наклона транспортера, при = 20є с = 0,85 / 4 /.

т/ч.

Мощность Р_м, кВт, потребную для привода скребкового транспортера, определяют по формуле

L - горизонтальная составляющая пути перемещения груза, м;

f - коэффициент сопротивления движению, f = 4,2 / 4 /;

h - высота подъема груза, м;

_Т - КПД транспортера.

Горизонтальная составляющая пути перемещения L, м, равна:

,

где L_Т - длина транспортера, м.

м.

Высота подъема груза

 м,

кВт.

К заданию 2

Нагрузочные диаграммы электродвигателя представляют собой зависимости момента сопротивления на валу электродвигателя, мощности или тока электродвигателя от времени, т.е. М_c(t). P(t), I(t). Нагрузочные диаграммы могут быть получены экспериментально или рассчитаны аналитически.

Нагрузочные диаграммы для режимов работы электродвигателя S1, S2, S3 показаны на рисунке 2.3.

Рисунок 2.3 - Графики изменения мощности Р. момента М_с на валу электродвигателя, потерь мощности ДР и превышение температуры электродвигателя над температурой окружающей среды ф для режимов работы: а - продолжительного (S1); б - кратковременного (S2); в - повторно-кратковременного (S3)

Метод обработки нагрузочных диаграмм зависит от характера кривых Р(t),I(t), M_c(t). Кривая Р(t),изображенная на рисунке 2.4, аппроксимируется отрезками прямых. Аппроксимирующая прямая проводится таким образом, чтобы площади под кривой мощности и под аппроксимирующей прямой были одинаковыми. При этом максимальная разность между ординатами кривой мощности и аппроксимирующей прямой не должна превышать половины среднего значения ординат прямой.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2.4 - Фактическая и аппроксимирующая ступенчатая нагрузочные диаграммы электродвигателя

Эквивалентную мощность Р_э ,кВт, определяют по нагрузочной диаграмме по формуле

, (2.35)

где Т - период действия нагрузки;

Р(t) - зависимость мощности от времени за расчётный период Т.

В конкретном случае (см. рисунок 2.4) эквивалентную мощность определяют по формуле

. (2.36)

При случайном характере нагрузки нагрузочная диаграмма обрабатывается методами теории вероятности. На нагрузочной диаграмме определяют приближенное значение преобладающей частоты, с которой изменяется нагрузка, и период изменения нагрузки Т_п в секундах.

Длительность участка диаграммы, подлежащего обработке, принимают равной:

. (2.37)

Интервал выборки

. (2.38)

Для определения расчётных данных минимальный объем выборки определяют по формуле

. (2.39)

Составляют таблицу выборок:

№ точки 1 2 3 4 5 n

Р_i, кВт Р₁ Р₂ Р₃ Р₄ Р₅ Р_n.

Оценку математического ожидания среднего значения мощности m_p делают по среднему арифметическому значению мощности, подсчитанному по формуле

, (2.40)

где Р_i - текущее значение мощности, кВт.

Оценку дисперсии мощности ведут по выборочной дисперсии

. (2.41)

Зная эти характеристики, определяют эквивалентную мощность по формуле

. (2.42)

Мощность на валу двигателя Р, кВт, определяют с учетом КПД электродвигателя, , по формуле

. (2.43)

Пример 4

Построить нагрузочную диаграмму электродвигателя привода скребкового транспортера. Исходные данные приведены в примерах 2 и 3.

С учетом КПД передачи от электродвигателя к транспортеру мощность на валу электродвигателя Р, кВт, равна:

,

где ₁ - КПД червячной передачи;

₂ - КПД клиноременной передачи.

кВт.

Время загрузки мобильного кормораздатчика t, мин

,

где V - объем бункера, м³;

_изм - плотность измельченных корнеплодов, т/м³.

мин.

Нагрузочная диаграмма электродвигателя показана на рисунке 2.5.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2.5 - Нагрузочная диаграмма электродвигателя привода скребкового транспортера

К заданию 3

Выбор электродвигателя производят:

- по роду тока и значению напряжения;

- по конструктивному исполнению, степени защищенности от воздействия окружающей среды;

- по мощности;

- по частоте вращения.

При выборе электродвигателя по роду тока и значению напряжения учитываются данные источника питания и технологические требования со стороны производственного процесса электрифицированной установки. При необходимости плавного регулирования угловой скорости электропривода в широком диапазоне предпочтение отдается электродвигателям постоянного тока.

Для электропривода сельскохозяйственных машин и агрегатов, как правило, применяются асинхронные электродвигатели трёхфазного переменного тока напряжением 380/220 В мощностью до 75 кВт.

По конструктивному исполнению и способу монтажа электродвигатели выбираются исходя из удобства их установки и дальнейшего обслуживания с учетом конструктивных особенностей рабочей машины или механизма.

Климатическое исполнение и категория размещения должны соответствовать условиям окружающей среды. Для объектов сельскохозяйственного производства целесообразно выбирать электродвигатели специализированного исполнения влагоморозостойкого, химического, пылевлагозащищенного, сельскохозяйственного и др. со степенью защищенности IP24-IP54.

Мощность электродвигателя должна быть достаточной для преодоления сопротивления рабочей машины в заданном режиме ее работы без превышения допустимой температуры частей двигателя. При этом напряжение питания электродвигателя может быть ниже номинального на 10%. При выборе электродвигателя нужно стремиться к максимальному использованию его мощности во время работы. Коэффициент загрузки должен быть не ниже 0,7. Для повышения коэффициента загрузки при случайном характере нагрузки рекомендуется обеспечивать механическое выравнивание подачи материала либо автоматическое регулирование загрузки. Недогрузка электродвигателя ведет к снижению КПД, cos, значительному перерасходу электроэнергии, удорожанию установки, перегрузка - к перегреву и быстрому выходу из строя.

Методика выбора мощности электродвигателя зависит от характера нагрузки (постоянная, переменная, случайная) и режима работы (продолжительный, кратковременный, повторно-кратковременный и т.д.).

Для машин, работающих с продолжительной постоянной нагрузкой, мощность электродвигателя определяют на основании соотношения

Р_н Р. (2.44)

По каталогу выбирают двигатель, ближайший по стандартной шкале. Выбранный двигатель проверяется по условиям пуска.

Если нагрузка переменная, то электродвигатель выбирают так, чтобы выполнялось условие:

Р_н Р_э. (2.45)

Метод эквивалентных величин используют для предварительного определения мощности электродвигателя по нагреву. Окончательно правильность выбора мощности электродвигателя уточняют методом средних потерь путем сравнения его номинальных (допускаемых) потерь мощности Р_н со средними потерями Р_ср ,т.е.

, (2.46)

где Р_i, t_i - потери мощности и продолжительность нагрузки электродвигателя на i - м участке нагрузочной диаграммы.

Номинальные потери мощности Р_н , кВт, рассчитывают по формуле на основании паспортных данных электродвигателя, частичные - на участках нагрузочной диаграммы по соотношению

, (2.47)

где _i - КПД электродвигателя при нагрузке Р_i на валу, о.е.

Если в каталоге в технических данных электродвигателей не приводятся значения при разных коэффициентах загрузки, то их определяют по формуле

(2.48)

где k_з - коэффициент загрузки,

;

- коэффициент формы кривой КПД, рассчитывают по номинальным данным:

(2.49)

где - КПД электродвигателя при номинальной мощности;

s_н - номинальное скольжение электродвигателя.

Выбранный электродвигатель проверяют по условиям пуска, перегрузочной способности и по нагреву.

При кратковременном режиме работы электродвигателя мощность предварительно рассчитывают по эквивалентному значению, определенному по нагрузочной диаграмме. Электродвигатель выбирают по каталогам на электродвигатели, режима S2 с периодами действия номинальной нагрузки 10, 30, 60 и 90 минут. Если период действия номинальной нагрузки не соответствует каталожному значению, то производят пересчет мощности электродвигателя с учетом равенства потерь энергии за период работы по формуле

, (2.50)

где - продолжительность работы с эквивалентной нагрузкой Р_э, мин;

- стандартная продолжительность работы, мин.

Допускают применение электродвигателей, рассчитанных на продолжительный режим работы. В этом случае мощность электродвигателя определяют с учетом коэффициентов тепловой и механической перегрузок.

Коэффициент тепловой перегрузки определяют по формуле

, (2.51)

где t_р - время работы, мин;

Т_н - постоянная времени нагрева электродвигателя, мин. Предварительно принимают Т_н = 20 мин.

Коэффициент механической перегрузки электродвигателя

, (2.52)

где б - коэффициент потерь, б = (0,5-0,7).

Расчетную мощность Р_р, кВт, электродвигателя определяют по формуле

(2.53)

номинальную -

Р_н Р_р.. (2.54)

Выбранный электродвигатель проверяют по условиям пуска и перегрузочной способности и по нагреву с учётом продолжительности времени пуска.

При работе в повторно-кратковременном режиме определяют среднеквадратичную мощность за рабочий период Р_э по нагрузочной диаграмме.

Выбирают мощность электродвигателя с учетом стандартной продолжительности включения ПВ_ст.

Фактическая продолжительность включения электродвигателя ПВ_ф

, (2.55)

где t_p - продолжительность работы, мин;

t_o - продолжительность паузы, мин.

Если ПВ_ф отличается от стандартных значений 15, 25, 40 и 60 %, то производят пересчет мощности.

. (2.56)

Номинальную мощность электродвигателя выбирают по условию

. (2.57)

При использовании электродвигателей продолжительного режима их мощность определяют по среднеквадратичной мощности за рабочий цикл, или по среднеквадратичной мощности за рабочий период с учетом коэффициента механической перегрузки.

- По среднеквадратической мощности за рабочий цикл

, (2.58)

где - коэффициент, учитывающий ухудшение теплоотдачи электродвигателя в отключенном состоянии, .

Выбирают электродвигатель из условия

. (2.59)

- По среднеквадратической мощности за рабочий период

(2.60)

. (2.61)

Коэффициент механической перегрузки рассчитывают по формуле

. (2.62)

Коэффициент тепловой перегрузки при работе электродвигателя в этом режиме находят по формуле

. (2.63)

Выбирают электродвигатель из условия

. (2.64)

Выбранный электродвигатель проверяют по условиям пуска, перегрузочной способности и по нагреву.

Электродвигатели одинаковой мощности, но большей частоты вращения имеют меньше габариты, вес, они дешевле, поэтому желательно применение более быстроходных двигателей. Однако увеличение частоты вращения электродвигателя связано с увеличением передаточного числа, веса и габаритов передачи или редуктора, что удорожает электропривод. Для приводов с редкими пусками наиболее целесообразным будет такое передаточное число, при котором стоимость электродвигателя и редуктора окажется наименьшей.

Для приводов с частыми пусками существенное значение имеет сокращение времени пуска и торможения, так как при этом уменьшается длительность цикла работы машины и увеличивается ее производительность.

Для всех электродвигателей принятого типа и необходимой мощности рассчитывают произведение, (здесь J_д - момент инерции ротора электродвигателя, кгм²) и выбирают тот электродвигатель, для которого это произведение окажется наименьшим.

К заданию 4

Момент статического сопротивления на валу электродвигателя М_с, Нм, равен

, (2.65)

, , или ,

здесь i - передаточное отношение;

_д - текущее значение угловой скорости электродвигателя, с^-1;

_н - номинальная угловая скорость электродвигателя, с^-1.

Передаточное отношение равно:

. (2.66)

Номинальная угловая скорость электродвигателя равна:

(2.67)

здесь - номинальное скольжение электродвигателя; - угловая скорость поля статора (синхронная угловая скорость вращения ротора ), 1/с;

, (2.68)

где р - число пар полюсов обмотки статора.

Начальный пусковой момент электродвигателя должен быть достаточным для преодоления момента сопротивления троганию рабочей машины при снижении питающего напряжения (U) на 20 - 30% номинального (большая величина относится к двигателям, не имеющим параллельно включенных токоприемников). При этом предпочтительным является прямой пуск электродвигателя. При необходимости допускается применение средств, облегчающих пуск электродвигателя. Пусковые устройства выбирают на основании технико-экономических расчетов.

Для обеспечения пуска электродвигателя должны выполняться условия:

, (2.69)

, (2.70)

- напряжение сети с учетом снижения на 20-30 %, В.

(2.71)

- номинальное напряжение сети, В;

- пусковой момент электродвигателя при номинальном напряжении сети, Нм;

- минимальный момент электродвигателя при номинальном напряжении сети, Нм;

- момент статического сопротивления на валу электродвигателя при трогании рабочей машины, Нм;

- момент статического сопротивления на валу электродвигателя при скольжении s=0,8, Нм;

- минимальный избыточный момент, необходимый для пуска электродвигателя, обычно принимается равным .

Перегрузочная способность электродвигателя должна обеспечивать статическую и динамическую устойчивость работы привода при возникновении характерных для данного технологического процесса повышений момента сопротивления нагрузки и снижении питающего напряжения на 10% номинального /13/. Статическая устойчивость электропривода при снижении напряжения питающей сети проверяется соотношением

, (2.72)

где U - напряжение сети с учетом снижения на 10 %;

М_к - максимальный (критический) момент, развиваемый электродвигателем, Нм;

максимальный статический момент сопротивления на валу электродвигателя, Нм.

Номинальный момент электродвигателя Нм,

. (2.73)

Пусковой , минимальный , максимальный моменты электродвигателя определяют как произведение номинального момента электродвигателя на кратности пускового момента , минимального момента и максимального момента

; (2.74)

; (2.75)

. (2.76)

Пример 5

По данным примеров 1, 2, 3 и 4 выбрать электродвигатель для привода скребкового транспортера. Снижение питающего напряжения при пуске электродвигателя принять равным 20 %.

Решение

Выбираем электродвигатель серии 4А длительного режима работы.

Согласно графику (см. рисунок 2.5) по формуле (2.58) эквивалентная нагрузка

кВт.

Среднее значение передаточного отношения клиноременной передачи

i = 5. Для обеспечения частоты вращения приводного вала скребкового транспортера _м = 20 об/мин при использовании электродвигателей различной частоты вращения червячный редуктор должен иметь передаточные отношения: 10, 15, 30. При потребной мощности для привода скребкового транспортера Р_м = 0,89 кВт может использоваться редуктор одного типоразмера с передаточными отношениями 10 и 15 и, следовательно, одной стоимости. Поэтому принимаем электродвигатель типа 4А80А4У3 с синхронной частотой вращения 1500 об/мин, стоимость которого ниже стоимости электродвигателей той же мощности с синхронными частотами вращения 1000 об/мин, 750 об/мин и 600 об/мин.

Каталожные данные электродвигателя:

Р_н = 1,1 кВт; _н = 0,75; соs_н = 0,81; m_п = 2; m_м = 1,6;

m_к = 2,2; s_н = 5,4%; s_кр = 34%; i_п = 5; J_д = 0,0032 кгм².

Синхронную частота вращения электродвигателя определяют по формуле

1/с.

Номинальную частоту вращения определяют по формуле

1/с.

Номинальный, пусковой, минимальный и максимальный моменты электродвигателя определяют по формулам

Н м;

Нм;

Нм;

Нм.

Для механической характеристики скребкового транспортера показатель степени, характеризующий изменение статического момента от угловой скорости, х = 0.

Тогда из уравнения (2.65) следует

.

Номинальный момент статического сопротивления М_сн, Нм, определяют по формуле

 Нм.

Минимальный избыточный момент, необходимый для пуска электродвигателя, принимают равным 0,2М_сн, тогда

Нм.

Возможность пуска электродвигателя при снижении питающего напряжения на 20% проверяют по условию

Нм;

Нм;

,

следовательно, электродвигатель 4А80А4У3 не запустится при снижении питающего напряжения.

Принимаем электродвигатель

4А80В4У3; Р_н = 1,5 кВт; _н = 0,77;соs_н = 0,83; m_п = 2;

m_м = 1,6; m_к = 2,2; S_н = 5,8%; S_кр = 34%; i_п = 5; J_д = 0,0033 кгм².

Для данного электродвигателя

1/с;

Нм;

Нм;

Нм;

Нм;

Нм;

Нм;

Нм;

Нм.

Так как , следовательно, электродвигатель при снижении питающего напряжения на 20 % запустится.

К заданию 5

Приведенный к валу электродвигателя момент инерции системы J, кгм², определяют по формуле

(2.77)

где k - коэффициент, учитывающий момент инерции механической передачи, k=1,05-1,2; - момент инерции ротора электродвигателя, кг ^. м²;

- момент инерции вращающихся частей рабочей машины, кг ^. м²;

m_м - масса частей рабочей машины, движущихся поступательно, кг;

v_м - скорость поступательного движения частей рабочей машины, м/с. Момент инерции электродвигателя определяют по каталогу. Момент инерции рабочей машины определяют по паспортным данным или подсчитывают аналитически. Для сельскохозяйственных машин характерен широкий диапазон изменения коэффициента инерции (отношение суммы приведенного момента инерции машины и момента инерции ротора электродвигателя к моменту инерции ротора электродвигателя). Все сельскохозяйственные механизмы по значению коэффициента инерции можно условно разделить на три группы:

- транспортеры, шнеки, нории, центробежные насосы - 5;

- смесители, центробежные вентиляторы, измельчители сочных кормов - 5-15;

- зернодробилки, универсальные дробилки, пневмотранспортеры, сепараторы 15.

Предельно допустимый динамический момент инерции на валу электродвигателя при статической нагрузке на валу J, кгм² определяют по формуле

(2.78)

где - номинальная мощность электродвигателя, кВт; р - число пар полюсов; k - коэффициент, зависящий от типа двигателя; k_тс - коэффициент, зависящий от характера изменения статического момента сопротивления (М_С) при разгоне электродвигателя. Для электродвигателя, находящегося в практически холодном состоянии, допускается два последовательных пуска с предельным динамическим моментом на валу; для электродвигателя, нагретого до рабочей температуры, - один.

Пример 6

Определить приведенный к валу электродвигателя момент инерции системы, используя данные примера 3. Масса погонного метра цепи со скребками m = 5 кг.

Решение

Масса цепи транспортера со скребками m_т, кг, равна:

кг.

Масса груза

кг.

По формуле (2.75)

кгм².

К заданию 6

Механическую характеристику электродвигателя М_д (щ) рассчитывают по формуле Клосса

(2.79)

где s - текущее скольжение;

q- параметр.

Критическое скольжение, соответствующее максимальному вращающему моменту электродвигателя, может быть принято по каталожным данным электродвигателя или определено по формуле

, (2.80)

где т₁ - коэффициент, равный отношению кратности максимального и кратности пускового моментов.

. (2.81)

Параметр q определяют по соотношению

. (2.82)

По формуле Клосса механическую характеристику рассчитывают, задаваясь значениями s от 0 до 0,7, с учетом того, что при:

s = 0 М_д = 0;

s = s_н М_д = М_н;

s = s_кр М_д = М_кр;

s = 0,8 М_д = М_м;

s = 1 М_д = М_п.

Для построения механической характеристики электродвигателя

М_д(щ) пересчитывают скольжение на угловую скорость в каждой точке характеристики по формуле

. (2.83)

Время пуска и торможения системы под нагрузкой и на холостом ходу может быть определено на основе уравнения движения электропривода

(2.84)

где - избыточный момент системы, Нм;

- угловое ускорение, с^-2.

Так как аналитическое определение времени пуска t_п и времени торможения t_т вследствие нелинейности зависимостей М_д(щ) и М_с(щ) весьма затруднительно, то их определяют графоаналитическим или графическим интегрированием уравнения движения электропривода. Эти способы основаны на том допущении, что в уравнение движения электропривода вместо бесконечно малых приращений скорости и времени подставляют малые конечные приращения и средние значения момента двигателя и момента сопротивления для каждого периода изменения скорости, т.е.:

. (2.85)

Для решения задачи по определению времени пуска и торможения системы следует по графическим зависимостям и построить кривую избыточного момента .

Кривую избыточного момента заменяют ступенчатой линией с участками, для которых и равен среднему значению на данном участке. От числа участков зависит точность расчётов. Точность тем выше, чем на большее число участков разбита кривая .

Для каждого участка определяется

, (2.86)

где - среднее значение избыточного момента на i- м участке.

Полное время пуска с, определяется как

. (2.87)

При одинаковых значениях интервала на всех участках полное время пуска с, может быть найдено из выражения

, (2.88)

где n - число участков, на которое разбита кривая избыточного момента.

Результаты вычислений сводят в таблицу 2.4.

При определении времени пуска электродвигателя графическим методом построение ведется следующим образом. В принятом масштабе m_j по оси абсцисс откладывают отрезок ОА (см. рисунок 2.6) прямо пропорциональный приведённому моменту инерции электропривода J:

. (2.89)

Нагрузочные диаграммы электропривода при пуске, работе и торможении момента откладывают вверх по оси ординат. Так, для первого участка получена точка , для второго - и т. д .Отмеченные точки соединяют прямыми с точкой . Из начала координат проводят прямую , параллельную . Прямая характеризует искомую функцию для первого участка. Аналогично производят построение для последующих участков.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 2.6 - К определению времени пуска и торможения привода рабочей машины.

При определении времени пуска графическим методом /1, 2, 3/ масштаб времени с/см, определяют по формуле

электродвигатель привод машина механический

(2.90)

где - масштабы моментов , угловой скорости и момента инерции J, соответственно.

Время торможения электропривода определяют по формуле

. (2.91)

При отключении электродвигателя М_д равен нулю. При М_с = const время торможения электропривода равно:

. (2.92)

Если статический момент сопротивления находится в сложной зависимости от угловой скорости, то для определения времени торможения электропривода применяют графический или графоаналитический методы. В этом случае расчет производят аналогично расчету времени пуска электропривода.

Используя зависимости М_д(щ), и , строят нагрузочные диаграммы электропривода при пуске и торможении М_д(t), . Координаты отдельных точек нагрузочных диаграмм электродвигателя определяют как точки пересечения значений времени из кривой щ и значений моментов М_д, для этих же значений щ.

При повторно-кратковременном режиме электродвигатель сильно нагревается вследствие повышенных потерь в период пуска. Чтобы это предотвратить, необходимо выполнить условие:

, (2.93)

где h - число включений электродвигателя в час;

h_доп - допустимое число включений электродвигателя в час.

Число включений электродвигателя в час, h,определяют по формуле

, (2.94)

где t_p и t₀ - соответственно продолжительность работы и паузы, мин.

Допустимое число включений электродвигателя в час, исходя из условий допустимого нагревания, рассчитывают по формуле

, (2.95)

где - номинальные электрические потери мощности электродвигателя, Вт;

- потери энергии при пуске электродвигателя, Дж.

Номинальные электрические потери мощности электродвигателя

, (2.96)

где - коэффициент, равный отношению постоянных потерь мощности электродвигателя к переменным ( = 0,5-0,6 ).

Потери энергии при пуске электродвигателя ДА_п, Дж, определяют по формуле

, (2.97)

где i_п - кратность пускового тока электродвигателя, о.е.

Пример 7

Рассчитать механическую характеристику электродвигателя 4А80В4У3.

Определить время пуска и торможения системы электродвигатель-скребковый транспортер. Исходные данные к расчету принять из примеров 5,6.

Решение

Механическую характеристику электродвигателя рассчитывают по формуле Клосса (2.79).

Параметр q определяют по формуле (2.82).

Отношение кратности максимального и пускового моментов

,

тогда

.

Расчет сведен в таблицу 2.5.

Таблица 2.5 - Механическая характеристика электродвигателя 4А80В4У3

Значения моментов электродвигателя при s = 0, s = s_н, s = 0,8, s = 1 определены в примере 5.

Угловая скорость в каждой точке характеристики определена по формуле (2.67).

На рисунке 2.7 приведены механические характеристики электродвигателя М_д = f₁() и скребкового транспортера М_с = f₂(), а также М_изб = f₃().

Для каждого участка t_i определяют время пуска по формуле (2.86).

Расчет сведен в таблицу 2.6.

Таблица 2.6 - Сводные данные расчета времени пуска электропривода

Время торможения электропривода определяем по формуле (2.92)

с.

К заданию 7

По условиям нагревания мощность выбранного электродвигателя, если время пуска соизмеримо со временем работы при кратковременной нагрузке, проверяют по соотношениям

или . (2.98)

Здесь

, (2.99)

, (2.100)

где Р_п - фиктивная пусковая мощность, Р_п = Р_н i_п, кВт;

t_п, t_p - соответственно продолжительность пуска и работы электродвигателя, с;

I_п, I_р - соответственно пусковой и рабочий ток электродвигателя, А.

Пусковой ток электродвигателя I_n , А, равен:

, (2.101)

здесь I_н - номинальный ток электродвигателя, А.

. (2.102)

При расчете коэффициента тепловой перегрузки учитывают и время пуска, т.е.

, (2.103)

. (2.104)

Постоянную времени нагревания мин., рассчитывают по формуле

, (2.105)

где m - масса выбранного электродвигателя, кг;

_н - номинальное превышение температуры обмотки статора электродвигателя, С.

Для классов изоляции: А - ?С; Е - ?С;

В - ?С; F - ?С; Н - ?С.

Электродвигатели серии 4А с высотой оси вращения 50-132 мм имеют класс изоляции В, с высотой оси вращения 160-355 мм - F.

При повторно-кратковременном режиме работы мощность выбранного электродвигателя по условиям нагревания проверяют по соотношению:

, (2.106)

здесь

, (2.107)

. (2.108)

К заданию 8

Активную, реактивную и полную мощности, потребляемые электродвигателем из сети, определяют по известным формулам с учетом коэффициента загрузки. Для определения КПД - и электродвигателя по каталожным данным строят графики и . Здесь k_з - коэффициент загрузки двигателя, равный:

. (2.109)

Максимальную активную мощность, , кВт, определяют по формуле

. (2.110)

Максимальная полная мощность, , кВА, равна:

. (2.111)

Максимальная реактивная мощность, , кВАр, равна:

. (2.112)

Если в каталоге в технических данных электродвигателей не приводят значения и сos при равных коэффициентах загрузки, то их определяют аналитически.

Коэффициент полезного действия рассчитывают по формуле (2.48).

Коэффициент мощности рассчитывают как

(2.113)

где f_p - коэффициент формы кривой сos _з, определяемый по формуле 2.110.

. (2.114)

К заданию 9

Прежде чем приступить к разработке функциональной, принципиальной схем и схемы электрических соединений надо выполнить следующее:

- изучить технологический процесс;

- ознакомиться с оборудованием, с помощью которого осуществляется технологический процесс;

- освоить порядок функционирования отдельных узлов и объекта в целом;

- освоить систему условных обозначений и маркировки в схемах.

Основные требования, предъявляемые к схемам управления электроприводами, можно разделить на 3 группы:

технологические;

безопасности;

надежности.

Технологические требования

Для наладочных и ремонтных работ в схемах необходимо предусмотреть деблокировочные режимы, обеспечивающие включение отдельных электродвигателей, обычно работающих в потоке. Если в поточной линии малое число приводов, то при наладке разрешается включать всю линию.

Электродвигатели всех машин и механизмов поточной линии пускают в последовательности, направленной против движения продукта, а останавливают в последовательности, совпадающей с направлением движения продукта.

Для остановки всей поточной линии необходимо сначала остановить головной механизм, обеспечивающий прекращение подачи продукта на поточную линию, затем с выдержкой времени - все машины, полностью освободившиеся от продукта.

Требования безопасности

Пуску автоматизированного электропривода поточной линии должен предшествовать предупредительный звуковой или световой сигнал (или оба).

Схема должна предусматривать аварийную остановку всех машин и механизмов. Если помещение протяженное, то кнопки аварийного отключения должны быть в разных местах.