4 Проверка устойчивости при пуске и работе электропривода

4.1 Задание

Для электропривода рассматриваемого в задании 1, 2, 3 произвести проверку устойчивости работы, при пуске двигателя принимая снижения напряжения на зажимах двигателя равной ΔU_ф и произвести проверку устойчивой работы электропривода при пуске другого двигателя, если напряжение на работающем двигателе снизилось также на ΔU_ф.

4.2 Решение

1) Определяем допустимое отклонение напряжения на зажимах электродвигателя:

, (4.1)

где М_тр^* – относительный момент трогания рабочей машины;

М_тр^* = М_тр/М_п = 6,2/7,4 = 0,84.

М_изб^* – избыточный относительный момент необходимый для

надежного пуска; М_изб^* = 0,25.

Тогда %.

Вывод: Так как ΔU_доп = 26 % > ΔU_фаз = 20 %, то пуск данного двигателя обеспечен.

2) Проверка устойчивости работы электродвигателя при пуске другого двигателя.

Кратность максимального момента рабочей машины М_{с max}^* = к_н = 1,2.

В этом случае

, (4.2)

Тогда %.

Вывод: Так как фактическое падение напряжения ΔU_ф=20% < ΔU_доп=28%, то устойчивая работа электродвигателя будет обеспечена.

5 Выбор двигателя, аппаратов управления и защиты электропривода

Таблица 10 Исходные данные

Нагрузка на валу электродвигателя по периодам, кВт	24	12	8	6
Продолжительность работы по периодам, мин	8	12	15	10

Эквивалентная мощность

. (5.1)

Тогда

Предварительно принимаем двигатель 4А132S4У3 с синхронной скоростью 1500 об/мин ( кВт; ; мин^-1; ; ; ; )

1) Проверяем выбранный двигатель на перегрузочную способность при пониженном на 20 % напряжении, так что U_п= 0,8 ∙ U_н или U^* = 0,8

Условие перегрузочной способности:

М_max > M_нагр.

1.1) Определяем приведенный к валу электродвигателя момент нагрузки при n_н= 1465 об/мин, Р_{с max}= 24 кВт по формуле:

M_{нагр max}= 9550 ∙ P_{c max}/(n_н ∙ _н ∙ i) , (5.2)

где – к.п.д. передачи

i – передаточное отношение; i = 1.

M_{нагр max} = 9550 ∙ 24/(1465 ∙ 0,885 ∙ 1)= 177,4Н ∙ м.

1.2) Номинальный момент двигателя

Н ∙ м.

Определяем критический (максимальный) момент:

Н ∙ м.

При пониженном напряжении до 20 %

то есть

144 > 177,4.

Таким образом перегрузочная способность обеспечивается.

2) Проверяем выбранный электродвигатель на нагрев методом средних потерь.

Данный метод заключается в том, что определяют номинальные и средние потери, сравнивая которые можно определить работу двигателя с доступной для него температурой.

2.1) ; (5.4)

где η_Н–номинальный КПД двигателя, равный 0,885;

а–коэффициент потерь для АД, а=0,5;

x_i– кратность мощности.

2.2) Кратность мощности определяем по формуле:

, (5.5)

где Р_i– мощность на данном участке, кВт;

Р_н– номинальная мощность электродвигателя, кВт.

Найдем кратность мощности для каждого участка:

;

;

;

;

Подставив числовые значения получаем:

η₂ = 0,8 9;

η₃ = 0,887;

η₄ = 0,875.

2.3) Для каждой нагрузки находим потери в двигателе:

;

кВт;

кВт;

кВт;

кВт.

2.4) Находим номинальные потери в двигателе:

(5.6)

кВт.

2.5) Определяем средние потери мощности в двигателе:

(5.7)

кВт.

Так как средние потери в двигателе не превышают номинальные потери, то выбранный двигатель по условию нагрева методом средних потерь “проходит”.

3) Проверка выбранного двигателя на нагрев методом эквивалентных моментов.

3.1)Моменты на каждом участке работ определяем по формуле:

. (5.8)

Н ∙ м;

Н ∙ м;

52,15 Н ∙ м;

Н ∙ м.

3.2)Найдем эквивалентный момент по формуле:

Вывод: Так как эквивалентный момент меньше номинального момента: М_экв = 85 Н ∙ м < М_н = 97,78 Н ∙ м, то выбранный двигатель подходит по условиям нагрева по методу эквивалентных моментов.

4)Выбор автоматического выключателя.

Номинальный ток двигателя I_н=30 А.

4.1)Определяем ток теплового расцепителя по формуле:

I_{р max} = x ∙ I_н, (5.9)

где х – кратность мощности.

Тогда I_{р max} = x ∙ I_н = 1,6∙30 = 48 А.

По справочнику /1/ выбираем автоматический выключатель серии АЕ2040 с (по исполнению А3114/5) с комбинированным расцепителем на номинальный ток 63 А.

4.2) Проверяем автоматический выключатель на несрабатывание, при пуске двигателя:

А.

Должно, выполнятся условие:

;

А.

Условие выполняется, значит автоматический выключатель выбран верно.

5) Выбираем магнитный пускатель.

Из справочника /1/ по максимальному рабочему току, выбираем магнитный пускатель типа ПМЛ–4000 с номинальным током 63 А и встроенным тепловым реле типа РТЛ–2059.

6) Определяем расход электрической энергии на выполнение заданной нагрузки по формуле: