Расчет мощности и выбор электродвигателей. Расчёт длительных и пусковых токов. Расчет и выбор пусковой и защитной аппаратуры. Расчет и выбор проводов и жил кабелей

1 Расчет мощности и выбор электродвигателей

1.1 Основные требования, предъявляемые двигателю при выборе мощности:

а) Двигатель должен быть полностью загруженным;

б) Двигатель не должен перегреваться сверх допускаемых пределов;

в) Двигатель должен обеспечивать нормальную работу при возможных временных перегрузках;

г) Двигатель должен обладать достаточным пусковым моментом.

1.2 Расчёт мощности и выбор электродвигателей

Для привода насоса (1М) расчётная мощность определена:

                                                   (1)

где: К₃  – коэффициент запаса, К₃=1,2;

Q – производительность машины,Q=0,0010 м³/с;

Р – давление, создаваемое насосом (напор), Р=10 МПа;

η_м; η_п – КПД  насоса и передаточного механизма,ηм= 0,80.

.

Для привода подъёмно-транспортных машин (2М) расчётная мощность определена:

                                                     (2)

где: G – полная грузоподъёмность (с учётом веса тары), G=75 кН;

ν – скорость перемещения груза, ν =0,1 м/с;

η_м =0,84                                                                                 

Фактическая (расчётная) продолжительность включения ПВ_ф отличается от стандартного значения ПВ_ст (15; 25; 40; 60%), на которые выпускаются электродвигатели, поэтому произведён пересчёт эквивалентной мощности к стандартному ПВ_ст:

                                              (3)

Для механизма с переменной нагрузкой (3М) мощность электродвигателя рассчитана исходя из метода средних потерь по эквивалентным величинам на основании нагрузочной диаграммы Р(t) (График 3):

                    (4)

где: Mi; Рi; ti – значения момента и время действия в i–й период нагрузки по нагрузочной диаграмме.

;

;

При повторно–кратковременном режиме нагрузки фактическая продолжительность включения двигателя определена по нагрузочной диаграмме:       

где: ∑tp; ∑t0 – сумма времени работы двигателя под нагрузкой и времени паузы (отключение от сети или от нагрузки).

;

По результатам расчёта выбраны электродвигатели по каталогу из условия:

                                                      (5)

где  Рн – номинальная мощность электродвигателя, кВт;

nн – номинальная частота вращения вала электродвигателя, об/мин;

nр – расчётная (заданная) частота вращения вала электродвигателя, об/мин.

Выбранные по каталогу электродвигатели и их основные характеристики занесены в таблицы 1 и 2.

Таблица 1 – Основные характеристики электродвигателей для привода насоса и механизма с переменной нагрузкой (1М), (3М).

Таблица 2 – Основные характеристики электродвигателя для механизма подъема грузоподъемного устройства (2М).

Выбранный электродвигатель (3М) должен удовлетворять требованиям по допускаемой перегрузке:

М_max(дв) ≥ М_max(гр)                                                  (8)

где М_max(гр) – максимальный момент нагрузки из графика нагрузочной диаграммы, Н∙м;  – максимальный (критический) момент двигателя (из каталога).

870 >300 Н·м условие (8) выполняется.

2 Расчёт длительных и пусковых токов

2.1 Для однофазных приёмников

Для однофазных приёмников, присоединённых на фазное напряжение Uф (например, осветительная нагрузка, равномерно распределённая по фазам):

                                              (10)

где: Рр – расчётная мощность приёмника, кВт;

m – число фаз, на которые подключена нагрузка, (m=3);

Uф=220В;

η=1;

cos φ=1.

.

2.2 Для одиночного трёхфазного двигателя:

                                        (11)

  где  β=Р/Рн – коэффициент загрузки двигателя;

Рн – номинальная мощность электродвигателя, кВт;

Uн – номинальное напряжение, В (Uн=380В).

Для насоса (1М): .

.

Для механизма подъёма грузоподъёмного устройства (2М): .

Для механизма с переменной нагрузкой (3М):

2.3 Для сварочной нагрузки

;                                                  (12)

где: Sc – полная мощность сварочного аппарата, кВА;

ПВ– относительная продолжительность включения сварочного аппарата.

.

2.4 Для группы трёхфазных приёмников, присоединённых на линейное напряжение:

                                                 (13)

где: kс – коэффициент спроса для режима наименьшей нагрузки (учитывает одновременность работы приёмников), (k_с =0,9);

ΣIpi – сумма расчётных токов приёмников, присоединённых к линии.

.

Найдена расчётная активная мощность сварочной нагрузки:

                                          (14)

.

Найдены номинальные токи электродвигателей, для определения пусковых токов, по формуле:

                                           (15)

(1М):

;

.

(2М):

;

.

(3М):

;

.

Пусковой ток групповой линии определён из условия пуска наиболее мощного из электродвигателей, присоединённых к групповой линии, при работе остальных приёмников группы: