Расчет электродвигателя

федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования

«НОВГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ

имени Ярослава Мудрого

Кафедра

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчетно-графическая работа

по дисциплине

«Электропривод и электрооборудование»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Разработал

студент гр. 0412 зу

__________ Гутман А. А.

«____»_________20     г.

Проверил доцент

___________Андрианов Н. М.

«____»_________20     г

 

 

 

 

 

 

 

г. Великий Новгород.

2013 год.

Содержание

Введение	стр. 3
Данные для построения нагрузочной диаграммы	стр. 4
Расчетная часть	стр. 5
Схема автоматизированного  электропривода	стр. 17
Список используемой литературы	стр. 19
Приложения	стр. 20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 Электроприводом называется  электромеханическая система, состоящая  из электродвигательного, преобразовательного,  передаточного и управляющего  устройств, предназначенных для  приведения в движение исполнительных  органов рабочей машины и управления  этим движением.

 Нельзя представить  себе ни одного современного  производственного механизма, в  любой области техники, который  не приводился бы в действие  электроприводом. В электроприводе основным элементом, непосредственно преобразующим электрическую энергию в механическую, является электродвигатель, который чаще всего управляется при помощи соответствующих преобразовательных и управляющих устройств с целью формирования статических и динамических характеристик электропривода, отвечающих требованиям производственного механизма.

 Целью данной курсовой  работы является расчет системы автоматизированного электропривода рабочей машины

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Построение нагрузочной  диаграммы.

Р1

Р2

Р3

Р4

t1

t2

t3

t4

Jдв

JM

nH

ηпер

Х

i

кВт

кВт

кВт

кВт

мин

мин

мин

мин

Н

Н

об/мин

8

9

4

6

15

5

10

3

0,28

0,42

1455

1,6

2,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчетная часть

1.1.По данным нагрузочной диаграммы, используя метод эквивалентных величин, определяем необходимую мощность приводного электродвигателя по нагреву

 

(1.1)

где

P_i - мощность на валу электродвигателя в i-й интервал работы, (кВт);

t_i - продолжительность i-го интервала работы, (мин);

n - количество интервалов нагрузки.

Отсюда

 

 

 

Мощность электродвигателя при его полном охлаждении во время  паузы в работе выбирают по каталогу (приложение А) исходя из условия, что Р_э должна быть меньше Р_н. Данному условию соответствует электродвигатель серии 4А типа 4А1324УЗ.

 

Каталожные параметры  двигателя приведены в таблице 1.

 

Таблица 1

Типоразмер электродвигателя	РН, кВт	UH, В	IН, А	nН, мин-1	mmin	mП	mК	cosφН	ηН, %	SH	Ki	Jдв, кг·м2
4А1324УЗ	7,5	382	15,1	1455	1,7	2,2	3,0	0,86	87,5	0,03	7,5	0,028

 

 

Номинальное скольжение электродвигателя, соответствующее номинальному вращающему моменту рассчитывается по формуле

 

(1.2)

где

n₀ - синхронная частота вращения магнитного поля статора электродвигателя, (мин)^-1;

 

(1.3)

 

где

р - число пар полюсов электродвигателя;

f - частота тока в электрической сети, f = 50 Гц;

 

 

Отсюда

 

 

Пусковой ток определяется по формуле

(1.4)

Отсюда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2. Механическую характеристику асинхронного электродвигателя ω = f₁(M_дв) строят на основании каталожных данных. Для этого необходимо вычислить его вращающие моменты для следующих угловых скоростей, соответствующих скольжениям: 0; S_H; S_K; S_min= 0,8 и S_П = 1,0.

Для более точного построения механической характеристики следует  увеличить число расчетных точек  и для заданных скольжений определить моменты и частоту вращения.

Вращающие моменты электродвигателя для точек механической характеристики электродвигателя можно вычислить приблизительно для скольжений S от 0 до 1 с интервалом 0,1 на основании упрощенной формулы Клосса

(1.6)

где

 – максимальный вращающий момент электродвигателя, Нм;

 - критическое скольжение электродвигателя, соответствующее максимальному вращающему моменту.

 

Найдем вращающие моменты электродвигателя. Для этого необходимо вычислить вращающий пусковой момент М_П электродвигателя при S_П = l,0 и критическое скольжение электродвигателя, соответствующее максимальному вращающему моменту.

Вращающий пусковой момент М_П электродвигателя при S_П = l,0, определяем, используя кратность пускового m_П по выражению

 

(1.5)

 

где

- номинальный вращающий момент электродвигателя, (Нм);

 

 – номинальная угловая  скорость вращения вала электродвигателя, (рад/с)

nн – номинальная частота вращения, (мин^-1).

 

Найдем номинальный вращающий момент электродвигателя. Для этого вычислим номинальную угловую скорость вращения вала электродвигателя.

 

 

 

Отсюда

 

Критический момент

 

 

Критическое скольжение

 

 

Отсюда

Данные расчета механической характеристики ω = f₁(M_дв) свести в таблицу 2. Переход от скольжения к угловой скорости производится по формуле

 

(1.7)

 

где

- синхронная угловая скорость вращения вала, рад/с

где

р - число пар полюсов электродвигателя;

f - частота тока в электрической  сети, f = 50 Гц;

 

Вычислим угловую скорость. Для этого найдем синхронную угловую  скорость вращения вала

 

Отсюда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.

 Данные к построению механической характеристики асинхронного двигателя

S	0	SH	0,1	SK	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
ω,рад/c	157	152,7	141,3	129,7	125,6	109,9	94,2	78,5	62,8	47,1	31,4	15,7	0
Мдв,Нм	0	49	126	147	146	128	89	91	79	69	61	55	51

 

При построении механических характеристик ω = f₁(M_дв) значения ω располагают по оси ординат (функция), а значения М - по оси абсцисс (аргумент).

Интерполируя механическую характеристику двигателя в ее пусковой части, следует учесть, что при  скольжениях S > S_K формула Клосса занижает действительные вращающие моменты. В частности для S = 0,4 вращающий момент, вычисленный по (8), будет несколько занижен.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3. Номинальный момент на валу рабочей машины М_МН, соответствующий номинальной частоте вращения ее рабочего органа n_МН, принимаем равным

где

 – передаточное отношение  передаточного механизма от электродвигателя  к рабочей машине;

µ_пер – КПД передаточного механизма (для всех вариантов µ_пер принять равным µ_пер = 0,9).