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

7 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

81443. Основные пищевые вещества: углеводы, жиры, белки, суточная потребность, переваривание; частичная взаимозаменяемость при питании 107.95 KB
  Углеводы выполняют структурную функцию то есть участвуют в построении различных клеточных структур выполняют пластическую функцию хранятся в виде запаса питательных веществ а также входят в состав сложных молекул. Углеводы являются основным энергетическим материалом. Углеводы участвуют в обеспечении осмотического давления и осморегуляции.
81444. Незаменимые компоненты основных пищевых веществ. Незаменимые аминокислоты; пищевая ценность различных пищевых белков. Линолевая кислота - незаменимая жирная кислота 109.43 KB
  Как было показано выше основным источником аминокислот для клеток организма являются белки пищи. Белки не являются незаменимыми пищевыми факторами они являются источниками содержащихся в них незаменимых аминокислот необходимых для нормального питания. Белки значительно различаются по аминокислотному составу. Растительные белки особенно пшеницы и других злаковых полностью не перевариваются так как защищены оболочкой состоящей из целлюлозы и других полисахаридов которые не гидролизуются пищеварительными ферментами.
81445. История открытия и изучения витаминов. Классификация витаминов. Функции витаминов 110.79 KB
  Классификация витаминов. Функции витаминов. Ныне известно что куриная слепота может вызываться недостатком витамина .
81446. Алиментарные и вторичные авитаминозы и гиповитаминозы. Гипервитаминозы 107.12 KB
  С нарушением поступления витаминов в организм связаны 3 принципиальных патологических состояния: недостаток витамина гиповитаминоз отсутствие витамина авитаминоз и избыток витамина гипервитаминоз. Примеры авитаминозов: Авитаминоз С Цинга недостаток витамина C приводит к нарушению синтеза коллагена соединительная ткань теряет свою прочность. Авитаминоз D Рахит специфическая функция витамина D заключается в регуляции процессов всасывания кальция фосфора в кишечнике и отложения их в костную ткань а также реабсорбции кальция и...
81447. Минеральные вещества пищи. Региональные патологии, связанные с недостаточностью микроэлементов в пище и воде 104.17 KB
  В настоящее время 14 микроэлементов признаны необходимыми для жизнедеятельности: железо медь марганец цинк кобальт йод фтор хром молибден ванадий никель стронций кремний селен. При его недостатке часто возникают боли в суставах которые иногда ошибочно принимают за проявления ревматизма ЖЕЛЕЗО FeНедостаток железа в питании может вызвать анемию малокровие. В сочетании с белком железо образует красящее вещество крови гемоглобин а так как процесс распада и образования кровяных телец непрерывен то железо должно поступать в...
81448. Понятие о метаболизме и метаболических путях. Ферменты и метаболизм. Понятие о регуляции метаболизма. Основные конечные продукты метаболизма у человека 105.69 KB
  Обычно в метаболических путях есть ключевые ферменты благодаря которым происходит регуляция скорости всего пути. Регуляция количества молекул фермента в клетке Известно что белки в клетке постоянно обновляются. Регуляция синтеза белка может происходить на любой стадии формирования белковой молекулы. Что касается распада ферментов то регуляция этого процесса менее изучена.
81449. Исследования на целых организмах, органах, срезах тканей, гомогенатах, субклеточных структурах и на молекулярном уровне 104.98 KB
  в биохимии всё шире применяются методы молекулярной и клеточной биологии в особенности искусственная экспрессия и нокаут генов в модельных клетках и целых организмах см. Определение структуры всей геномной ДНК человека выявило приблизительно столько же ранее неизвестных генов и их неизученных продуктов сколько уже было известно к началу XXI века благодаря полувековым усилиям научного сообщества. Искусственая экспрессия ранее неизвестных генов предоставила биохимикам новый материал для исследования часто недоступный традиционными методами....
81450. Эндэргонические и экзэргонические реакции в живой клетке. Макроэргические соединения 126.67 KB
  Многие из этих реакций происходят при участии аденозинтрифосфата АТФ играющего роль сопрягающего фактора. При сопряжении процессов 1 и 2 в реакции катализируемой гексокиназой фосфорилирование глюкозы легко протекает в физиологических условиях; равновесие реакции сильно сдвинуто вправо и она практически необратима...
81451. Дегидрирование субстрата и окисление водорода (образование Н2О) как источник энергии для синтеза АТФ. НАД- и ФАД-зависимые дегидрогеназы, убихинон-дегидрогеназа, цитохромы и цитохромоксидаза 152.07 KB
  Электроны обладающие высоким энергетическим потенциалом передаются от восстановленных коферментов NDH и FDH2 к кислороду через цепь переносчиков локализованных во внутренней мембране митохондрий. Они катализируют реакции типа: RCHOHR1 ND↔ RCOR1 NDH Н. Однако возможно включение электронов с NDPH в ЦПЭ благодаря действию пиридиннуклеотид трансгидрогеназы катализирующей реакцию: NDPH ND NDP NDH. К FMNсодержащим ферментам принадлежит NDHдегидрогеназа которая также локализована во внутренней мембране митохондрий; она...