01.02 Самостоятельная работа №2. Самостоятельная работа 2 Тема
 Скачать 390 Kb.
|
|
Самостоятельная работа №2  Тема: Выбор электродвигателя для продолжительного (S1 нагрузка продолжительная переменная) режима работы электропривода методом средних потерь.Цель работы: Изучить методику выбора электродвигателя для продолжительного (S1 нагрузка продолжительная переменная) режима работы электропривода методом средних потерь, определять условные обозначения IP, IC, IM двигателей. Ход работы 1) Изучение теоретических материалов и справочных данных. Источник Кацман М.М. Электрический привод пар 5.7 «Выбор электродвигателя для продолжительного режима работы». 2) Рассчитать и выбрать электродвигатель в соответствии с индивидуальным заданием. 3) По результатам оформить ПР и ответить на контрольные вопросы. Пример 5.3. Для электропривода главного движения токарного станка необходим трехфазный асинхронный двигатель серии А И Р (основное и с полнение). Нагрузочная диаграмма этого привода имеет вид рис. 5.2, б; значения мощности на участках диаграммы Рх (кВт) и их продолжитель ность tx (мин) составляют: Р1 = 16; Р2 = 6; Р3 = 18; Р4 = 8; P5 = 18; t1 = 5; t2 = 6; t3 = 8; t4 = 2; t5 = 2. Частота вращения nном = 1500 ± 5 об/мин. Пуск двигателя выполняется без нагрузки. Решение. Решаем задачу методом средних потерь. 1. Среднее значение мощности: Рср = ∑ Px tx / ∑ tx = 312/23 = 13,56 кВт, где ∑ Px tx =16*5 + 6*6 + 18*8 + 8*2 + 18*2=312; ∑ tx=5 + 6 + 8 + 2 + 2=23 мин. 2. Принимаем предварительно двигатель номинальной мощностью Рном=1,25 * 13,56=16,95 кВт. По каталогу серии АИР (основное исполнение) принимаем двигатель AИP160M4У3 мощностью Pном= 18,5 кВт, частотой вращения nном=1495 об/мин; КПД nном = 90 %, коэффициент мощности cosφном= 0,89; перегрузочная способность λм= 2,9; кратность пускового момента λп= 1,9; кратность пускового тока λт= 7,0; исполнение по способу монтажа IM2131. 3. Коэффициент нагрузки β² для участков нагрузочной диаграммы β₁²= 0,94; β₂²= 0,35; β₃²= 1,06; β₄²= 0,47; β₅²= 1,06. 4. Для трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором общего назначения принимаем γ= 0,5. 5. Потери при номинальной нагрузке ▲Рном= Рном*((1/nном)-1) =18,5*((1/0,90)-1) =2,05 6. Определяем потери для участков нагрузочной диаграммы ▲Р₁ = 2,05*(0,5 + 0,94)/ (0,5 + 1) = 1.97 кВт; ▲Р₂ = 2,05*(0,5 + 0,35)/1,5 = 1.16 кВт; ▲Р₃ = 2,05*(0,5 + 1,06)/1,5 = 2.13 кВт; ▲Р₄ = 2,05*(0,5 + 0,47)/1,5 = 1.32 кВт; ▲Р₅ = 2,05*(0,5 + 1,06)/1,5 = 2.13 кВт. 7. Средние потери двигателя ∑ Px tx = 1.97*5 + 1.16*6 + 2.13*8 + 1.32*2 + 2.13*2 = 40,75; ▲Рср = ∑ Px tx / ∑ tx = 40,75/23 = 1,77 кВт. В связи с тем, что средние потери меньше номинальных потерь: 1,77 < <2,05, пересчета мощности двигателя не требуется. 8. Наибольшая мощность по нагрузочной диаграмме равна 18 кВт, что не превышает номинальную мощность выбранного двигателя. Поэтому проверка двигателя на перегрузочную способность требуется, но мы же выполним её в любом случае. Момент нагрузки двигателя на третьем и пятом участке нагрузочной диаграммы при Р₃ — 18 кВт: M₃ = 9,55*P₃/n₃ = 9,55 * 18000/1495 = 115 Н*м, где частота вращения на четвертом участке диаграммы n₃ = n₁ - Р₃/Рном*(n₁-nном) = 1500 – 18/18,5*(1500 - 1495) = 1495 об/мин. Момент двигателя при номинальной мощности Рном = 18,5 кВт Mном = 9,55*18500/1495 = 118 Н*м. Таким образом, превышение момента на четвертом участке диаграммы составляет 115/118 = 0,97. Перегрузочная способность выбранного двигателя при номинальной нагрузке равна 2,9.  Следовательно, на четвертом участке диаграммы перегрузочная способность двигателя составит 2,9/0,97 = 2,9, т.е. устойчивая работа двигателя обеспечена.Окончательно принимаем двигатель АИР160М4УЗ. Контрольные вопросы 1. Какой вид имеют графики нагревания и охлаждения двигателей? 2. Что такое постоянные времени нагревания и охлаждения двигателей? 3. Какие части двигателя наиболее чувствительны к перегреву? 4. Каковы формы исполнения двигателей по способам зашиты и охлаждения? 5. Чем различаются конструктивные формы исполнения двигателей по способам монтажа? 6. Расшифруйте обозначение типоразмера двигателя АИР160М4УЗ. 7. Какие режимы работы двигателей считают основными? 8. Объясните вид нагрузочных диаграмм основных режимов. 9. В какой последовательности следует рассматривать двигатели при решении вопроса их применения в электроприводе? 10. Каковы достоинства и недостатки асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором? 11. Каковы достоинства и недостатки двигателей постоянного тока? О  тветы на контрольные вопросы1. 2. Постоянная времени нагрева – это время, в течении которого превышение температуры двигателя над окружающей средой, при неизменных условиях работы, достигнет определённого значения 0,632*τуст. Постоянная времени охлаждения – это время, в течении которого превышение температуры двигателя над окружающей средой, при неизменных условиях работы, достигнет определённого значения 0,368*τуст.  3. Прежде всего, от перегрева страдают маслоотражательные колпачки, следующие на очереди – поршневые кольца. Под воздействием высокой температуры расширители маслосъемных колец теряют упругость, и мотор начинает потреблять большое количество масла. Однако это всего лишь верхушка айсберга. По закону физики нагрев ведет к расширению тел. Когда происходит перегрев двигателя, его детали расширяются значительно сильнее, чем это допустимо.4. По способу охлаждения: с жидкостным и воздушным охлаждением. По способу защиты: открытие, закрытые. 5. От наиболее подходящего исполнения электродвигателей во многом зависит не только качество их работы, но и длительность их службы. Монтажное исполнение, например, IM1001 может иметь самые разные электродвигатели: -общепромышленные асинхронные АИР, А, 5А, 5АИ, АДМ и др. -крановые электродвигатели МТН, MTF, МТКН, MTKF и др. -взрывозащищенные двигатели ВА, 4ВР, АИМ и др. -электродвигатели с повышенным скольжением АИРС, АС, АИРСМ и др. 6. Расшифровка АИР160М4 У1, АИР160М4 У2, АИР160М4 У3: А - Асинхронный И - Интерэлектро (разработчик двигателей) Р - вариант привязки мощности к установочным размерам согласно РС3031-71 160 - расстояние от низа лап до центра вала в миллиметрах М - вариант длины станины 4 - количество подключаемых полюсов электродвигателя У1 - климатическое исполнение: умеренный климат на открытом воздухе У2 - климатическое исполнение: умеренный климат на улице под навесом У3 - климатическое исполнение: умеренный климат в помещении 7. Режимы работы стандартизованы. Различают три основных режима: длительный (обозначается символом S1), кратковременный (S2) и повторно-кратковременный (S3).  8  . 9. Выбор электродвигателей для работы в системах автоматизированного электропривода представляет собой важную и сложную задачу, в результате решения которой должен быть найден двигатель, который обеспечивает заданный технологический цикл рабочей машины, соответствовал бы условиям окружающей среды, компоновки с рабочей машиной и при этом будет иметь нормативный нагрев. Основным требованием при выборе электродвигателя является соответствие его мощности условиям технологического процесса рабочего механизма. Недопустимым является также использование двигателей завышенной мощности. При выборе электропривода должно проверятся также его соответствие условиям пуска рабочей машины и возможных перегрузок. 10. Достоинства: Достоинства АС Д с короткозамкнутым ротором: - Возможность кратковременных механических перегрузок - простота конструкции - простой пуск и легкость его автоматизации - приблизительно постоянная скорость при разных нагрузках - Более высокий КПД нежели чем у двигателей с фазным ротором. Недостатки: Однако есть у системы и свои недостатки: высокий пусковой уровень напряжения низкий коэффициент скольжения повышенная реакция на перепады напряжения и др 11. Достоинства простота конструкции легкость в управлении возможность регулирования частоты вращения вала легкий запуск (особенно у двигателей с последовательным возбуждением) Недостатки Очень высокая цена Если подключать двигатель к переменной сети, то так же нужны выпрямительные устройства Очень часто приходится обслуживать коллекторно-щёточный узел Коллектор имеет ограниченный срок службы из-за износа и др. |