КР Электрические машины. Расчет электропривода производственного агрегата подъемного механизма

• Название: Расчет электропривода производственного агрегата подъемного механизма
• Дата: 14.04.2022
• Размер: 2.26 Mb.
• Имя файла: КР Электрические машины.docx
• Тип: Курсовая; #474420
• страница: 12 из 13

Выбор теплового реле

Более чувствительными аппаратами к малым, но длительным перегрузкам по сравнению с тепловой защитой автоматических выключателей являются тепловые реле. Поэтому для защиты электродвигателя от перегрузок по току выберем тепловое реле серии РТТ-2, имеющее технические характеристики представленные в таблице 10.

Реле электротепловое токовое трехполюсное серии РТТ предназначено для защиты трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором от длительных перегрузок, возникающих при обрыве одной фаз. Реле имеет исполнение для установки на металлических и изоляционных панелях, рейках комплектного устройства и специальное исполнение для установки с магнитным пускателями.
Таблица 10 - Основные технические характеристики теплового реле

РТТ-2

Номинальный ток теплового реле Iт.н , А	63
Диапазон регулирования Iт.н при T  40℃, À	53,5 … 63

4. 
   Разработка схемы управления и защиты электродвигателя
   

При питании электродвигателя от преобразователя напряжение и частота регулируется плавно. Определение напряжения и частоты необходимы для работы двигателя в заданной точке, сводиться к уточнению возможности обеспечение преобразователя уровня напряжения и частоты при различных нагрузках и колебаниях напряжения питающей сети. При питании синхронного двигателя от преобразователя частоты в процессе преобразуется напряжение промышленной частоты. В напряжение регулировки амплитуды и регулировки частоты возникают потери напряжения и мощности преобразователя. Обычно преобразователь имеет внутреннее обратные связи, и при изменении нагрузки двигателя выходное напряжение и частота практически не изменяться. Поэтому в дальнейшем напряжение и частота на статоре электродвигателя будем сочетать независимыми от нагрузки. Синхронная скорость двигателя зависит от частоты питающей сети и числа пар полюсов.

Для устойчивой работы двигателя необходимо изменение частоты поддерживать перегружавшую способность двигателя, что обеспечиваться регулированием напряжения на статоре по различным законам. Зависимость от частоты и от характера изменения статического момента. Эти особенности необходимо учитывать при расчете частоты и амплитуды напряжения. Наиболее распространенный закон изменения амплитуды напряжения пропорционально частоте в виде закона U/f = const, при таком законе максимальный момент постоянен и не зависит от частоты. Также не зависит от

частоты:

_ê  ₀  _ê  const .

Это позволяет в расчетах использовать прием параллельного переноса естественной механической характеристики. При этом естественная характеристика перемешаться вдоль оси «w» и устанавливаться в т. Wзад, Mзад.

Из паспортных данных преобразователей частоты следует, что:
^Iмах.пр ^{ 150 0 0 I}н

I_мах.пр  1,5 * 5,96  8,94А
Номинальный ток преобразователя частоты должен быть не менее:

_{I } ^Iмах.dv

 ^8,94  5,96А

^ПЧ 1,5 1,5
С учетом требования тех. задания мощность преобразователя частоты должна превышать мощность двигателя на 20%.

Тогда

Р_пч 1,2  0,37  0, 45кВт.

Выбираем преобразователь частоты

Е2-8300-SP5L, P = 0,5 кВт, Iном = 10 А 0,5кВт  0, 44кВт Проверочный расчет из условия, что преобразователь частоты обеспечивает перегрузочный пусковой момент 170% от номинального. Максимальный момент на валу двигателя: M 1,7  M   Iном   1,7  5,27   10   15,03Н м 17000 ном  I   5,96   dv    где Iном р. с. = 10 А - номинальный ток преобразователя частоты Iном dv = 5,96 А - ном. ток двигателя M1700  15, 03Н  м  5, 96Н  м - условие выполняется 0 Выбранный преобразователь считаем подходящим. Таблица 11 - Характеристики преобразователя
Двигатель АИР 80 А 8				Преобразователь Е2-8300-SP5L
Р, кВт	U, В	Iном, А	Р, кВт		U, В	Iном, А
0,37	380	5,96	0,5		380	10
Преобразователь Е2-8300-SP5L представляет собой малогабаритный векторный преобразователь частоты без обратной связи, способный работать как в режиме с повышенной точностью регулирования скорости вращения электродвигателя (±0,5 %, векторный режим), так и с обычной точностью регулирования скорости в диапазоне до ±2 % (скалярный режим, по соотношению U/f). Технические характеристики: Диапазон мощностей 0,3 кВт – 55 кВт; Выходная частота 0,1 – 400 Гц; Полная защита двигателя; Векторное управление без обратной связи; Встроенный ПИД-регулятор; Встроенный PLC контроллер; Аналоговые и цифровые входы/выходы для регулирования и дистанционного управления; Возможность дистанционного управления и мониторинга по RS- 232/RS-485; Встроенный ЭМИ фильтр класса А; – Питание 220/380 В, 50 Гц. Таким образом, преобразователь Е2-8300-SP5L является неотъемлемой частью систем управления как высокоточным техническим оборудованием, так и механизмами общепромышленного применения (насосы, вентиляторы,
◻							Лист
							36

транспортеры, конвейеры и др.).

4. 
   Расчёт надёжности электропривода
   

Надежностью называют свойство устройства или системы выполнять требуемые функции в определенных условиях эксплуатации. Соединение элементов в устройстве, при котором отказ любого из них ведет у отказу в работе всего устройства, называют логических последовательным, или основным. Если элементы в устройстве соединены так, что отказ устройства наступает только при отказе всех его элементов, то такое соединение называют логически параллельным. Надежность – это комплексное свойство, обусловленное сочетанием свойств работоспособности, безотказности, ремонтопригодности, долговечности и сохраняемости.

Числовую оценку надежности устройств и систем, в том числе и ЭП, осуществляют определенными показателями надежности.

Под показателями надежности понимают количественные характеристики одного или нескольких свойств, составляющих надежность устройства. Основные показатели безотказности элементов и невосстанавливаемых устройств и систем, к которым относят и ЭП как нерезервируемую систему:

Интенсивность отказов

^Ż ^t ^{, 1 / ÷,}

представляет собой отношение числа

отказавшихся элементов ^n

наблюдения к их среднему числу

^Nñð _{и к}

интервалу времени наблюдения

t, ÷:
^Ż^t ^n,

N_ñðt

(46)

где

N_ñð  (N₀  N_t ) / 2, N₀  число исправных элементов в начале

интервала времени наблюдения;

N_t число исправных элементов в конце интервала времени наблюдения.

Для систем ЭП в период нормативной эксплуатации интенсивность

отказов имеет достаточно постоянное значение Ż.

Интенсивность отказов устройств или системы ЭП в целом Ʌ с

основными соединениями входящих элементов N рассчитывают на основании справочных данных об отказах отдельных элементов в определенных условиях эксплуатации:

iN

  _Ż _i , i1
(47)

Средняя наработка до отказа T₀ :

T₀  1 / ,

(48)

Вероятность безотказной работы P_t_

в течение назначенного времени t:

^P ^t  ^{ åt .}

(49)

Из анализа формул (47) — (49) следует, что для повышения надежности всей системы ЭП необходимо равноценно повышать надежность всех входящих в систему ЭП элементов. Достичь этого можно, прежде всего:

• 
  Сокращением числа используемых элементов путем их замены элементами повышенной степени интеграции;
  
• 
  Снижением степени проектных нагрузок на используемые элементы;
  
• 
  Исключением недопустимых эксплуатационных перегрузок;
  
• 
  Улучшением условий окружающей среды
  
• 
  Своевременным проведением регламентных работ по обслуживанию
  

4. 
   Определение экономической эффективности разработанного электропривода
   

Экономическая эффективность использования ЭП выражают численно в денежных единицах измерения и в большинстве случаев наиболее объективно

оцениваются годовым экономическим эффектом

Э_г , достигнутым от

использования конкретного предлагаемого ЭП по сравнению с имеющимися базовыми (исходными) вариантом:

Э_г  З₀  З₁,

(50)

где

З₀ и

З₁  приведённые затраты на ЭП соответственно в базовом

(исходном) и предлагаемом вариантах в течение года, у.е./год.

Приведенные затраты в общем случае можно вычислить по формуле:

З  КЕ_норм  С,

(51)

где К и С – соответственно капиталовложения, у.е., и годовые издержки (себестоимости) производства, у.е./год в рассматриваемом варианте ЭП;

^Енорм

• 
  нормальный коэффициент экономической эффективности
  

капиталовложений, 1/год.

С учетом формул 55 и 56 получаем формулу для расчета годового экономического эффекта Э _г (у.е./год) новой разработки ЭП:

Э_г  _К₀Е_норм  С_{0 }  _К₁Е_норм  С_{1 }  П_г  КЕ_норм ,

(52)

где

П_г прибыль, получаемая от уменьшения ежегодных издержек на

ведение производства и соответственно приведшую к уменьшению себестоимости производства, у.е./год;

К  дополнительные капиталовложения, у.е.

Э_г  5000  0*1  5000 у.е. / год
Использование предлагаемого ЭП экономически целесообразно. Нормативный срок окупаемости электропривода определим по формуле:

T₀ 

1 _,

^Е норм

(53)

T  ¹  1год.

0 ₁