Розрахунок електроприводу баластного насосу

Размещено на http://www.allbest.ru/

Розрахунок електроприводу баластного насосу

1. Розрахунок потужності та вибір електродвигуна

електродвигун потужність обмотка статор

Потужність на валу електродвигуна, необхідна для обертання відцентрованого насосу, визначається роботою, витраченою на підняття рідини:

(2.1)

де Р_дв - потужність на валу електродвигуна, кВт; H_ст - статична складова напору, м; У H_м - втрати напору в трубопроводі і місцевих опорах напору, м; Q - подача, м³/с; г - удільна вага рідини, H/м³; Р_наг - тиск нагнітання, H/м²; з_об = 0,94ч0,98 - коефіцієнт, враховуючий втрати через нещільності; з_нас - ККД насосу.

Параметри насоса:

Q = 1620

P = 147

з = 0,8

n = 1800 об/хв

dвс = 300 мм

dнаг = 300 мм

з_об = 0,94

Підставимо обрані параметри насосу у формулу:

[кВт];

Тип електродвигуна вибирають у залежності від роду струму на судні і типу насоса. Електродвигуни з коротко-замкнутим ротором перемінного струму в більшості випадків цілком задовольняють усім вимогам, пропонованим до електроприводів відцентрованих насосів.

Таблиця 1. Паспортні дані асинхронного коротко замкнутого ЕД

Розрахунок на перегрів двигуна

Двигун змінного струму під час пуску насоса, має великий маховий момент, варто зробити розрахунок умов пуску. У ряді випадків тривалість пуску настільки значна, що виникає небезпека перегріву двигуна.

Через того що перевантаження, від пуску, має короткочасний характер, можна знехтувати тепловіддачею двигуна в цей період. Тоді перегрів двигуна ф, С буде визначаться формулою:

(2.2)

де J - номінальна щільність струму,

- кратність кускового струму

- час розгону електродвигуна

Щільність струму для обмотки статора може бути прийнята 4-5

Час розгону приймаємо рівним 20 сек.

2. Вибір схеми живлення та управління

Не дивлячись на прогрес в області силової перетворювальної техніки, низької ціни на елементи силових перетворюючих пристроїв і так названих пристроїв плавного пуску для електроприводів відповідальних механізмів й до наших днів залишається актуальним використання класичних релейно - контакторних схем управління.

Баластний насос

Принципова схема баластного насосу представлена нижче. Баластний насос приводиться від асинхронного короткозамкненого двигуна потужністю 90 кВт, напругою 440 В при частоті 60 Гц.

Пуск двигуна забезпечується засобом автотрансформаторного пуску.

Схема керування одержує живлення від понижувального трансформатора 440/220 В, також вона захищена від к.з. за допомогою запобіжників.

Захист електродвигуна від к.з. здійснюється АВ, а від перевантаження за допомогою теплових реле.

Опис роботи схеми

Систему управління будуємо на релейно-контактній логіці. Силовий ланцюг складається з автоматичного вимикача АВ1, контактора К1,електродвигуна, кабелів. Схема передбачає керування в автоматичному та ручному режимах.

У ручному режимі при замиканні кнопки Старт одержує живлення лампочка Л1, яка сигналізує, що схема управління отримала живлення, також одночасно отримує живлення реле К2, яке своїми контактами замикає ланцюг живлення електродвигуна.

У автоматичному режимі при замиканні кнопки Старт насос буде працювати у автоматичному режимі, в якому залежно від рівня води баластний насос запускається або на відкачку, або на прийом води.

Рисунок 1. Принципова схема баластного насосу

3. Розрахунок і вибір комутаційно-захисної апаратури

Кабель живлення насосу. Для того, щоб обрати потрібний кабель необхідно, спочатку, розрахувати його струм, після чого кабель вибирається зi спеціальних таблиць та каталогiв. В залежності від того, що цей кабель буде з'єднувати, буде змінюватись струм який протікає через нього і відповідно, площа поперечного січення.

Формально, наш електропривод насосу отримує живлення вiд певного РЩ. Тому для розрахунку струму кабеля живлення використаємо слiдуючу формулу:

(2.3)

де, - потужнiсть электродвигуна насосу;

- напруга живленя ЭД;

- коефiцiент потужностi приймача;

- коефіцієнт корисної дії приймача.

Згiдно розрахованному току вибираємо кабель Exzhellent MAR - M - XZ 1кабель (3х35).

Основні характеристики:

струмоведуща жила - мiдна, кругла, трьохжильна; вiдповiдає класу 3 - площа поперечного перерізу 1х(3х35);

напруга до 690В, частота 60 Гц;

кабелі витримали випробування змiнною напругою 2500 В;

електричний опiр iзоляцiї при температурi +20°С, не менше 100 Мом/км;

тривало допустима температура на токоведучiй жилi, не бiльше +65°С;

мiнiмальний срок роботи 25 рокiв.

Вибір автоматичного вимикача

Для вибору автоматичного вимикача, що підключає електропривід баластного насосу до мережi трифазного змінного струму, знайдемо розрахунковий струм по формулі:

(2.3)

де, - потужнiсть электродвигуна насосу;

- напруга живленя ЭД;

- коефiцiент потужностi приймача.

Але згiдно з технiчними данними ЕД, ми вже знаемо I_н = 140 А. Тож можна не проводити зайвi розрахунки.

Вибираємо по розрахункових значеннях струму автоматичний вимикач Iном.=140 А, Iк.з = Іном =840 А. За каталогом я вибрав автоматичний вимикач NZMB1 - A160 з межею робочого струму до 1280 А.

Вибір автомата:

Ток вимкнення через коротке замкнення 840А. Спрацювання теплового реле на перенавантаження 140 А. Для нашої задачі найбільше відповідає автомат NZMB1 - A160 номінальним током спрацювання до 1280А.

Основні вимоги до суднового електропривода:

1) від шин ГРЩ повинні одержувати живлення такі електроприводи: рульового, якірного пристроїв, пожежних і осушувальних насосів, насосів спринклерної системи, компресорів;

2) для електроприводів механізмів, робота яких за певних умов може призвести до ушкоджень електроустаткування і загрожувати безпеці людей варто передбачити ручні пристрої безпеки, що відключають і тим самим забезпечують відключення електроприводів;

3) комутаційна апаратура керування в ланцюгах електроприводів, що не є одночасно захисним пристроєм від струмів короткого замикання повинна витримувати струм КЗ, що може протікати в місці його установки протягом часу, необхідного для спрацювання захисту. Застосована пускорегулююча апаратура, повинна виключати самозапуск, якщо тільки це не передбачено системою керування;

4) опір ізоляції кабельної мережі живлення окремого електропривода під час огляду повинно бути не нижче 1 МОм.

Поряд із вимогами Правил Регістра для суднового електропривода діють такі нормативи:

1) рекомендації з таких груп механізмів і електроприводів, рульовим машинам, брашпилям, швартовним шпилям, автоматичним швартовним лебідкам, вантажним стріловим кранам, шлюпковим лебідкам, траловим лебідкам;

2) державні стандарти на такі електропровідні суднові механізми, як брашпилі, швартовні шпилі, вантажні електропровідні лебідки;

3) правила технічної експлуатації електроустановок споживачів;

4) правила безпечної експлуатації вантажопідйомних засобів.

Размещено на Allbest.ru