Курсовая. 1 Расчет мощности и подбор исполнительного электродвигателя

• Название: 1 Расчет мощности и подбор исполнительного электродвигателя
• Анкор: Курсовая
• Дата: 29.03.2020
• Размер: 123.74 Kb.
• Имя файла: Korpusov__kursach_4_kurs__41-EM.docx
• Тип: Курсовая; #114042

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО МОРСКОГО И РЕЧНОГО ТРАНСПОРТА

КРАСНОЯРСКИЙ ИНСТИТУТ ВОДНОГО ТРАНСПОРТА – ФИЛИАЛ ФГБОУ ВО «СГУВТ»

Курсовая работа

По дисциплине (модулю): ПМ.01 «Техническая эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики»

Согласовано: Руководитель:

_____________________________ _________________________________

_____________________________ _________________________________

Выполнил:

_________________________________

_________________________________

Подпись: Дата:

Красноярск 2019 г.

Оглавление

Курсовая работа 1

1 Расчет мощности и подбор исполнительного электродвигателя. 4

2 Рассчитываем и выбираем генератор постоянного тока и его возбудитель. 9

3 Рассчитываем и выбираем приводной электродвигатель 10

4 Схема следящей системы рулевого электропривода 11

5 Подбираем электроаппаратуру. 12

Список литературы 13

Лист замечаний 14

1 Расчет мощности и подбор исполнительного электродвигателя. 3

2 Рассчитываем и выбираем генератор постоянного тока и его возбудитель. 8

3 Рассчитываем и выбираем приводной электродвигатель 9

4 Схема следящей системы рулевого электропривода 10

5 Подбираем электроаппаратуру. 11

Список литературы 12

Лист замечаний 13

1 Расчет мощности и подбор исполнительного электродвигателя.

Данные теплохода проекта № 576

Масса теплохода при максимальной загрузке (D), т	100т
Ширина теплохода (B), м	14,98
Длинна теплохода (L), м	96,27
Осадка теплохода при максимальной загрузке (Т), м	2,41
Скорость теплохода (v), км/ч (м/с)	25 (6,94)
Максимальный угол перекладки руля на борт (αmax), ° (рад)	40 (0,7)
Передаточное число привода (i)	1300
Время перекладки руля (Tп), сек	30
КПД рулевой машины (ŋм), %	35
Число перекладок за час (задаемся) (N)	300
Средний угол перекладки при удержании судна на курсе (αср) °, рад	5 (0,085)
Коэффициент, зависящий от назначения и типа движетелей судна (β)	34

1. Расчёт площади пера руля:

(1)

где S – площадь пера руля; L – длинна теплохода; T – осадка теплохода при максимальной загрузке; β - коэффициент, зависящий от назначения и типа движетелей судна.

2. Расчёт площади одного пера руля:



где S₁ – площадь одного пера руля; S – площадь пера руля.

3. Принимаем h_руля=2,6 м и определяем ширину пера руля:



где b – ширина руля; S₁ – площадь одного пера руля; h_руля – высота пера руля.

4. Принимаем С=200 и определяем давление на перо руля:



Где F_α – давление на перо руля при угле α; С – коэффициент для двухвинтовых судов; S₁ – площадь одного пера руля; v – скорость теплохода; α – угол перекладки пера руля.

















5. На основе полученных данных вычислений составляем таблицу:

α°	sinα	0,2+0,3*sinα		S1*v2	Fα, Н
5	0,087	0,226	885	123
10	0,174	0,252	800
15	0,259	0,276	725
20	0,342	0,305	660
25	0,433	0,325	620
30	0,5	0,35	570
35	0,573	0,37	540
40	0,643	0,393	510

6. Определяем ширину балансирной части:



где l´ - ширина балансирной части; b – ширина пера руля.

7. Определяем радиус от центра приложения силы F_α до оси баллера:



где R – радиус от центра приложения силы F_α до оси баллера; α – угол перекладки руля; b – ширина пера руля; l´ - ширина балансирной части.

















8. На основе полученных данных вычислений составляем таблицу:

α°	5	10	15	20	25	30	35	40
R, м

9. Определяем момент на баллере руля:



где M₁ – момент на баллере руля при угле α; F_α – давление на перо руля при угле α; R – радиус от центра приложения силы F_α до оси баллера.

















10. На основе полученных данных вычислений составляем таблицу и график:

α°	5	10	15	20	25	30	35	40
М1, Н*м
М=3М1, Н*м	852	3594	6927	10827	15849	19980	25116	30249

M
Рисунок 1.
_с=0,2M_max=0,2*30249= 6049,8 (H*м) (8)


35



30



25



20



15

10



5





5

10

15

20

25

30

35

40


По диаграмме α₁≈ 13° или 0,22 радиана.

11. Определяем максимальный момент на валу электродвигателя:



где М_дв.max – максимальный момент на валу электродвигателя; М_бал.max – максимальный момент на двух баллерах; i – передаточное число привода; ŋ_м – КПД рулевой машины.

12. Определяем момент на валу электродвигателя при холостом ходе электропривода:



где М₀ – момент на валу при х.х. электропривода; М_дв.max – максимальный момент на валу электродвигателя.

13. Определяем момент при стоянке электродвигателя под током:



где М_к.з. – момент вовремя стоянки под током; М_дв.max – максимальный момент на валу электродвигателя.

14. Определяем номинальный момент на валу электродвигателя:



где М_ном – номинальный момент на валу электродвигателя; М_к.з. – момент вовремя стоянки под током.

15. Определяем угловую скорость вращения электродвигателя при холостом ходе:



где ω_х.х. – угловая скорость вращения при холостом ходе; i – передаточное число; М_к.з. – момент вовремя стоянки под током; Т_п – время перекладки руля; α_max – максимальный угол перекладки руля; М₀ – момент на валу при х.х. электропривода; М_дв.max – максимальный момент на валу.







16. Определяем номинальную угловую скорость вращения электродвигателя:



где ω_х.х. – угловая скорость вращения при холостом ходе; ω_ном – номинальная угловая скорость.

17. Определяем номинальную мощность электродвигателя:



где Р_ном – номинальная мощность электродвигателя; М_ном – номинальный момент на валу электродвигателя; ω_ном – номинальная угловая скорость.

18. В каталоге подбираем электродвигатель П61М со смешанным возбуждением. Его характеристики:

Номинальное напряжение (U), В	220
Ток номинальный (I), А	84
Номинальная мощность (P), кВт	12
Номинальные обороты (n), об/мин (рад/сек)	1500 (156)
КПД (ŋ), %	84

2 Рассчитываем и выбираем генератор постоянного тока и его возбудитель.

19. Определяем номинальный момент электродвигателя:



где М_ном – номинальный момент электродвигателя; Р_ном – номинальная мощность электродвигателя; ω_ном – номинальная угловая скорость.

20. Определяем мощность питающего генератора:



где Р_г – мощность питающего генератора; Р_дв. – мощность электродвигателя при половинном напряжении; ŋ_дв – КПД электродвигателя.

21. Для питания исполнительного двигателя системы Г-Д выбираем генератор постоянного тока типа П51М. Его характеристики:

Номинальное напряжение (U), В	115
Ток номинальный (I), А	153
Номинальная мощность (P), кВт	14,5
Номинальные обороты (n), об/мин	3000
КПД (ŋ), %	85

22. Рассчитываем мощность возбудителя генератора:



где Р_в – мощность возбудителя генератора; Р_г – мощность генератора.

23. Подбираем в качестве возбудителя генератор постоянного тока П32М. Его характеристики:

Номинальная мощность (Р), кВт	1,25
Номинальные обороты (n), об/мин	2850
КПД (ŋ), %	77

3 Рассчитываем и выбираем приводной электродвигатель

24. Рассчитываем мощность приводного двигателя:



где Р_дв – мощность приводного электродвигателя; Р_г – мощность генератора; ŋ_г – КПД генератора; Р_в – мощность возбудителя генератора; ŋ_в – КПД возбудителя генератора.

25. Подбираем в качестве приводного электродвигателя АО2-52-4ОМ2, переменного трёхфазного тока. Его характеристики:

Номинальное напряжение (U), В	220
Ток (I), А	71
Номинальная мощность (Р), кВт	22
Номинальные обороты (n), об/мин	1450
КПД (ŋ), %	89

4 Схема следящей системы рулевого электропривода

26. Составляем схему следящей системы рулевого электропривода с потенциометрическим управлением.



5 Подбираем электроаппаратуру.

26. Подбираем АВВ.



где I_ном – номинальный ток; I – паспортный ток электродвигателя.



где I_{расцеп.} – ток расцепителя; I_ном – номинальный ток.

Из каталога выбираем АВВ серии А3120Р , модель А3124Р, трёх-полюсной, с электромагнитным расцепителем, на номинальный переменный ток 100А и током расцепителя 500А.

27. Выбираем кнопки.

В качестве кнопок SB₁ и SB₂ выбираем универсальный переключатель серии УП5400, с номинальным напряжением 220В и током 40А.

28. Выбираем контакторы.

В качестве контактора выбираем серию КНТ-011М с пусковым током 70 А.

29. Выбираем тепловое реле.

В качестве теплового реле выбираем реле серии ТРТ-100, марки ТРТ-139 с номинальным током 90А.

30. Выбираем регулировочные реостаты.

В качестве регулировочных реостатов выбираем РП2511

31. Выбираем шунт.

В качестве шунта выбираем 75ШСМ с током 100А, падением напряжения 75мВ и сопротивлением 750мкОм.

Список литературы

1) Самодолов Т.Т.: Электрооборудование и радиосвязь речных судов. -М.: «Транспорт» 1981.

2) Лейкин В.С.: Судовые электрические станции и сети. -М.: «Транспорт» 1982.

3) Чаплыгин И.В.: Электрооборудование и электродвижение. -М.: «Транспорт»1979.

4) К. Берков и др.: Справочник электромеханика по судовым электрическим машинам. Одесса, «Маяк» 1979 г.

5) Российский Речной Регистр: Правила классификации и постройки судов ВВП.

6) Роджеро Н.И.: Справочник судового электромеханика и электрика. -М.: «Транспорт» 1976.

7) Л.И. Алиев и др.: электрические аппараты. Справочник. Москва РадиоСофт 2004

8) Л.А. Лемин и др.: Эксплуатация судовых систем электроснабжения. Санкт-Петербург

9) Соловьев Н.Н.: Судовые электроэнергетические системы. -М.: «Транспорт» 1987.

10) Лейкин В.С.: Судовые электрические станции и сети. -М.: «Транспорт» 1982.

Лист замечаний


Поз.

озн.

Наименование

Кол.

Примечание

QS

FU

Автоматический воздушный выключатель

1



SB

Предохранитель

Кнопка

2

2



KM

KK

Контактор

Тепловое реле

1

2



M1

G1

Приводной двигатель

1



LG

Возбудитель

1

4

Обмотка возбуждения



G2

RS

Генератор

Шунт

1

1



LM

M2

Обмотка возбуждения

1



RP

Исполнительный двигатель

Реостат

2

1



ПУ

1

Пост управления