Расчет мощности и выбор электродвигателя

 

Выбор пускорегулирующей аппаратуры проводится по номинальному току (I_н), номинальному напряжению (U_н) и номинальной мощности (P_н).

Исходные данные:

1. Схема электрическая принципиальная фрикционного пресса.

2. Электродвигатель типа 4А112М2У3, мощностью 7,5 кВт, 2900 об/мин.

3. Мощность понижающего трансформатора типа ТБС – 100, 100 Вт (TV) для питания цепей управления.

Определяем номинальный ток электродвигателя по формуле:

 

, (1)

 

где, P_н – номинальная мощность электродвигателя, кВт;

U_н= 380 В – номинальное напряжение сети;

Cos φ = 0,85 - номинальный коэффициент мощности электродвигателя.

Определяем номинальный ток понижающего трансформатора (TV) по формуле:

,  (2)

 

где, P_н – номинальная мощность трансформатора, кВт;

U_н = 380 В – первичное напряжение или напряжение сети;

Cos φ = 0,85 - коэффициент мощности трансформатора при номинальной нагрузке.

Выбор общего вводного пакетного выключателя (Q). Выбор производится по суммарному номинальному току электродвигателей и трансформатора по формуле:

I_н∑ = I_м + I_нт, (3)

 

I_н∑ = 12,96 + 0,3 = 13, 26 (А)

По справочнику выбираем пакетный выключатель типа ПВ-63, I_н = 63 А, I_н>I_н∑ 63 А > 13,26 А.

Выбор предохранителей для одиночных электроприёмников производится по формуле:

 

, (4)

 

где, I_{р. пл. вст.} – расчётная плавкая вставка.

Выбор предохранителей для группы электроприёмников производится по формуле:

 

, (5)

 

где, К= 4÷8 – кратность пускового тока к номинальному;

I_н – номинальный ток наибольшего электроприёмника;

∑I_н – номинальный суммарный ток остальных электроприёмников;

2,5 – постоянный коэффициент.

Определяем расчётную плавкую вставку (FU₁) для электродвигателя по формуле, принимая к=7,5:

По таблице выбираем предохранитель типа ПР-2-60 60 А;

I_{ст.пл.вст.}>I_{р.пл.вст.}; 60А>38,88 А.

Определяем расчётную плавкую вставку (FU₂) для электроприёмников, принимая к=5:

По таблице выбираем предохранитель типа ПР-2-60 60 А;

I_{ст.пл.вст.}>I_{р.пл.вст.}; 60>38,88 А.

Выбор магнитных пускателей производится по подключаемой к ним мощности электродвигателей.

Предельные мощности, подключаемые к магнитным пускателям: магнитные пускатели ПМЕ-100 – до 4 кВт, ПМЕ-200 – до 10 кВт, ПА-300 – до 17 кВт и т.д. P_н∑ = P_н1 = 7,5 кВт

По таблице выбираем магнитный пускатель типа ПМЕ-200, Р_н = 10 кВт,

Р_н>Р_н∑, 10кВт> 7,5.кВт - Выбор автоматов.

Выбор автоматов для защиты силовых цепей от к.з. производится по номинальному току электродвигателя и кратковременной перегрузки.

Для отдельного электродвигателя автомат выбирается по номинальному току электродвигателя и кратковременной перегрузки по формуле:

 

I_ктп = 1,25  I_п, (6)

 

где, I_п – пусковой ток электродвигателя;

К = 4÷ 8 – кратность пускового тока I_п / I_н;

I_н – номинальный ток электродвигателя.

I_ктп = 1,25  К  I_н (А)

I_ктп= 1,25  7,5  12,86 = 120,56 (А)

Привод пресса совершает за один ход работу А = 60 кДж, число ходов пресса за минуту равно 20, продолжительность удара t₁ = 1 с, момент холостого хода пресса М_с,0 = 52 Н∙м, расчётная угловая скорость двигателя ω = 145 рад/с - Продолжительность цикла при 20 ударах в минуту:

t_ц = 60/20 = 3 с

Продолжительность холостого хода:

t₀ =t_ц–t₁ = 3–2 = 1 c

Максимальный момент пресса при ударе:

 

М₁ = А/(ω_расч∙t₁), (7)

 

 М₁ = 60∙10³/(145∙1) = 414 (Н∙м)

Средний момент нагрузки за цикл:

 

М_с,ср ≈ , (8)

 

М_с,ср ≈

Средняя расчётная мощность двигателя:

 

Р_дв,ср = М_с,ср∙ω_расч/1000; кВт (9)

 

Р_дв,ср = 52∙145∙10^-3 = 7,5 (кВт)

Выбираем по каталогу электродвигатель с повышенным скольжением типа 4А112М2У3: Р_н = 7,5 кВт; n_ном = 2900 об/мин; скольжением s_н =6,0%; перегрузочная способность λ = 2,2.

Проверяем выбранный двигатель по перегрузочной способности:

 

М_к = λ_м∙М_ном, (10)

 

М_к = 2,2∙31500/147 = 471>M₁ = 414 (Н∙м)