124125 (689843), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Выбор и обоснование кинематической схемы электропривода.
Проанализировав условия работы электропривода, принимаем соединение вала двигателя и вала масляного насоса через муфту.
-
Обоснование и выбор монтажного исполнения двигателя.
Изучив машину, приходим к выводу что менее материало- и металлоемким будет конструкция машины при использовании электродвигателя на лапах, также при использовании такого двигателя его обслуживание будет более удобным по сравнению с другими типами двигателей.
-
Составление расчетной исходной и одномассовой приведенной схемы механической части электропривода.
Для составления расчетной исходной схемы определим момент инерции рабочего колеса.
, кг м2
Где m-масса рабочего колеса насоса,R-радиус рабочего колеса
, кг м2
Приведенный момент инерции
кг м2
3 Переходные процессы в электроприводе
Определение электромеханической постоянной времени при рабочем и критическом скольжениях.
Электромеханическая постоянная времени переходных процессов привода с асинхронным электродвигателем вычисляется по Формуле:
,
где ω0 - угловая скорость машинного устройства, ω0 = 99,75рад/с;
Sк = 12,1 % --критической скольжение электродвигателя (паспортные данные электродвигателя).
Критический моменты электродвигателя определяются по следующим формулам:
;
Мн =22,2 Н.м, пункт 1.8.
Имеем:
Мк =
Н.м
Подставляя полученные значения получаем:
— электромеханической постоянной времени при номинальном скольжении:
с;
— электромеханической постоянной времени при критическом скольжении:
c.
Обоснование способа пуска и торможения электропривода.
Так как установленный двигатель имеет относительно не большую мощность и соответственно не большие пусковые токи, то примем прямой пуск двигателя. Торможение осуществляется без применения дополнительных устройств.
Определение времени пуска и торможения, максимального ускорения графоаналитическим методом.
Время пуска, tп определяется следующим образом:
,
где J - приведенный момент инерции; ωн- номинальная угловая скорость; Мп - вращающий момент электродвигателя при пуске; Мс - средний приведенный момент сопротивления рабочей машины при пуске;
Н.м;
Получаем:
с;
Время остановки, tТ определяется следующим образом:
В итоге имеем:
с.
Определение максимального ускорения графоаналитическим методом:
Построив механические характеристики двигателя и рабочей машины, строим кривую избыточного момента.
Механическую характеристику электродвигателя строим по пяти точкам и следующим величинам моментов и скоростей вращения. Результаты расчетов заносим в таблицу 3.1
Таблица 3.1 Построение механической характеристики
| Точка | Момент, Н.м | Скорость, рад/с |
| 1 | М1=0 | ω1= ω0=99,75 |
| 2 | М2= Мн=22,2 | ω2= ωн=98,9 |
| 3 | М3= Мк=48,8 | ω3= ωк=217,6 |
| 4 | М4= Мmin=35,5 | ω4= ωmin=14,96 |
| 5 | М5= Мп=44,4 | ω5= ωп=0 |
Кривую избыточного момента заменяют ступенчатым графиком. В пределах каждой ступени избыточный момент не меняется и время разгона на i-том участке ti будет равно:
,
Таким образом, для первого участка получаем:
с.
Аналогично рассчитываем для остальных участков. Результаты расчетов заносим в таблицу 3.2.
Таблица 3.2 Построение кривой разбега.
| ω, рад/с | 45 | 65 | 120 |
| М, Н.м | 0,65 | 1,26 | 1,8 |
| Δt, с | 0,39 | 0,09 | 0,15 |
Расчеты по определению превышения температуры электродвигателя за время пуска.
Повышение температуры обмоток асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором во время пуска можно определить упрощенным методом, считая, что все потери идут на нагрев:
,
где ΔU - потери энергии во время пуска, Дж; C - теплоемкость обмоток.
;
Дж,
где с1 -удельная теплоемкость меди, с1 = 385Дж/кг-К; m - масса обмоток, примем m=2,5, кг.
Имеем:
0C.
4 Заключение о правильности предварительного выбранного электродвигателя по всем критериям
Заключение о правильности выбора электродвигателя делаем с учетом тепловых и механических переходных режимов, колебаний напряжений в сети. Выбранный двигатель был проверен:
— на нагрев.
0С;
— по условиям пуска,
Мн = 22,5 Н.м > Мн.п =20,5 Н.м,
— по перегрузочной способности,
кВт;
Pн=2,2 кВт > Pпер=1,7 кВт;
— перегрев обмоток за время пуска двигателя,
0C
Все условия удовлетворяют необходимым требованиям, следовательно, выбор электродвигателя осуществлен, верно.
5 Разработка принципиальной электрической схемы управления
Пояснения по составлению схемы.
Принципиальная схема должна обеспечивать защиту электродвигателя и кабелей от токов короткого замыкания и токов перегрузки, защиту от неполнофазных режимов работы.
Основным параметром защитно-коммутационной аппаратуры является электрический ток, пропорциональный нагрузке.
Для защиты электродвигателя от действия токов короткого замыкания и от перегрузки используем автоматический выключатель, тогда расчет параметров коммутационных аппаратов выполняется в следующей последовательности.
Находим расчетный ток электродвигателя (в нашем случае при полной загрузке он будет равен номинальному):
Имеем:
А
Далее находим максимальный ток электродвигателя (в нашем случае он равен пусковому):
,
Получаем:
А
В связи с новыми стандартами республики Беларусь на электроснабжение и электробезопасность зданий и сооружений требуется повсеместно применение защиты от токов КЗ и от чрезмерной утечки на землю.
Исходя из этих значений, выбираем автоматический выключатель АЕ2413-120 УЗ на номинальный ток 16 А с возможностью регулирования номинального тока теплового расцепителя, с уставкой по типу несимметричной утечки на землю 0,03 и 0,1
Тип магнитного пускателя и его номинальный ток выбираем исходя из условия:
А
Выбираем пускатель-- ПМ12-010211 УХЛЗ на ток 10А.
В качестве коммутационного аппарата выбираем рубильник по условию:
,
где Iрасч.общ. - расчетный ток на всю электрическую схему нашей установки, А.
Выбираем рубильник ВА51Г31-44000Р IP54 УХЛ на ток 100А.
Выбор аппаратов защиты электрических цепей и аппаратов защиты электродвигателя по критерию эффективности.
Критерий эффективности срабатывания защит рассчитывается по формуле:
,
где Рi — вероятность отказа установки по i-той причине,qki - вероятность срабатывания k-той защиты по i-той причине.
Таблица 5.2 Значения вероятностей срабатывания защит по различным причинам.
| Тип аппарата защиты | Неполно- фазного режима | Заторможенного ротора | Перегрузки | Увлажненная изоляция | Наруше- ние охлаждения |
| Тепловое реле РТЛ | 0,6 | 0,45 | 0,75 | 0 | 0 |
| Автоматический выключатель с тепловым расце-пителем | 0.5 | 0.4 | 0,7 | 0 | 0 |
| УВТЗ-1М | 0,76 | 0,67 | 0,91 | 0 | 0,91 |
| УВТЗ-5М | 0,95 | 0,67 | 0,91 | 0 | 0,91 |
| ФУЗ-М | 0,95 | 0,85 | 0,66 | 0 | 0 |
| ЕЛ-8, ЕЛ-10ит.п. | 0,7 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| РУД-05, ЗОУП1-25 и т.п. | - | - | - | 0,95 | - |
Таблица 5.3 Результаты расчета критерия эффективности.
| Тип аппарата защиты | Тепловое реле РТЛ | Автоматический выключатель с тепловым рас- целителем | УВТЗ- 1М | УВТЗ- 5М | ФУЗ-М | ЕЛ-8, ЕЛ-10 и т.п. | РУД-05, ЗОУП-25 и т.п. |
| Э | 0,435 | 0,392 | 0,753 | 0,784 | 0,8 | 0,22 | 0 |
Как показывает расчет, наиболее подходящей защитой является ФУЗ-М.
Выбор других элементов схемы.
Для ручного управления установкой выбираем кнопочные выключатели серии КМЕ предназначенных для вторичных цепей контакторов, электромагнитных пускателей и других аппаратов управления.
Кнопки имеют электрически не связанные замыкающие и размыкающие контакты с двойным разрывом. Номинальное напряжение - до 500 В, 50 и 60 Гц переменного и до 220 В постоянного тока. Номинальный ток контактов 10А.
В качестве сигнальной арматуры выбираем АЛСУ-12У2 на напряжение 220 В.
Описание работы схемы.
Управление автомобилеподъемником (см. графическую часть) может быть осуществлено в ручном режиме. Питание на схему управления подаётся автоматическим выключателем SF. Управление приводом насоса осуществляется с помощью кнопок SB1 («Стоп») и SB2 («Пуск»). Сигнализация работы привода осуществляется лампой HL1.
Принципиальная электрическая схема и схема соединений щита управления представлены в графической части.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
