Практическое занятие № 16 Выбор асинхронного электродвигателя для работы с повторно-кратковременной нагрузкой

16.1 Цель работы: занятия направлены на формирование компетенций

ОПК-2 «Способен применять естественнонаучные и общеинженерные знания, аналитические методы в профессиональной деятельности»» в части знания общих свойств и механику электропривода (З-1.1), устройства и характеристик машин судового электропривода (З-1.2),  режимов пуска, торможения и регулирования оборотов электродвигателей в составе судового электропривода (З-1.3), умения производить расчет и построение механических и электромеханических характеристик электродвигателей (У-1.1), определять параметры электродвигателя и производить его выбор (У-1.2), владения методами теоретического и экспериментального исследования электроприводов (В-1.1).

Результаты обучения по дисциплине должны обеспечить достижение обучающимися требуемой компетентности в сфере: Способен использовать основные законы и положения естественно-научных и инженерных дисциплин в профессиональной деятельности

 

Задачи работы:

Научиться производить выбор асинхронного электродвигателя для работы с повторно-кратковременной нагрузкой.

 

Методические материалы:

1. Авдеев Б.А. Судовые электроприводы: курс лекций для курсантов специальности 26.05.07 «Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики» оч. и заоч. формы обучения. Ч.1. Теория электропривода / сост.: Авдеев Б.А.; Федер. гос. бюджет. образоват. учреждение высш. образования «Керч. гос. мор. технолог. ун-т», Каф. «Электрооборудование судов и автоматизация производства». — Керчь, 2016. — 108 с

 

Пример решения

 

Для графика повторно-кратковременной нагрузки, изображенного на рисунке, выбрать асинхронный двигатель длительного режима работы типа АМ.

Постояння времени нагрева двигателя Т_н = 60 мин, Коэффициент ухудшения условий теплоотдачи β₀ = 0,375, коэффициент постоянных потерь α = 0,45.

Р₁=20кВт, Р₂=40кВт, Р₃=50кВт, Р₄=30кВт

t_р = 6 мин, t₀ = 4 мин; t₁=1мин; t₂=2мин; t₃=1мин; t₄=2мин;

Рисунок 16.1 - График повторно-кратковременной нагрузки

 

Решение:

Термический коэффициент перегрузки

Р_т =     = ,

 

 где постоянная времени охлаждения     

 

Т₀ =  мин

Коэффициент допустимой механической перегрузки:

 

Р_м =

 

Эквивалентная мощность за период работы

 

Р_экв =  кВт

 

Необходимая мощность двигателя

 

Р_дв =  кВт

 

Ближайший больший двигатель по каталогу:

 АМ81-4, Р_н = 25 кВт, n_н = 1435 об/мин, ,1, .

Наибольший момент, соответствующий мощности Р₃:  

 

М₃ =  Нм

 

Номинальный момент двигателя

 

М_н =  Нм

 

 

Максимальный момент двигателя

 

М_макс = 2,1 ? М_н = 2,1 ? 166 = 348 Нм

 

Момент, соответствующий мощности Р₁:

 

М₁ =  Нм

Пусковой момент двигателя

 

М_пуск = 1,4 М_н = 1,4 ? 166 = 232 Нм

 

Так как М_макс = 348 Нм > М₃ = 332 Нм, а М_пуск = 232 Нм > М₁ > 132,5 Нм выбранный электродвигатель пригоден.

 

Задание для контрольной работы

Для графика повторно-кратковременной нагрузки, изображенного в таблице 16.1 (согласно варианту), выбрать асинхронный двигатель длительного режима работы (приложение Е).

Вариант 1		Вариант 2
Вариант 3		Вариант 4
Вариант 5		Вариант 6
Вариант 7		Вариант 8
Вариант 9		Вариант 10
Вариант 11		Вариант 12
Вариант 13		Вариант 14
Вариант 15		Вариант 16
Вариант 17	Вариант 18
Вариант 19	Вариант 20
Вариант 21	Вариант 22
Вариант 23	Вариант 24
Вариант 25	Вариант 26
Вариант 27		Вариант 28
Вариант 29		Вариант 0

 

Вопросы для самоконтроля

1. Поясните процесс выбора мощности двигателя при длительном режиме работы: методы средних потерь, эквивалентного тока, эквивалентного момента и мощности.

2. Поясните процесс выбора мощности ЭД при кратковременном режиме работы.

3. Поясните процесс выбора мощности ЭД при повторно-кратковременном режиме.

4. Как влияют переходные процессы на работу электропривода

5.  Как классифицируются ЭД по способу защиты от воздействия

окружающей среды?

Рекомендуемая литература: [2], [3], [4].

 

СПИСОК рекомендованной ЛИТЕРАТУРЫ

 

 

1. Авдеев Б.А. Судовые электроприводы: курс лекций для курсантов специальности 26.05.07 «Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики» оч. и заоч. формы обучения. Ч.1. Теория электропривода / сост.: Авдеев Б.А.; Федер. гос. бюджет. образоват. учреждение высш. образования «Керч. гос. мор. технолог. ун-т», Каф. «Электрооборудование судов и автоматизация производства». — Керчь, 2016. — 108 с

2. Прохоренков А. М. Судовая автоматика / А. М. Прохоренков, Ю. Г. Татьянченко, В. С. Солодов. — М.: Колос, 1992. — 448 с.

3. Иващенко Н. Н. Автоматическое регулирование / Н. Н. Иващенко. — М.: Машиностроение, 1978. — 736 с.

4. Макаров И. М. Линейные автоматические системы / И. М. Макаров, Б. М. Менский. — М.: Машиностроение, 1982. — 505 с.

5. Дворак Н. М. Курс лекций по теории автоматического управления: методическое пособие для студентов специальностей 7.100304 "Судовождение и эксплуатация морских рыбопромысловых судов" и 7.100312 "Эксплуатация судовых энергетических установок" / Н. М. Дворак. – Керчь: КМТИ, 1999. – 114 с.

6. Мирошник И.В. Теория автоматического управления. Линейные системы. СПб.: Питер, 2005. – 336 с.

7. Мирошник И.В. Теория автоматического управления. Нелинейные и оптимальные системы. СПб.: Питер, 2006. – 272 с.

8. Ким Д.П. Теория автоматического управления. Т.1. Линейные системы. – М.: Физматлит, 2003. – 288 с.

 

 

 

 

Приложение А

Образец оформления титульного листа

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «КЕРЧЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОРСКОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

 

«Допущено к защите»  __________________   __________________  «»____________20_г.

«Защищено с оценкой____» ___________________   __________________  «»____________20_г.

 

 

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

По дисциплине: «Теория автоматического управления»

Направление (специальность): «26.05.07 Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики»

 

 

Курсант группы_____________

______________________

 « »________________20__г.

 

 

Керчь, 20__

Приложение Б

Параметры  двигателей постоянного тока

Номер варианта	Мощность, кВт	Сопротивление якорной цепи, Ом	Сопротивление обмотки возбуждения, Ом	Напряжение, В	Ток, А	Частота вращения, об/мин	КПД, %
0	8,5	0,44	0,04	220	44,5	800	82,0
1	13,0	0,065	0,01	110	135	1120	84,0
2	13,0	0,246	0,02	220	67	1120	85,0
3	22,0	0,12	0,01	220	111	1500	87,5
4	22,0	0,49	0,04	440	55,6	1500	87,5
5	36,0	0,07	0,01	220	181	2200	88,5
6	60	0,14	0,01	440	149	3150	90,5
7	11,0	0,081	0,01	110	115	800	83,0
8	11,0	0,3	0,01	220	57	800	84,0
9	16,0	0,188	0,05	220	82	1000	86,0
10	16,0	0,75	0,07	440	41	1000	86,0
11	30,0	0,084	0,01	220	150	1500	88,5
12	30,0	0,31	0,03	440	74,5	1600	89,5
13	53,0	0,16	0,01	440	131	2360	90,5
14	75,0	0,1	0,01	440	184	3150	91,5
15	8,5	0,55	0,05	220	46	500	77,0
16	12,5	0,327	0,03	220	69	600	79,5
17	16,0	0,255	0,02	220	84	750	80,5
18	22,0	0,163	0,01	220	118	1000	82,5
19	22,0	0,63	0,06	440	58	1000	83,5
20	37,0	0,079	0,07	220	189	1500	86,5
21	37,0	0,316	0,03	440	94,0	1500	86,5
22	15,0	0,289	0,02	220	80	600	79,0
23	20,0	0,178	0,01	220	105	750	83,0
24	20,0	0,69	0,07	440	54	750	83,0
25	32,0	0,10	0,01	220	164	1060	85,0
26	32,0	0,4	0,04	440	82	1060	84,5
27	48,0	0,057	0,05	220	244	1500	87,3
28	40,0	0,08	0,01	220	205	1060	85,0
29	40,0	0,317	0,03	440	104	1060	85,0

 

 

 

 

Приложение В

Параметры  асинхронных двигателей с фазным ротором

типа МТ, МТВ, МТН (U_л= 380 В; U_1ф = 220 В; 50 Гц; ПВ, % = 25)

 

Номер варианта	Тип	Рн, кВт	nном об/мин	Мmax/M н	Статор
					cosφ		I1н, А	I0 А	R1, Ом	X1σ, Ом
					ном.	х.х.
0	МТ011-6	1,4	885	2,3	0,65	0,15	5,3	3,9	5,98	3,93
1	МТ012-6	2,2	895	2,3	0,67	0,13	7,5	5,4	3,6	2,58
2	МТ111-6	3,5	915	2,3	0,7	0,11	10,5	6,6	2,116	203
3	МТ112-6	5	925	2,5	0,69	0,12	14,8	9,5	1,32	1,39
4	МТ211-6	7,5	935	2,5	0,7	0,09	20,8	11,8	0,68	107
5	МТВ311-6	11	945	2,8	0,73	0,09	28,6	16,7	0,54	0,575
6	МТВ311-8	7,5	695	2,5	0,71	0,09	21	14	0,88	0,965
7	МТВ312-6	16	955	2,8	0,77	0,08	37,6	20,6	0,33	0,41
8	МТВ312-8	11	710	2,8	0,66	0,1	33	22,1	0,53	0,56
9	МТВ411-6	22	965	2,8	0,71	0,07	55	33,2	0,19	0,31
10	МТВ411-8	16	715	2,8	0,65	0,08	45,7	30,2	0,285	0,43
11	МТВ412-6	30	970	2,8	0,73	0,06	70,5	42	0,125	0,23
12	МТВ412-8	22	720	2,8	0,69	0,07	58,0	37,1	0,207	0,32
13	МТВ511-8	30	720	2,8	0,68	0,06	77	46	0,123	0,245
14	МТВ512-8	40	730	2,8	0,69	0,06	101	60	0,08	0,17
15	МТВ611-10	45	575	3	0,7	0,066	115	80	0,087	0,189
16	МТВ612-10	60	578	3	0,72	0,061	145	93	0,055	0,142
17	МТВ613-10	80	580	3	0,72	0,056	190	120	0,042	0,107
18	МТВ711-10	100	584	2,8	0,67	0,053	255	180	0,025	0,096
19	МТВ712-10	125	587	2,8	0,66	0,045	320	230	0,016	0,08
20	МТВ713-10	160	587	2,8	0,68	0,04	395	285	0,012	0,061
21	МТН111-6	3,5	870	1,2	0,72	0,154	11,6	9,87	2,62	1,7
22	МТН112-6	5,3	885	2	0,76	0,123	15,3	11,8	1,61	1,14
23	МТН211-6	832	900	2	0,7	0,112	24,6	19	0,835	0,88
24	МТН311-6	13	925	2,5	0,74	0,095	35	23,2	0,51	0,645
25	МТН312-6	17,5	945	2,4	0,77	0,092	43	34,4	0,337	0,431
26	МТН311-8	9	675	2	0,74	0,12	26,1	17,7	0,98	0,843
27	МТН312-8	13	690	2,5	0,74	0,106	34,7	27,5	0,534	0,529
28	МТН411-6	27	950	3	0,77	0,08	65	39,7	0,219	0,271
29	МТН412-6	36	955	3,1	0,75	0,071	87	51,8	0,133	0,197

 

 

	Тип	Рн, кВт	nн, об/мин	Jдв кг•м2	Ротор
Номер варианта					E2н, В	I2н, А	R2, Ом	X2σ, Ом	ke о. е.
0	МТ011-6	1,4	885	0,0212	112	9,3	0,695	0,565	3,14
1	МТ012-6	2,2	895	0,0288	144	11	0,67	0,585	2,5
2	МТ111-6	3,5	915	0,0488	181	13,7	0,525	0,755	1,96
3	МТ112-6	5	925	0,0675	206	16,6	0,5	0,43	1,72
4	МТ211-6	7,5	935	0,115	255	19,8	0,44	0,88	1,38
5	МТВ311-6	11	945	0,225	172	42,5	0,11	0,225	2,1
6	МТВ311-8	7,5	695	0,275	251	20,5	0,47	0,72	1,41
7	МТВ312-6	16	955	0,313	208	49,5	0,099	0,25	1,75
8	МТВ312-8	11	710	0,385	182	41	0,13	0,23	1,96
9	МТВ411-6	22	965	0,5	225	61	0,066	0,23	1,6
10	МТВ411-8	16	715	0,538	207	49,5	0,103	0,25	1,73
11	МТВ412-6	30	970	0,675	259	72	0,055	0,225	1,4
12	МТВ412-8	22	720	0,75	234	59	0,09	024	1,53
13	МТВ511-8	30	720	1,025	280	67,5	0,082	0,28	1,28
14	МТВ512-8	40	730	1,4	322	76,5	0,072	0,24	1,12
15	МТВ611-10	45	575	4,25	185	155	0,027	0,046	1,93
16	МТВ612-10	60	578	5,25	245	153	0,033	0,062	1,44
17	МТВ613-10	80	580	6,25	320	155	0,038	0,078	1,12
18	МТВ711-10	100	584	10,25	275	230	0,017	0,066	1,28
19	МТВ712-10	125	587	12,7	345	225	0,02	0,082	1,01
20	МТВ713-10	160	587	15	420	235	0,022	0,098	0,84
21	МТН111-6	3,5	870	0,195	178	16,5	0,671	0,565	4,54
22	МТН112-6	5,3	885	0,27	217	19	0,603	0,625	3,1
23	МТН211-6	832	900	0,46	257	23	0,456	0,666	2,18
24	МТН311-6	13	925	0,9	186	51	0,124	0,241	4,2
25	МТН312-6	17,5	945	1,25	233	54	0,125	0,254	2,66
26	МТН311-8	9	675	1,1	264	26	0,498	0,643	2,07
27	МТН312-8	13	690	1,25	178	53	0,13	0,1825	4,54
28	МТН411-6	27	950	2	247	77	0,08	0,233	2,37
29	МТН412-6	36	955	2,7	274	88	0,059	0,173	1,96

 

 

 

Приложение Г

Параметры синхронных двигателей

 

Номер варианта	Типо-размер СДВ	Мощность, кВт	Частота вращения, об/мин	Ток статора, А	КПД,%	Мн0	Iпуск	cosφ	сosφп
0	СДК(П)-15-39-10	800	600	90,5	94,3	2,2	6,5	0,8	0,1
1	СДК(П)-15-49-10	1000	600	113,5	94,8	2	5,7	0,8	0,1
2	СДК(П)-15-64-10	1250	600	141	95,3	2,2	7	0,8	0,1
3	СДК(П)-15-64-10	1600	600	179	95,5	2	5,5	0,8	0,1
4	СДК(П)-15-34-12	400	500	46	93	2,7	8,3	0,8	0,1
5	СДК(П)-15-34-12	500	500	57,5	93,2	2,4	6,7	0,8	0,1
6	СДК(П)-15-49-12	800	500	91	94,3	2,1	6	0,8	0,1
7	СДК(П)-16-41-12	1250	500	141	94,7	2,2	6	0,8	0,1
8	СДК(П)-16-51-12	1600	500	180	95	2Д	6	0,8	0,1
9	СДК(П)-16-64-12	2000	500	224	95,6	2,1	6,1	0,8	0,1
10	СДК(П)-16-41-16	1000	375	114	94,1	2,5	6,4	0,8	0,1
11	СДК(П)-14-31-12	320	385	37	92,2	2,3	6,0	0,8	0,1
12	СДК(П)-14-36-12	400	480	46	92,6	2,0	5,8	0,8	0,1
13	СДК(П)-14-44-12	500	600	57,5	93,4	2,0	5,5	0,8	0,1
14	СДК(П)-15-34-12	630	750	72,5	93,6	2,0	4,8	0,8	0,1
15	СДК(П)-15-39-12	800	945	91	94,0	2,1	5,0	0,8	0,1
16	СДК(П)-15-49-12	1000	1170	113	94,8	2,0	5,3	0,8	0,1
17	СДК(П)-16-41-12	1250	1460	140	94,8	2,0	5,5	0,8	0,1
18	СДК(П)-16-51-12	1600	1870	180	95,3	2,0	5,2	0,8	0,1
19	СДК(П)-16-64-12	2000	2330	224	95,7	2,0	5,4	0,8	0,1
20	СДК(П)-17-49-12	2500	2900	279	95,7	2,0	5,9	0,8	0,1
21	СДК(П)-17-59-12	3200	3710	357	96,2	2,0	5,8	0,8	0,1
22	СДК(П)-17-76-12	4000	4620	446	96,5	2,0	6,0	0,8	0,1
23	СДК(П)-15-34-16	500	600	57,5	92,6	2,0	5,2	0,8	0,1
24	СДК(П)-15-41-16	630	750	72,5	93,2	2,0	5,2	0,8	0,1
25	СДК(П)-16-34-16	800	950	91,5	93,6	2,1	5,5	0,8	0,1
26	СДК(П)-16-41-16	1000	1180	114	94,0	2,1	5,5	0,8	0,1
27	СДК(П)-16-51-16	1250	1470	141	94,6	2,1	5,7	0,8	0,1
28	СДК(П)-17-41-16	1600	1880	181	94,8	2,2	5,9	0,8	0,1
29	СДК(П)-17-49-16	2000	2340	225	95,2	2,0	5,2	0,8	0,1

 

 

 

Приложение Д

Параметры циркуляционных насосов

 

Номер варианта	Типоразмер насоса (агрегата)	Подача, м3/ч (м3 /с)	Напор, м	Допускаемый кавитационный запас, м, не более	Частота вращения, с-1(об/мин)	Максимальная потребляемая мощность насоса, кВт	КПД насоса, %, не менее	Масса насоса, кг
0	Д160-112	160(0,044)	112	4,8	48,3(2900)	89	73	200
1	Д160-112а	150(0,041)	100	4,8		72	70
2	Д160-112б	135(0,037)	80	4,8		52	68
3	Д160-112	80(0,022)	28	4,5	24,2(1450)	12	73
4	Д160-112а	70(0,019)	25	4,5		10	70
5	Д200-36	200(0,055)	36	4,3		35	76	240
6	Д200-36а	190(0,053)	29,7	5,3		27	73
7	Д200-36б	180(0,049)	25	6,0		22	70
8	Д320-50	320(0,088)	50	4,5		72	80	300
9	Д320-50а	300(0,083)	39	4,6		47	77
10	Д320-50б	300(0,083)	30	4,8		36	75
11	1Д200-90	200(0,055)	90	5,5	48,3(2900)	82	75	145
12	1Д200-90а	180(0,049)	74	5,8		72	72
13	1Д200-90б	160(0,044)	62	5,9		42	70
14	1Д200-90	100(0,028)	22,5	5,3	24,2(1450)	10	75
15	1Д250-125	250(0,069)	125	6,0	48,3(2900)	152	76	165
16	1Д250-125а	240(0,066)	101	6,4		110	73
17	*1Д250-125	125(0,035)	30	5,5	24,2(1450)	27	76
18	1Д315-50	315(0,087)	50	6,5	48,3(2900)	68	82	190
19	1Д315-50а	300(0,083)	42	6,7		50	79
20	1Д315-50б	230(0,061)	36	6,8		39	76
21	1Д315-71	315(0,087)	71	6,5		93	82
22	1Д315-71а	300(0,083)	62	7,0		80	79
23	*1Д315-71	150(0,041)	18	6,5	24,2(1450)	15,2	80
24	1Д500-63	500(0,140)	63	4,5		142	80	450
25	1Д500-63а	450(0,125)	53	4,8		97	77
26	1Д500-63б	400(0,111)	44	5,0		78	75
27	1Д630-90	630(0,175)	90	5,5		230	82	524
28	1Д630-90а	550(0,153)	74	5,8		185	79
29	1Д630-90б	500(0,140)	60	5,9		144	77

 

 

 

Приложение Е Параметры асинхронных двигателей

 

Александр Евгеньевич Савенко

Алексей Викторович Вынгра

 

Теория автоматического управления

Практикум

 по выполнению контрольных работ

для курсантов специальности

26.05.07 Эксплуатация судового электрооборудования и средств автоматики

и 13.03.02 Электроэнергетика и электротехника

очной и заочной форм обучения

 

Тираж_____экз. Подписано к печати_____________.

Заказ №________. Объем 1.8 п.л.

Керченский государственный морской технологический университет

298309 г. Керчь, Орджоникидзе, 82.