Расчет силового электропривода

4. Расчет силового электропривода

4.1 Расчет параметров и выбор двигателя

Расчетный режим работы двигателя – длительный с переменной нагрузкой, так как в процессе работы двигателя паузы отсутствуют, и нагрузка изменяется скачками (рисунок 5).

Так как необходимые исходные данные для расчета мощности двигателя методами средних потерь, эквивалентного тока отсутствуют, поэтому воспользуемся менее точным методом – методом эквивалентного момента, считая, что постоянные потери, сопротивления двигателя в процессе работы не изменяются, а также, что момент, развиваемый двигателем, пропорционален току.

Согласно нагрузочной диаграмме и механической характеристике рабочей машины момент эквивалентный равен:

 (21)

где - коэффициент ухудшения охлаждения машины при работе со скоростью ;

 - коэффициент ухудшения охлаждения при паузах, зависящий от вентиляции двигателя (для закрытых самовентилируемых двигателей =0,45-0,55 )

 - диапазон регулирования при работе со скоростью .

Дополнительную нагрузку, создаваемую динамическим моментом, будем учитывать коэффициентом запаса .

Рассчитаем момент эквивалентный без учета коэффициента ухудшения охлаждения машины при работе со скоростью отличной от номинальной для двух предельных режимов работы привода:

1)прогонка максимальной длины листа с минимальной скоростью:

;

2) прогонка минимальной длины листа с максимальной скоростью:

.

Примем момент наибольший из двух приведенных случаев:

.

По заданию проекта требуется обеспечить работу в диапазоне скоростей, следовательно, частоты вращения двигателя:

 рад/с;

 об/мин;(22)

 рад/с;

об/мин;(23)

Минимальная частота вращения двигателя - n_дв=500 об/мин, она меньше требуемой. Поэтому регулировать приводом мы будем в 1-ой зоне.

Применяя частотно регулируемый привод, мы сможем обеспечить требуемую частоту вращения.

Оценим необходимую мощность двигателя:

. (24)

Критерии выбора двигателя следующие:

 (25)

.

При выборе необходимо выбирать двигатель с , чтобы более полно использовать двигатель по мощности.

Однако промышленностью выпускаются двигатели (стандартной серии 4А) мощностью больше 197,3 кВт (200кВт) только на обороты свыше 1000 об/мин (104,6 рад/с) и выше, причем при увеличении мощности увеличивается номинальная скорость двигателей.

Так же при увеличении номинальной скорости двигателя уменьшается номинальный момент, согласно формуле

,

откуда следует, что для того чтобы двигатель не перегревался в процессе работы необходимо завысить мощность двигателя.

Таким образом, необходимо выбирать двигатель мощностью  и  об/мин. Однако стандартного двигателя (серии 4А) с такими параметрами нет.

Из-за невозможности выполнения привода большой мощности с одним двигателем будем строить электропривод, состоящий из двух машин. Взаимосвязный электропривод в установках большой мощности позволяет уменьшить нагрузку каждого привода и тем самым облегчить передачу к рабочему органу, уменьшить суммарный момент инерции роторов двигателей.

Таким образом, из справочника выбираем двигатели (серии 4А) с идентичными параметрами (поэтому далее все расчеты будем производить для одного двигателя):

4А355M12У3(IP44),

Р_н = 110кВт – номинальная мощность,

n = 500 об/мин – синхронная частота вращения,

s_н = 0,02 – номинальное скольжение,

 - номинальный КПД,

,

 - момент инерции ротора,

 - кратность критического момента,

 - кратность пускового момента,

 о.е.;  о.е.; о.е.;  о.е.; о.е. – параметры схемы замещения в о.е.

Номинальная скорость двигателя равна:

(26)

 (27)

Номинальный момент двигателя:

(28)

Для того чтобы двигатель не перегревался, необходимо, чтобы момент допустимый по нагреву двигателя (равный моменту номинальному двигателя) был больше либо равен моменту эквивалентному:

(29)

Таким образом, выбранный двигатель проходит по нагреву.

Проверяем правильность выбора двигателя по перегрузочной способности и по условиям пуска.

Привод пускается на холостом ходу, тогда:

(30)

По перегрузочной способности:

(31)

где U = 0.9U_н – учитываем возможное снижение питающего напряжения на 10%.

Похожие работы

Разработка электропривода прокатного стана холодной прокатки

Скачать

31595

1

12

... , кроме того, необходимо учитывать, что приводной двигатель будет обладать достаточно большой мощностью. При анализе литературных источников удалось установить, что в главных электроприводах прокатных станов холодной прокатки применяются две системы: а) УВ – ДПТ; б) Г – Д; Можно также рассмотреть варианты применения следующих систем: в) АД с частотным управлением; г) Каскадная система; д) ...

Разработка электропривода лифта для высотного здания

Скачать

28782

0

0

... фазной сети переменного тока напряжением 380В, частотой 50 Гц. Принимая во внимание полученную расчетную мощность двигателя можно с уверенностью считать, что независимо от системы электропривода, на которой будет реализовываться электропривод лифта, Данные параметры питающей сети могут обеспечить требуемое качество. В электроприводе лифта управление выполняется из различных мест: 1) из кабины ...

Разработка электропривода моталки для свертывания металлической полосы в рулоны

Скачать

21941

2

10

... момент прямопропорционален току. Зависимость между моментом и током можно найти для номинальной точки. А Рисунок 5.2—Электромеханическая характеристика. 6. Расчет переходных процессов в электроприводе за цикл работы Для расчета регуляторов необходимо рассчитать коэффициенты передачи датчиков обратных связей. Будем считать, что датчики линейны и не входят в насыщение. ...

Разработка электропривода прошивного стана трубопрокатного агрегата

Скачать

36801

4

31

... время прокатки:  Н*м, где− статический момент на оси валков; − КПД передач.   1.3 Составление расчетной схемы механической части электропривода Кинематическая схема электропривода прошивного стана трубопрокатного агрегата изображена на рисунке 1.2 Рисунок 1.2− Кинематическая схема установки. На рисунке введены следующие обозначения: 1− муфта; 2− ...