Файл: Рекус, Г. Г. Элементы автоматизированного электропривода учебное пособие.pdf

2. Значение ПВ, соответствующее заданному режиму работы:

4. Мощность электродвигателя, соответствующая ПВ = 25%:

5. Выбираем по каталогу крановый электродвигатель ти МТ21-6, имеющий следующие номинальные данные:

Р = 5 кет, и„ = 940 об/мин, г\н = 74,5, cos <ря = 0,68, ПВуо = 25%,

1 = ж = 2 *

6 . Проверяем выбранный электродвигатель по максимальн му моменту, т. е. на перегрузочную способность, исходя из ус­ ловия:

М2 ^ МИЯ.

5-975

3,0 < ----------- 2,5 = 13.

940

Следовательно, выбранный электродвигатель соответствует заданным условиям работы.

126

Цеховой мостовой кран имеет подъемную лебедку, рассчитан­ ную на подъем груза весом Gr = 49000 н. Лебедка рассчитана на подъем груза со скоростью v = 2 м/сек на высоту h = 16 м, и опускает крюк весом G, = 980 н без груза с той же скоростью. Пауза между спуском и подъемом, а также между подъемом и спуском t0 составляет 5 сек. К. п. д. передачи лебедки 7 Л= 0,95.

Определить мощность, потребляемую электродвигателем подъема и спуска лебедки без учета потерь при пуске и торможе­ нии и выбрать электродвигатель по каталогу с учетом того, что передаточное число лебедки / = 7,9, а диаметр барабана, на ко­ торый наматывается трос D6 = 0,5 м.

Ре ш е н и е :

1.Мощность, необходимая для подъема груза:

4. По данным расчета строится нагрузочная диаграмма для лебедки крана.

5. По графику нагрузки определяется значение эквивалентной мощности.

127

6. Число оборотов электродвигателя:

7. В соответствии с условиями работы выбираем по катало крановый асинхронный электродвигатель с контактными коль­ цами типа МТВ 613-10:

Ря = 80 кет, «в = 580 об/мин Un = 380 в, cos (рИ= 0,72,

Мт„

Ч:я ~ 0,87, А = -j P = 2,5.

Для этого электродвигателя удовлетворяется условие:

Ря > Рэ.

8. Выбранный электродвигатель проверяем по кратнос допустимой перегрузки по моменту:

пР6РИ

»60 ’

7,9

3,14 • 0,5 • 105

2-60

2,7 > 1,37.

Таким образом, выбранный электродвигатель удовлетворяет заданным условиям работы.

128

Г л а в а VI

ВЫ БО Р РО Д А ТОКА , Н АП РЯЖ ЕН И Я И СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

§1. Выбор рода тока и напряжения для электродвигателя

Впроцессе проектирования и выбора системы электропривода является весьма важным вопрос выбора рода тока и напряжения питания электродвигателей, который зависит от весьма многих

ичрезвычайно разнообразных факторов. Известно, что электри­ ческая энергия вырабатывается в настоящее время преимущест­ венно в виде энергии переменного трехфазного тока, поэтому основным родом тока промышленных предприятий является переменный трехфазный ток.

При прочих равных условиях при выборе системы тока пред­ почтение следует отдавать системе переменного тока, которая в сравнении с системой постоянного тока, как известно, является наиболее желательной по многим причинам.

Одним из факторов, определяющих род тока и напряжения, является заданный режим производственного механизма, а, следо­ вательно, режим работы приводного электродвигателя в соответ­

ствии с требованиями технологического процесса.

При этом выбор рода тока двигателя во многом зависит от требуемых пределов регулирования скорости, а также от частоты пусков и остановок электродвигателя.

В процессе проектирования установки выбор наиболее рацио­ нальной системы электропривода производится обычно в резуль­ тате сравнения нескольких вариантов.

Так, при необходимости широкого регулирования скорости могут быть использованы не только двигатели постоянного тока, но также и коллекторные двигатели переменного тока. Однако, при этом следует учитывать, что коллекторные двигатели пос­ тоянного тока по своим экономическим показателям и стоимости (даже при наличии преобразовательной подстанции постоянного тока) оказываются много выгоднее, чем коллекторные двигатели

переменного тока.

Заданные пределы регулирования скорости производственного механизма можно также обеспечить и при использовании асин­ хронного или синхронного электродвигателей с частотным уп­

равлением.

Во всех случаях, однако, необходимо выбирать наиболее ра­ циональную систему электродвигателя, а, следовательно, и род тока и напряжения в каждом отдельном случае.

129

Характер нагрузки на валу производственного механизма и пусковые требования так же могут наложить условия, определя­ ющие наиболее целесообразную систему тока и напряжения.

Значительное влияние на выбор тока и напряжения ока­ зывают условия эксплуатации, а также условия обслуживания электродвигателей, входящих в данную систему электропривода.

В эксплуатационных условиях коллекторные двигатели посто­ янного и переменного тока, особенно при значительном рассредо­ точении потребителей, требуют довольно больших затрат, связан­ ных с их обслуживанием. При этом оказывается более целесооб­ разным применение короткозамкнутых асинхронных электро­ двигателей, обладающих высокой надежностью при наличии высоких энергетических показателей.

Таким образом, выбор системы приводного электродвигателя в значительной мере уже определяет род тока и напряжения.

Вряде случаев может применяться и комбинированная система тока, когда по условиям эксплуатации и технологического про­ цесса на производстве вынуждены применять двигатели как постоянного, так и переменного тока.

Выбор напряжения зависит во многом так же и от местораспо­ ложения проектируемого объекта и характеристики предполагае­ мого источника питания.

При этом немаловажное значение имеет то, проектируется ли предприятие вновь или же производится его реконструкция.

Впоследнем случае, как правило, стремятся привязать систему электроснабжения реконструируемой или расширяемой части предприятия к уже существующей системе электроснабжения

производственного предприятия в целом. К числу факторов, влияющих на выбор напряжения, следует отнести стоимость линии электропередачи, стоимость силового оборудования и ап­ паратуры управления, а также возможность обеспечения безопас­ ности обслуживающего персонала.

Величина питающего напряжения оказывает существенное влияние на стоимость питающей линии. При этом можно при­ нять, что затраты, связанные со строительством линий электро­ передачи, приблизительно обратно пропорциональны квадрату напряжения. Поэтому, особенно при большой мощности уста­ новки, питающие сети стремятся выполнить на возможно более высокие напряжения.

Что касается внутризаводских распределительных сетей, то на выбор напряжения для этих сетей существенное влияние могут оказать: система принятого тока, мощность отдельных электро­ двигателей, условия безопасности обслуживания и пр. Во всех

130

случаях необходимо стремиться к тому, чтобы при передаче энергии исполнительному электродвигателю осуществлять непо­ средственное включение его в сеть без дополнительных преобра­ зовательных устройств. Мощные электродвигатели целесообразно питать высоким напряжением непосредственно от сетей 3000, 6000 и 10000 вольт в соответствии с номинальным напряжением электродвигателя. Однако возможность применения высокого напряжения ограничивается не только условиями безопасности обслуживания, но и опасностью выхода двигателей из строя вследствие возможных коротких замыканий, ухудшением усло­ вий коммутации, уменьшением значения к. п. д., увеличением стоимости и другими обстоятельствами, которые, как известно, возрастают с увеличением номинального значения напряжения.

В настоящее время для производственных целей широкое применение получили следующие стандартные напряжения пере­ менного тока: 36в; 127в; 220в; 380в; и ПО; 220 и 440 вольт в сетях постоянного тока.

Напряжения 127 и 220 в для питания электродвигателей в нас­ тоящее время, как правило, применения не находят и при проек­ тировании новых машин и механизмов не должно рекомендо­ ваться.

Однако напряжение 220 в может быть сохранено при расши­ рении существующих предприятий, когда по технико-экономи­ ческим соображениям переделывать существующую систему электроснабжения не имеет смысла.

Систему напряжения 127/220 в и напряжение 36 в следует при­ менять только в тех случаях, когда это оправдано особыми усло­ виями, например, связанными с техникой безопасности обслу­ живающего персонала и пр.

Напряжение 380 вольт получило весьма широкое распростра­ нение для питания электродвигателей, так как большинство совре­ менных электродвигателей выполняется на это номинальное напряжение. Напряжение 380 вольт получило так же широкое применение в системе с заземленным нулевым проводом для пи­ тания осветительных установок.

Система напряжения 220/380 в с заземленным нулевым прово­ дом обеспечивает совместное питание электродвигателей и освети­ тельных устройств.

На ряде предприятий химической промышленности в настоя­ щее время применяется напряжение 500 в. Однако оно не имеет особых преимуществ в сравнении с напряжением 380 вольт с точки здрения экономии цветных металлов при сооружении сетей электроснабжения. В то же время ему свойственен ряд существен­

131