Выбор двигателя для повторно-кратковременного режима работы

МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «БЕЛГОРОДСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ им. В.Я.ГОРИНА»

 

ИНЖЕНЕРНЫЙ ФАКУЛЬТЕТ

Кафедра

 «Электрооборудования и электротехнологий в АПК»

 

 

Расчетно–графическая работа по дисциплине «Электропривод и электрооборудование»

Тема: «Выбор двигателя для повторно-кратковременного режима работы»

Шифр:10470

 

 

Выполнил:

Студент 43 и-Эл группы,

4-й курс Саенко М.М.

Проверил: Боцман В.В.

 

 

 

 

п. Майский 2014 г.

Исходные данные:

Шифр 70.

300 об/мин - номинальная частота вращения механизма;

30 Н∙м - номинальный момент механизма;

90 % - КПД передачи;

0,5 кг∙м2 - момент инерции механизма;

2 - показатель степени механической характеристики механизма;

 

Задание:

1. Выбрать двигатель серии 4А, номинального продолжительного режима работы (S1) для привода механизма, работающего в повторно – кратковременном режиме (S3).
2. Определить время разгона двигателя при пуске и время торможения механизма при выключенном двигателе.

Решение:

1. Рассчитываем механическую характеристику механизма по формуле

где - момент статического сопротивления механизма при частоте вращения , Н∙м;

 - момент статического сопротивления, не зависящий от скорости (начальный), Н∙м;

 - момент сопротивления механизма при номинальной скорости вращения , Н∙м;

 - скорость вращения механизма, рад/с;

 - номинальная скорость вращения механизма, рад/с:

;

X – показатель степени механической характеристики.

Принимаем .

Расчеты производим для диапазона скоростей от до с интервалом .

Результаты расчетов заносим в табл. 1.

Таблица 1 – Механическая характеристика механизма
ωм, рад/с	0	3,15	6,3	9,45	12,6	15,75	18,9	22,05	25,2	28,35	31,5
МСМ, Н*м	6	6,24	6,96	8,16	9,84	12	14,64	17,76	21,36	25,44	30

 

2. Выбираем асинхронный электродвигатель для привода механизма в соответствии с методикой.

При выборе двигателя номинального режима работы S1 для работы в режиме S3 используют параметры, эквивалентные («усредненные») за время полного цикла:

 Н*м

По эквивалентным параметрам, ориентировочно выбирают двигатель:

Выбираем двигатель с ближайшим большим или равным значением мощности. При выборе двигателя учитываем номинальную скорость вращения механизма, передаточное число, которое обеспечивает минимальное значение произведения момента инерции двигателя на квадрат передаточного числа:

 

JРД · i2 → min

где JРД – момент инерции ротора двигателя, обеспечивающий это условие, является оптимальным.

 

Выбираем двигатели, мощность которых удовлетворяет условию .

Тип	РН, кВт	IН, А	nН, мин-1	соsφН	ηН, %	I*П	М*П	М*К	JДВ, кг∙м2	m, кг
4A63А2У3	0,37	0,93	2750	0,86	70	4,5	2,0	2,2	0,00076	6,3
4А63В4У3	0,37	1,2	1365	0,69	68	4	2,0	2,2	0,0014	7,6
4А71А6УЗ	0,37	1,26	910	0,69	64,5	4	2,0	2,2	0,0017	15,1
4А80А8У3	0,37	1,4	675	0,65	61,5	3,5	1,6	1,7	0,0034	17,4

 

Результаты заносим в таблицу 2, выполняем расчеты и окончательно выбираем двигатель по условию JРД · i2 → min.

Таблица 2 – Выбор оптимального передаточного числа
Двигатель	РДН, кВт	nДН, мин-1	JРД, кг·м2	i	i2	JРД · i2
4A63А2У3	0,37	2750	0,00076	9,17	84,09	0,064
4А63В4У3	0,37	1365	0,0014	5,45	29,7	0,042
4А71А6УЗ	0,37	910	0,0017	3,03	9,18	0,016
4А80А8У3	0,37	675	0,0034	2,25	5,06	0,017

Выбираем двигатель 4А71А6УЗ.

Для выбранного двигателя определяем постоянную времени нагрева:

с

Предельное допустимое превышение температуры двигателя над стандартным значением температуры охлаждающей среды:

Коэффициент термической перегрузки двигателя:

Коэффициент механической перегрузки:

Необходимая мощность двигателя:

кВт < 0,37 кВт – двигатель проходит.

Номинальный момент двигателя:

Н*м

Максимальный момент двигателя:

Н*м

Проверяем условие:

- исходя из полученных результатов, рассчитанный двигатель нам не подходит. Выбираем двигатель большей мощности.

Выбираем двигатели, мощность которых удовлетворяет условию .

Тип	РН, кВт	IН, А	nН, мин-1	соsφН	ηН, %	I*П	М*П	М*К	JДВ, кг∙м2	m, кг
4A63В2У3	0,55	1,33	2740	0,86	73	4,5	2,0	2,2	0,00090	7,6
4А71А4У3	0,55	1,7	1390	0,7	70,5	4,5	2,0	2,2	0,0013	15,1
4А71В6УЗ	0,55	1,74	900	0,71	67,5	4	2,0	2,2	0,0020	16,1
4А80В8У3	0,55	2,0	700	0,65	64	3,5	1,6	1,7	0,0041	20,4

 

Результаты заносим в таблицу 2, выполняем расчеты и окончательно выбираем двигатель по условию JРД · i2 → min.

Таблица 2 – Выбор оптимального передаточного числа
Двигатель	РДН, кВт	nДН, мин-1	JРД, кг·м2	i	i2	JРД · i2
4A63В2У3	0,55	2740	0,00090	9,13	83,36	0,075
4А71А4У3	0,55	1390	0,0013	4,63	21,44	0,028
4А71В6УЗ	0,55	900	0,0020	3	9	0,018
4А80В8У3	0,55	700	0,0041	2,33	5,43	0,022

Выбираем двигатель 4А71В6УЗ.

Для выбранного двигателя определяем постоянную времени нагрева:

с

Предельное допустимое превышение температуры двигателя над стандартным значением температуры охлаждающей среды:

Коэффициент термической перегрузки двигателя:

Коэффициент механической перегрузки:

Необходимая мощность двигателя:

кВт < 0,55 кВт – двигатель проходит.

Номинальный момент двигателя:

Н*м

Максимальный момент двигателя:

Н*м

Проверяем условие:

 

Выбранный двигатель проверяем по условиям пуска:

Исходя из полученных результатов, рассчитанный двигатель нам не подходит. Выбираем двигатель большей мощности.

Выбираем двигатели, мощность которых удовлетворяет условию .

Тип	РН, кВт	IН, А	nН, мин-1	соsφН	ηН, %	I*П	М*П	М*К	JДВ, кг∙м2	m, кг
4A71А2У3	0,75	1,7	2840	0,87	77	5,5	2,0	2,2	0,00097	15,1
4А71В4У3	0,75	2,17	1390	0,73	72	4,5	2,0	2,2	0,0014	16,1
4А80А6УЗ	0,75	2,24	915	0,74	69	4	2,0	2,2	0,0031	14,4
4А90LА8У3	0,75	2,7	700	0,62	68	3,5	1,6	1,9	0,0067	28,7

 

Результаты заносим в таблицу 2, выполняем расчеты и окончательно выбираем двигатель по условию JРД · i2 → min.

Таблица 2 – Выбор оптимального передаточного числа
Двигатель	РДН, кВт	nДН, мин-1	JРД, кг·м2	i	i2	JРД · i2
4A71А2У3	0,75	2840	0,00097	9,47	89,68	0,087
4А71В4У3	0,75	1390	0,0014	4,63	21,44	0,030
4А80А6УЗ	0,75	915	0,0031	3,05	9,3	0,029
4А90LА8У3	0,75	700	0,0067	2,33	5,43	0,036

Выбираем двигатель 4А80А6УЗ.

Для выбранного двигателя определяем постоянную времени нагрева:

с

Предельное допустимое превышение температуры двигателя над стандартным значением температуры охлаждающей среды:

Коэффициент термической перегрузки двигателя:

Коэффициент механической перегрузки:

Необходимая мощность двигателя:

кВт < 0,75 кВт – двигатель проходит.

Номинальный момент двигателя:

Н*м

Максимальный момент двигателя:

Н*м

Проверяем условие:

Выбранный двигатель проверяем по условиям пуска:

Исходя из полученных результатов, рассчитанный двигатель нам не подходит. Выбираем двигатель большей мощности.

Выбираем двигатели, мощность которых равна 1,1 кВт:

 

Тип	РН, кВт	IН, А	nН, мин-1	соsφН	ηН, %	I*П	М*П	М*К	JДВ, кг∙м2	m, кг
4A71В2У3	1,1	2,5	2810	0,87	77,	5,5	2,0	2,2	0,0011	16,1
4А80А4У3	1,1	2,76	1420	0,81	75	5	2,0	2,2	0,0032	17,4
4А80В6УЗ	1,1	4,1	935	0,74	75	4,5	2,0	2,2	0,0073	28,7
4А90LB8У3	1,1	3,5	700	0,68	70	3,5	1,6	1,9	0,0086	28,7