Проверка выбранного электродвигателя по условиям пуска, перегрузочной способности и на допустимое число включений в час

2.7 Проверка выбранного электродвигателя по условиям пуска, перегрузочной способности и на допустимое число включений в час

Проверка по условиям пуска:

 (17)

 (18)

 (19)

 

где, Мп, Ммин - пусковой и минимальный моменты электродвигателя, Нм;

Мсо, Мсм - момент, требуемый для вращения рабочей машины при скорости  =0,  =_МИН;

и - время пуска электродвигателя под нагрузкой и допустимое время пуска, с;

; где, V-скорость роста температуры при пуске, °С/с;

; (21)

; (22)

; (23)

; (24)

; (25)

=0,1045-((3000(1-0,035))=303 рад/с.

=7000/303=23,1  ;

=2,023,1 =46,2 ;

=1,623,1 =36,96 ;

=2,223,1=50,82 ;

;

где J–момент инерции ротора электродвигателя, ;

с.

с.

46,2 0,91,323,1 ; 37,4230,03;

36,960,90;

5,260,13.

Проверка электродвигателя на преодоление максимальной нагрузки:

;

;

 рад/с;

;

10081 9750 .

Вывод: по проверяемым условиям электродвигатель выбран правильно

2.8 Проверка выбранного электродвигателя на нагрев за цикл нагрузочной диаграммы

Расчет кривой нагрева и охлаждения проводим по формуле:

(29)

где - установившаяся температура, (для каждой ступени нагрузки определяется отдельно);

 (30)

где - потери мощности в электродвигатели при нагрузке на валу , Вт;

А_Н – номинальная теплоотдача электродвигателя, Вт/; определяется по формуле 2.9 (см. параграф 2.9).

t – время, мин (от начала действия данной ступени нагрузки);

Т_Н - постоянная времени нагревания, мин (одно значение для всех ступеней нагрузки);

; (31)

- начальная температура превышения,  (для каждой ступени нагрузки разная величина. Например, для второй ступени нагрузки начальная температура превышения равна конечной температуре на первом участке).

С - удельная теплоемкость электродвигателя массой m;

;

Р - потери мощности при неноминальной нагрузке.

Принимаем  = 70°С;

 где =0,5

Р_Н - потери мощности при номинальной загрузке:

 ;

Подставив числовые значения в формулы получим :

В начале работы =0 , а =165,27 .При отключении двигателя=165,27 , а =0 ,.Это описывается зависимостями:

  

При построении кривой охлаждения, следует учесть, что для самовентилируемого электродвигателя Т_охл = 2Т из-за ухудшения теплоотдачи.

Для построения графиков нагрева электродвигателя надо задаться промежуточными значениями времени. Расчеты сводим в таблицы 2.8.1. и 2.8.2.

Таблица 2.8.1. График нагрева электродвигателя.

t,c	0	50	100	200		300		400		600
, °С	0	11,5	23,1	46,14		69,2		92,3		138,42
Таблица 2.8.2. График охлаждения электродвигателя.
t,c	0	200	600	1000	2000		3000		5000			6000
	165,27	143,72	108,7	82,23	40,91		20,36		5,04		2,51

Графически зависимости представлены в графической части проекта (чертеж №3).

Вывод: температура нагрева выбранного электродвигателя не превышает допустимую для данного класса изоляции.

2.9 Построение механической и электромеханической характеристикэлектродвигателя

Построение механической характеристики электродвигателя при Uном проводим по пяти характерным точкам:

1. Мп=46,2 Нм;  =0;

2. Мmin=36,96 Нм;  =59,136 рад/c;

3. Мк=50,82Нм; =111,804 рад/c;

4. Мн=23,1 Нм; = 292,3рад/c;

5. М=0, =315 рад/c;

(38) (39) (40)

Построение механической характеристики электродвигателя при 0,9U_НОМ осуществляется путем корректировки пускового, номинального и максимального вращающих моментов электродвигателя:

Электромеханическую характеристику электродвигателя строим по четырем точкам.

1.  при Iн;

2.  при Iо;

3.  при Iк;

4.  при Iп;

Ток холостого хода определим по формуле:

;

Ток при максимальном скольжении:

о.е.;

Номинальный ток в о.е. равен 1. Пусковой ток в о.е. указывается в каталогах, поэтому производим перерасчет тока в именованные единицы по формулам:

Io=io*Iн;

Iк=iк*Iн;

Iп=iп* Iн;

;

I0=0,25 *14,56=3,64 А;

Iк=3,61*14,56=52,56 А;

Iп=7,5*14,56=109,2 А;

При Io, S=0;

Iн, S=Sн=0,035;

Iк, S=Sк=0,22;

Iп, S=1;

Графики механической и электромеханической характеристик представлены в графической части.

3 Выбор элементов принципиальной кинематической схемы

3.1 Выбор монтажного исполнения электродвигателя

При применении мотор-редуктора используем электродвигатель с фланцевым креплением исполнения IM3001 без лап, с фланцем большого диаметра, доступным с обратной стороны, с крепящими отверстиями без резьбы, с одним цилиндрическим концом вала, расположенным горизонтально.

4 Расчет переходных процессов в электроприводе

4.1 Обоснование способа пуска и торможения электропривода

Запуск двигателя производим прямым пуском без нагрузки и с предварительным разгоном его на холостом ходу. Способ торможения в данном технологическом процессе - массой движущихся частей и небольшой инерционностью редуктора. Принудительное торможение не применяем, т. к. в этом нет необходимости.

5. Разработка принципиальной электрической схемы управления электроприводом

5.1 Требования к управлению машиной и пути их реализации

В пункте 1.5. были предъявлены требования к управлению рабочей машиной, в данном пункте представим пути их реализации.

Для обеспечения световой сигнализации применяем сигнальную лампу без добавочного резистора. Для обеспечения ручного дистанционного управления применяем электромагнитный пускатель и кнопочную станцию.

Применяемые аппараты управления и защиты электродвигателя будут рассчитаны в последующих пунктах.

По заданию необходимо увязать работу поперечного и продольных транспортеров, предусмотреть ручной и автоматический режимы. Согласно технологического процесса вначале должен включаться поперечный, а затем продольный транспортеры. Для этого необходимо предусмотреть в схеме реле времени.