Расчет мощности и выбор двигателей

4. Расчет мощности и выбор двигателей

При выборе электродвигателей необходимо учитывать требования технологического процесса и условия окружающей среды в процессе эксплуатации.

В зависимости от категории помещения по условиям окружающей среды в данном курсовом проекте будем использовать электродвигатели со степенью защиты IP44.

Выбираем электродвигатель М1. Мощность электродвигателя рассчитываем по формуле:

(4.1)

где, Р – мощность двигателя, кВт;

М_кр = 12,5 Н×м – крутящийся момент;

n_ф = 1500 об/мин – частота вращения;

η = 0,8 – коэффициент полезного действия;

Из справочника асинхронных электродвигателей серии 4А выбираем электродвигатель с короткозамкнутым ротором типа 4А100S4У3.

Характеристика электродвигателя.

Мощность на валу, кВт 3,0

Число оборотов в минуту, об/мин 1500

КПД при номинальной нагрузке, % 82

Cosφ при номинальной нагрузке 0,83

i_п 5,0

m_к 2,2

s_ном, % 2,1

Выбираем электродвигатель главного движения М2. Мощность электродвигателя рассчитываем по формуле 4.1:

Из справочника асинхронных электродвигателей серии 4А выбираем двухскоростной электродвигатель типа 4А200L4/2У3.

Характеристика электродвигателя

Мощность на валу, кВт 33,5/37

Число оборотов в минуту, об/мин 1500/3000

КПД при номинальной нагрузке, % 91/87

cosφ при номинальной нагрузке 0,87/0,89

i_п 4,5/5

m_к 2,2/3,0

Выбираем электродвигатель М3. Мощность электродвигателя рассчитываем по формуле 4.1

Из справочника асинхронных электродвигателей серии 4А выбираем электродвигатель с короткозамкнутым ротором типа 4А90L4У3.

Характеристика электродвигателя.

Мощность на валу, кВт 2,2

Число оборотов в минуту, об/мин 1500

КПД при номинальной нагрузке, % 80

cosφ при номинальной нагрузке 0,83

i_п 4,0

m_к 2,0

s_ном, % 2,5

5. Расчет и выбор электрических аппаратов и элементов электрической схемы

 

Ток, протекающий в силовой цепи, определяется электродвигателями, исполнительными устройствами, нагревательными элементами, электромагнитами, лампами освещения и сигнализации и т.д.

Номинальный ток электродвигателя рассчитывается по формуле:

(5.1)

где P_HОM – номинальная мощность электродвигателя, Вт;

U – напряжение, кВ;

cosφ – коэффициент мощности;

η – КПД двигателя.

По формуле 5.1 определяем номинальные токи электродвигателей радиально-сверлильного станка.

1. Номинальный ток электродвигателя М1:

2. Номинальные токи электродвигателя главного движения М2:

3. Номинальный ток электродвигателя М3:

Рабочее напряжение катушек пускателей – 110 В. Выбираем электромагнитные пускатели со степенью защиты IP20.

Электромагнитный пускатель КМ1 выбираем по номинальному току электродвигателя М1. Выбираем электромагнитный пускатель типа ПМЛ-1161. Так как не хватает вспомогательных контактов, то выбираем пристаку ПКЛ-22 (2з+2 р) Аналогично выбираем остальные электромагнитные пускатели и результаты выбора заносим в таблицу 5.1.

Таблица 5.1

Позиционные обозначения и типы		Напряжение главных контактов, В	Ток главных контактов, А	Число главных контактов зам./разм.	Число вспомогательных контактов зам./разм.	Напряжение катушки, В
КМ1 ПМЛ-1160	требуется	380	6,7	3/0	2/2	110
	выбрано	380	16	3/0	2/2	110
КМ2 ПМЛ-1161	требуется	380	6,7	3/0	0/1	110
	выбрано	380	16	3/0	1/1	110
КМ3 ПМЛ-5261	требуется	380	65,8	3/0	1/1	110
	выбрано	380	80	3/0	1/1	110
КМ4 ПМЛ-5261	требуется	380	65,8	3/0	1/1	110
	выбрано	380	80	3/0	1/1	110
КМ5 ПМЛ-5260	требуется	380	72,96	3/0	1/1	110
	выбрано	380	80	3/0	1/1	110
КМ6 ПМЛ-1160	требуется	380	5,04	3/0	0/1	110
	выбрано	380	16	3/0	1/1	110
КМ7 ПМЛ-1160	требуется	380	5,04	3/0	0/1	110
	выбрано	380	16	3/0	1/1	110

Выбираем лампу местного освещения HL1, результат выбора записываем в таблицу 5.2.

Таблица 5.2

Тип	Напряжение, В	Мощность, Вт	Световой поток, Лм	Средняя продолжительность, ч
МО24–25	24	25	350	1000

В цепи магнитных пускателей КМ3 и КМ4 установлен переключатель SA1. Суммарная мощность катушек 16 Вт, напряжение цепи управления 110 В. Расчет производим по формуле

(5.2)

Выбираем переключатель открытого исполнения ПЕО11 с рукояткой на два положения и номинальным током 10 А. Аналогично выбираем остальные переключатели и результаты выбора заносим в таблицу 5.3

Таблица 5.3

Позиционное обозначение	Серия	Номинальное напряжение, В	Номинальный ток, А	Степень защиты
SA1	ПЕ011	660	10	IP40

Выбираем кнопочный выключатель SB1 по формуле 5.2:

Выбору удовлетворяет кнопочный выключатель КЕ011 (исполнение 2).

Выбираем кнопочный выключатель SB4 по формуле 5.4:

Выбору удовлетворяет кнопочный выключатель КЕ011 (исполнение 1).

Аналогично выбираем остальные кнопочные выключатели и результаты выбора заносим в таблицу 5.4

Таблица 5.4

Позиционное обозначение и тип	Номинальное напряжение, В	Номинальный ток, А	Цвет толкателя	Число контактов зам./разм.	Степень защиты
SB1 КЕ011	110	10	красный	1/1	IP44
SB2 КЕ011	110	10	красный	2/0	IP44
SB3 КЕ011	110	10	черный	1/0	IP44
SB4 КЕ011	110	10	черный	1/1	IP44
SB5 КЕ011	110	10	черный	1/1	IP44
SB6 КЕ011	110	10	черный	1/1	IP44

Выбираем реле KТ1. Согласно схеме реле должно иметь 1 замыкающихся контакта. Из справочника выбираем реле времени типа РВ-40 с номинальным током 0,5–8 А, напряжением катушки 110 В, степенью зашиты IP20, выдержкой времени 0,5–40 сек, с 2 н.о. контактами, размыкающимися с выдержкой времени.

Результаты выбора реле заносим в таблицу 5.5

Таблица 5.5. Результаты выбора реле

Позиционные обозначения и типы		Число замыкающих контактов	Число размыкающих контактов	Напряжение катушки, В	Степень защиты
KТ1 РВ-40	требуется	1	0	110	IP20
	выбрано	1	1	110	IP20

Мощность трансформатора для цепи управления определяется по формуле:

(5.5)

где, Ру = 8 – мощность, потребляемая каждым отдельным аппаратом во включенном состоянии;

n = 5 – число одновременно включаемых аппаратов при наибольшем числе включенных;

m = 5 – наибольшее число одновременно включаемых аппаратов;

Рв = 68 ВА – мощность, потребляемая каждым аппаратом при включении.

Мощность лампы освещения в цепи управления составляет 25 Вт, сигнальной лампы:

(5.6)

Соответственно общая мощность трансформатора составляет:

(5.7)

По каталогу выбираем трансформатор понижающий типа ОСМ1–0,2У3 380/110/24/6 В. Результаты заносим в таблицу 5.6.

Таблица 5.6. Результат выбора трансформатора

Тип тр-ра	Ном. напр-е первичной обмотки,	Ном. мощность, кВА	Частота, Гц	Масса, кг	Габаритные размеры, мм
ОСМ1–0,2У3	380	0,2	50	2,2	90х92х100

 

Выбор путевых выключателей SQ1–4 производим по формуле 5.2:

Выбираем путевой выключатель ВПК2111БУ3 с номинальным током на 16 А.

Аналогично выбираем остальные и результат выбора заносим в таблицу 5.7.

Таблица 5.7

Серия	Номинальное напряжение, В	Номинальный ток, А	Степень защиты	Кол-во штук
ВПК2111БУ3	до 500	16	IP67	4