Двухпролетный балластер ЭЛБ-3ТС

Исходные данные.

Схема расчетная электрической цепи — рис. 1.

Число единиц технологического оборудования — 5.

Основные параметры технологического оборудования:

насоса (1М):производительность, м3/с 0,0006;

давление, МПа 32;

частота вращения, об/мин 29 300;

К.П.Д. 0,86.

механизма подъема грузоподъемного устройства (2М):

грузоподъемность, кН 75.

скорость, м/с 0,1.

частота вращения, об/мин 710.

К.П.Д. 0,84.

Режим работы — повторно-кратковременный ПВ механизма с переменной нагрузкой (3М):

График нагрузки — рисунок2[2].

сварочного трансформатора (ТС):

мощность, кВА 43,2.

ПВ % 40.

освещения (Ро):

мощность, кВт 6,0.

коэффициент спроса kс=0,85.

1. Выбор мощности электродвигателей.

1.1 Основные требования, предъявляемые к двигателю при выборе мощности.

а. Двигатель должен быть полностью загруженным;

б. Двигатель не должен перегреваться сверх допускаемых пределов;

в. Двигатель должен обеспечивать нормальную работу при возможных временных перегрузках;

г. Двигатель должен обладать достаточным пусковым моментом.

Расчёт мощности и выбор электродвигателей.

Для привода насоса (1М) расчётная мощность определяется:

; (1).

где kз — коэффициент запаса, kз=1.1…1.3;

Q — производительность машины, м3/с;

p — давление создаваемое турбомашиной (напор), Па;

зм зп — КПД машины (насоса) и передаточного механизма, зм зп= 0.85.

26,8кВт, Для привода подъёмно-транспортных машин (2М) расчётная мощность определяется:

(2).

где G — полная грузоподъёмность (с учётом веса тары), Н;

V — скорость перемещения груза, м/с.

При повторнократковременном режиме работы, если фактическая (расчетная) продолжительность включения ПФф отличается от стандартных значений ПВст (15; 25; 40; 60%), на которое выпускаются электродвигатели, производится расчет эквивалентной мощности к стандартному ПВст:

(3).

Рэ==10,7 кВт, ПФф=50%.

12 кВт.

Для механизма с переменной нагрузкой (3М) мощность электродвигателя рассчитывается исходя из метода средних потерь по эквивалентным величинам на основании нагрузочной диаграммы М (t) (рис. 2 [5]):

(4).

где Мi, ti — значения мощности и время действия в i-ый период нагрузки по нагрузочной диаграмме.

0.834 кHм Выбранные электродвигатели, а также их характеристики приведены в таблице 1 и 2:

Мощность Р и момент М двигателя связаны выражением:

(5).

43,7кВт При повторно-кратковременном режиме нагрузки фактическая продолжительность включения двигателя определяется по нагрузочной диаграмме:

(6).

где — сумма времени работы двигателя под нагрузкой и времени паузы (отключение от сети или от нагрузки);

56,8%.

С учётом того, что фактическая (расчётная) продолжительность включения ПВф отличается от стандартного значения ПВст на (15,25,40,60%), на которые выпускаются электродвигатели, производится пересчёт эквивалентной мощности к стандартному ПВст:

(7).

52,1 кВт По результатам расчёта выбираем электродвигатели по каталогу из условий:

(8).

где Рн — номинальная мощность электродвигателя, кВт;

nн — номинальная частота вращения вала электродвигателя, об/мин;

nр — расчётная частота вращения вала электродвигателя, об/мин;

Выбранные электродвигатели, а также их характеристики приведены в таблице 1 и 2:

Таблица 1 — Основные характеристики эл. двигателей для привода насоса и механизма с пере меной нагрузкой (1М) и (3М).

Таблица 2 — Основные характеристики эл. двигателей для механизма подъёма груза грузоподъёмного устройства (2М).

Выбранный электродвигатель (3М) должен удовлетворять условию по допускаемой перегрузке:

лМн?Ммах (гр), (9).

где Ммах (гр) — максимальный момент нагрузки из графика нагрузочной диаграммы, Нм;

Мн — номинальный момент двигателя, Нм;

(10).

0.7 кНм = 700 Нм.

Коэффициент перегрузочной способности (кратность максимального момента) двигателя л:

(11).

— условие выполняется.

2. Расчёт длительных и пусковых токов.

2.1 Для однофазных приёмников.

Для однофазных приёмников, присоединённых на фазное напряжение Uф (например, осветительная нагрузка, равномерно распределённая по фазам) Ip, А:

(12).

где Рр — расчётная мощность приёмника, кВт;

m — число фаз, на которые подключена нагрузка, (m=3);

Uф — фазное напряжение, (Uф=380 В);

з — К.П.Д., (з=1);

Сos =1.

5,26 A.

2.2 Для одиночного трёхфазного двигателя.

(13).

где в= - коэффициент загрузки двигателя;

Рн — номинальная мощность электродвигателя, кВт;

Uн — номинальное напряжение, В (Uн=380 В).

Для насоса 1М:

50 A.

Для механизма подъёма грузоподъёмного устройства 2М:

33,6A.

Для механизма с переменной нагрузкой 3М:

102 A.

2.3 Для сварочной нагрузки.

(14).

где Sc — полная мощность сварочного аппарата, ;

ПВ — продолжительность включения сварочного аппарата (относительная).

71,9А.

2.4 Для группы трёхфазных приёмников, присоединённых на линейное напряжение.

Т.к. известны расчётные токи приёмников, присоединённых к групповой линии, то расчётный ток групповой линии можно определить по формуле:

(15).

где ?Ipi — cумма расчётных токов приёмников, присоединённых к линии.

kc — коэффициент спроса для режима наибольшей нагрузки (учитывает одновременность работы приёмников).

158 А Расчётная активная мощность сварочной нагрузки Рс, кВт:

(16).

10,9 кВт Номинальные токи электродвигателей определяем по формуле:

(17).

Для насоса 1М:

59 А;; А Для механизма подъёма грузоподъёмного устройства 2М:

42 А; A.

Для механизма с переменной нагрузкой 3М:

114 А;; А Пусковые токи групповой линии определяются из условия пуска наиболее мощного из электродвигателей, присоединённых к групповой линии, при работе остальных приёмников группы:

(18).

797A.

3. Выбор пусковой и защитной аппаратуры.

3.1 Выбор пусковой аппаратуры.

Для управления трёхфазным асинхронными двигателями мощностью до 75 кВт в качестве пусковой аппаратуры применяются магнитные пускатели серии ПМЛ.

Выбор магнитных пускателей производим по мощности включаемого электродвигателя или по номинальному току:

пусковой ток двигатель напряжение.

(19).

Выбранные магнитные пускатели приведены в таблице 3.

Таблица 3 — Магнитные пускатели.

3.2 Выбор защиты от перегрузок.

Защита электродвигателей от перегрузок осуществляется тепловыми реле типа ТРН, ТРП и ТРПТ, встроенными в магнитные пускатели.

Выбор вставок тока нагревательных элементов тепловых реле Iу (рт) производится по длительному расчётному току Iр из условия:

(20).

Выбранные тепловые реле приведены в таблице 4.

Таблица 4 — Тепловые реле.

3.3 Выбор защиты от коротких замыканий.

Тепловые реле обладают значительной тепловой инерцией и не обеспечивают защиту электрических цепей от токов короткого замыкания. Защиту от токов короткого замыкания осуществляют с помощью плавких предохранителей или автоматических выключателей с электромагнитными расцепителями.

Плавкие предохранители выбираем с учётом напряжения сети по значению тока:

(21).

Поскольку номинальные токи предохранителей в ряду значительно отличаются, то для обеспечения более гибкой защиты один и тот же предохранитель может комплектоваться плавкими вставками с различными токами:

(22).

При выборе плавких вставок для предохранителей, устанавливаемых в цепях отдельных токоприёмников, исходят из двух условий:

плавкая вставка не должна расплавляется при неограниченном по времени воздействии длительных расчётных токов Iр:

(23).

плавкая вставка должна выдерживать кратковременный пусковой ток Iпуск:

(24).

где б — коэффициент, учитывающий продолжительность действия пускового тока (принимается б=1.6 для тяжёлых условий пуска под нагрузкой; б=2.0 при средней тяжести пуска; б=2.5 для лёгких условий пуска).

Выбирается стандартная плавкая вставка, соответствующая большему значению Iв, полученных из условий (23) и (24).

При выборе плавких вставок для групповых линий, питающих несколько электроприёмников, исходим из тех же условий (23) и (24), но с учётом токов групповых линий, определённых по формулам (15) и (18):

(25).

(26).

Выбранные аппараты для защиты от К.З. приведены в таблице 5.

Таблица 5 — Аппараты для защиты от коротких замыканий.

Автоматические выключатели отключают аварийные участки без разрушения защитных элементов и обеспечивают оперативное повторное включение. Они имеют в каждой фазе тепловой (Т) расцепитель, обеспечивающий защиту от перегрузок с задержкой времени, электромагнитный расцепитель (М), осуществляющий мгновенную максимальную токовую защиту (отсечку) при коротких замыканиях, или комбинированный расцепитель (МТ).

Выбор уставок тока тепловых и комбинированных расцепителей Iн расц производится по расчётному току из условия:

(27).

Таблица 6 — Тепловые и комбинированные расцепители.

Ток отсечки электромагнитного расцепителя Iотс рассчитывается в зависимости от характера нагрузки:

Для осветительной нагрузки:

Iотс=3.5Iн, (28).

Для электродвигателей с короткозамкнутым ротором:

Iотс=11Iн, (29).

Для электродвигателей с фазным ротором:

Iотс=7Iн, (30).

Результаты по формулам 28…30 сведены в таблице 7.

Таблица 7 — Токи отсечки.

1. СТП СГУПС 01.01−2000. Курсовой и дипломный проекты. Требования к оформлению. Новосибирск, 1993. 41 с.

2. Чиликин М. Г., Сандлер А. С. Общий курс электропривода; Учебник. М., 1981, 548 с.

3. Чукаев Д. С., Федуркина М. Д. Электрооборудование строительных машин и энергоснабжение строительных площадок. М., 1984 г., 223 с.

4. Горенштейн М. Д. Справочник электромантёра, Т.1., Новосибирск, 1984 г., 304 с.

5. Электротехника и электроника. Методические указания к выполнению курсовой работы для студентов заочной формы обучения специальности 1709 «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные и машины и оборудование» Новосибирск, 2002. 38 с.