44656

Выбор электродвигателя в системе электропривода

Лекция

Физика

Правильный выбор электродвигателя и его номинальной мощности имеет большое экономическое значение, так как определяют первоначальные капитальные затраты и стоимость эксплуатационных расходов электроприводов (ЭП)

Русский

2014-03-28

33.97 KB

8 чел.

ТЕМА ЛЕКЦИИ 6

Выбор электродвигателя в системе электропривода

ПЛАН ЛЕКЦИИ

  1.  Задачи выбора электродвигателя
  2.   Выбор рода тока и напряжения ЭД
  3.  Выбор конструктивного исполнения ЭД
  4.  Выбор двигателя по мощности

Задачи выбора электродвигателя (ЭД)

        Производительность любого механизма, экономичность использования, длительность его работоспособности при выполнении каких либо операций, функций во многом зависит от электродвигателя.

Правильный выбор электродвигателя и его номинальной мощности имеет большое экономическое значение, так как определяют первоначальные капитальные затраты и стоимость эксплуатационных расходов электроприводов (ЭП)

В каталогах приводятся номинальные данные о механической мощности двигателя, частоте вращения вала,   а так же и кратности пускового тока, пускового и максимального моментов асинхронных двигателей (по отношению к соответствующим  номинальным величинам). В каталогах приводятся так же сведения о массе, габаритных и установочных размерах ЭД, его конструктивном исполнении.

В задачу выбора ЭД входит:

  1.  выбор рода тока и номинального напряжения;
  2.  выбор номинальной частоты вращения;
  3.  выбор конструктивного исполнения;

определение номинальной мощности  и выбор соответствующего двигателя по каталогу.

         Не всегда требуется решать весь комплекс этих вопросов. Часть их бывает заданной: род тока, напряжение, частота вращения (на судне определены судовой электростанцией).  Поэтому задача выбора ЭД  сводится к правильному определению мощности и конструктивного типа двигателя.

Прежде чем решать задачу выбора ЭД, необходимо представить работу механизма, для которого его выбирают: будет ли двигатель с механизмом работать длительно или кратковременно, с постоянной или переменной скоростью, будет ли изменятся момент сопротивления механизма  и мощность при работе. Ответы на эти вопросы могут дать нагрузочные диаграммы.

Выбор рода тока и напряжения ЭД

      В основу этого выбора положены экономические соображения, ЭД – имеют высокую стоимость так как являются сложными изделиями с использованием ценных материалов, их срок службы до 20 лет.

       Выбор начинают с определения пригодности для привода с самых простых и дешевых трех фазных АД с КЗ-ротором и заканчивают самыми сложными и дорогими – ДПТ – двигателями постоянного тока.

Типы двигателей в зависимости от назначения

Тип

Назначение

АД с КЗ-ротором

нормального исполнения

Для нерегулируемого привода, не  требующего большого пускового момента, при Р≤100 кВт.

АД с глубокопазным КЗ-ротором  или с двойной беличьей клеткой

Для нерегулируемого привода, требующего большого пускового момента.

АД с контактными кольцами

Частые пуски при больших пусковых моментах и небольших токах, регулирование скорости (реостатное регулирование не экономичное).

Синхронный двигатель

Для нерегулируемого привода в длительном режиме работы, регулирование cos  (при Р≥100кВт, СД экономичнее АД).

Двигатель постоянного тока

Регулирование скорости в широком диапазоне, обеспечение хороших пусковых свойств, большая перегрузочная способность.

Выбор рода тока ЭД  определение и выбор его номинального напряжения определяются судовой электростанцией (СЭС)

Повышение или понижение для ЭД  с помощью трансформаторов, применение выпрямителей для ДПТ приводит к увеличению затрат на электро оборудование (ЭО).

Выбор номинальной скорости ЭД

Высокая скорость ЭД позволит уменьшить его габаритные размеры, массу и стоимость при той же мощности. Рабочие механизмы (лебедки, краны, турачки и т.д.), наоборот требуют пониженных скоростей. Для согласования скоростей ЭД и механизма используют редуктор (как правило у ЭД скорость больше чем у рабочего механизма). Применение редуктора удорожает электропривод. Рациональное соотношение ЭД-редуктор определяется конструктором ЭП при проектировании механизмов и мы не будем рассматривать расчеты этого соотношения.

                              Выбор конструктивного исполнения ЭД

        Конструктивное исполнение серий ЭД учитывает три фактора:

  1.  Защиту от воздействия окружающей среды
  2.  Обеспечение охлаждения
  3.  Способ монтажа

        По способу защиты от воздействия окружающей среды ЭД изготавливают в трех исполнениях: в защищённом, закрытом и взрывонепроницаемом исполнениях.

        Защищённые от попадания мелких предметов капель воды и капель влаги ЭД предназначены для работы в сухих непыльных помещениях.

Закрытые ЭД устанавливают в помещениях с повышенной влажностью, загрязненных пылью с металлическими включениями, парами масла или керосина.

        Взрывозащищенные ЭД собраны в корпусе, способном выдержать взрыв газа внутри машины и исключить выброс пламени в окружающую среду. На корпусе отлит знак ВЗГ (Взрывобезопасный в газовой среде).

         По способу охлаждения – различают ЭД с естественным охлаждением, самовентиляцией внутренней или наружной и принудительным обдувом.

         По способу монтажа имеются ЭД с горизонтальным расположением вала и станины на лапах, расположением вала и фланцем на нижнем щитке  и т.д. Выбираемый ЭД должен иметь тот же способ установки,  крепление и соединение с механизмом, как и заменяемый (вышедший из строя).

Выбор двигателя по мощности

 Производят по каталогу по необходимой номинальной мощности. Номинальную мощность можно  определить только при длительной работе с постоянной нагрузкой, которую и принимают за номинальную. [Гер.449]. Двигатель спроектирован заводом изготовителем на длительную  работу с номинальной мощностью

 На практике в подавляющем большинстве случаев момент, мощность и ток ЭД изменяются во времени.

При переменной нагрузке ЭД должен удовлетворять условиям допустимого нагрева и обладать максимальным моментом достаточным для преодоления возможных кратковременных нагрузок на валу двигателя.

При пуске с большой нагрузкой ЭД должен иметь избыточный пусковой момент для обеспечения разгона до необходимой установившейся скорости.

      При выборе ЭД кроме условий нагрева необходимо учитывать:

перегрузочную способность по моменту.  Перегрузочная способность по моменту определяется  коэффициентом –  (6-1):

 

,                                                (6-1)

где:      максимальный момент, кратковременно развиваемый двигателем;

      – номинальный момент, определяемый температурой  нагрева.

       Значения коэффициента , учитывающего перегрузочную способность зависят от типа двигателя:

= 2.53.0 для двигателей постоянного тока;

= 1.72.5 для асинхронного двигателя нормального исполнения;

= 2.02.5 для синхронного двигателя;

= 34      для двигателей грузоподъемных механизмов.

       Двигатель по перегрузочной способности выбран правильно, если выполняется условие:

    или     ;                         (6-2)

где наибольший статический момент нагрузки, создаваемый на валу двигателя;

            максимальный момент двигателя.

     Но, учитывая особенности механической характеристики асинхронных двигателей, при выборе  их необходимо  проверять не только по максимальному  , но и по пусковому моменту –   с учётом вероятного  понижения  напряжения судовой сети на 10%.

     Пусковой момент должен удовлетворять  условию:

,                                         (6-3)

       где:  – коэффициент, учитывающий пуск двигателя при пониженном напряжении сети (для =10%,  = 1.25).

        Следует учитывать, что двигатели  закрытого исполнения при одном и том же максимальном моменте имеют меньший номинальный момент, а их перегрузочная способность () должна быть выше, чем у открытых двигателей.

        

         Максимальный момент, характеризующий перегрузочную способность, а также пусковой момент определяется электромагнитными свойствами ЭД.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

6241. Подшипники скольжения открытого типа 229.91 KB
  Подшипники скольжения открытого типа Подшипники прокатных валков являются ответственными узлами рабочей клети, от их конструкции и правильной эксплуатации зависит бесперебойная работа прокатного стана. Подшипники работают в очень тяжелых условиях...
6242. Фармакопейный анализ кислоты хлористоводородной и галогенидов щелочных металлов 89 KB
  Фармакопейный анализ кислоты хлористоводородной и галогенидов щелочных металлов Описание. Бесцветные прозрачные жидкости со своеобразным запахом, кислой реакции. Кислота хлористоводородная - летучая жидкость. Свойства препаратов кислоты соляной...
6243. Генетика как научный фундамент биотехнологии 93.5 KB
  Генетика как научный фундамент биотехнологии Основы биотехнологии. Задачи биотехнологии. Структура современной биотехнологии Клеточная инженерия: достижения и перспективы Генная инженерия: достижения и перспективы Генетические основы выс...
6244. Рынок капитала, рынок земли 80.5 KB
  Рынок капитала, рынок земли. 1. Понятие капитала и процента. 2. Долгосрочные инвестиции. Анализ эффективности инвестиций. 3. Рынок земельных ресурсов и земельная рента. 4. Прибыль как факторный доход. 1. Капитал - это определенная сумма благ в ...
6245. Язык программирования Паскаль 73.5 KB
  Язык программирования Паскаль План Основные сведения Основные элементы Паскаля Структура программы Организация и описание данных Основные сведения Язык Паскаль является одним из самых распространенных в настоящее время алгори...
6246. Абсолютизация идеализма у Г.В.Ф. Гегеля 102.5 KB
  Абсолютизация идеализма у Г.В.Ф. Гегеля. Вопрос 1 Истоки и основные параметры философской системы Гегеля. Всё действительное разумно, всё разумное действительно (Гегель). Жизнь и труды Гегеля. Немецкий философ Георг Вильгельм Фридрих Гегель (1770-18...
6247. Россия в начале XVII в. Смутное время 83.5 KB
  Россия в начале XVII в. Смутное время Борьба за власть в период правления Федора Ивановича (1584-1598). Борис Годунов (1598-1605). После смерти Ивана IV Грозного царствовать начал его сын Федор Иванович (род. 21 мая 1557). Власть фактически пе...
6248. Фармакопейный анализ кислоты борной и натрия тетрабората, железа сульфата, натрия гидрокарбоната 101 KB
  Фармакопейный анализ кислоты борной и натрия тетрабората, железа сульфата, натрия гидрокарбоната Бор и его соединения В природе бор встречается в виде борной кислоты, которая содержится в воде горячих источников. Соединения бора содержатся также в н...
6249. CD и DVD 104 KB
  CD и DVD Что такое СD? Конструкция диска CD-DA (Compact Disk - Digital Audio, компакт-диск - цифровой звук) и способ записи звука на нем описывается стандартом предложивших его фирм Sony и Philips, изданным в 1980 году под названием Red Book...