Решение. Подача скребкового транспортераQ, т/ч, определяется по формуле

Подача скребкового транспортера Q, т/ч, определяется по формуле

где Н – высота скребка, м; В – ширина скребка, м; u – скорость движения цепи, м/с; r – плотность груза, т/м³; y – коэффициент заполнения, y = 0,6 – 0,8; с – коэффициент, учитывающий степень заполнения скребков от угла наклона транспортера, при a=200, с = 0,85

т/ч.

Мощность Р_м, кВт, потребная для привода скребкового транспортера определяется по формуле

где L – горизонтальная составляющая пути перемещения груза, м;f – коэффициент сопротивления движению, f = 4,2; h – высота подъема груза, м; h_Т – КПД транспортера.

Горизонтальная составляющая пути перемещения L, м, равна:

где L_Т – длина транспортера, м;

м

Высота подъема груза:

м

кВт

С учетом КПД передачи от электродвигателя к транспортеру мощность на валу электродвигателя Р, кВт, равна:

где h₁, h₂ – КПД зубчатой передачи; h₃ – КПД клиноременной передачи.

, кВт

Время загрузки мобильного кормораздатчика t, мин

,

где r_изм – плотность измельченных корнеплодов, т/м³.

мин.

Нагрузочная диаграмма электродвигателя показана на рисунке:

Нагрузочная диаграмма электродвигателя

Задание 3. ВЫБОР ТИПА ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Выбор электродвигателя производится по роду тока и значению напряжения, электрическим модификациям, конструктивному исполнению, степени защищенности от воздействия окружающей среды, мощности и частоте вращения.

При выборе электродвигателя по роду тока и значению напряжения учитываются данные источника питания и технологические требования со стороны производственного процесса электрифицированной установки. При необходимости плавного регулирования угловой скорости электропривода в широком диапазоне предпочтение отдается электродвигателям постоянного тока. Для электропривода производственных машин и агрегатов, как правило, применяются асинхронные электродвигатели трёхфазного переменного тока напряжением 380/220 В мощностью до 75 кВт.

По конструктивному исполнению и способу монтажа электродвигатели выбираются исходя из удобства их установки и дальнейшего обслуживания с учетом конструктивных особенностей рабочей машины или механизма.

Климатическое исполнение и категория размещения должны соответствовать условиям окружающей среды. Для объектов промышленного производства целесообразно выбирать электродвигатели специализированного исполнения влагоморозостойкого, химического, пылевлагозащищенного, и другие со степенью защищенности IP24 – IP54.

Мощность электродвигателя должна быть достаточной для преодоления сопротивления рабочей машины в заданном режиме ее работы без превышения допустимой температуры частей двигателя. При этом напряжение питания электродвигателя может быть ниже номинального на 10%. При выборе электродвигателя нужно стремиться к максимальному использованию его мощности во время работы. Коэффициент загрузки должен быть не ниже 0,7. Для повышения коэффициента загрузки при случайном характере нагрузки рекомендуется обеспечивать механическое выравнивание подачи материала либо автоматическое регулирование загрузки. Недогрузка электродвигателя ведет к снижению КПД, cosj, значительному перерасходу электроэнергии, удорожанию установки, перегрузка – к перегреву и быстрому выходу из строя.

Методика выбора мощности электродвигателя зависит от характера нагрузки (постоянная, переменная, случайная) и режима работы (длительный, кратковременный, повторно–кратковременный и т.д.).

Для машин, работающих с длительной постоянной нагрузкой, мощность определяется на основании соотношения Р_н ³ Р.

По каталогу выбирается двигатель, ближайший по стандартной шкале. Выбранный двигатель проверяется по условиям пуска.

Если нагрузка переменная, то электродвигатель выбирается так, чтобы выполнялось условие Р_н ³ Р_э.

Метод эквивалентных величин используют для предварительного определения мощности электродвигателя по нагреву. Окончательно правильность выбора мощности электродвигателя уточняют методом средних потерь путем сравнения его номинальных (допускаемых) потерь мощности DР_н со средними DР_ср потерями, т.е.

,

где DР_i, t_i – потери мощности и продолжительность нагрузки электродвигателя на i – м участке нагрузочной диаграммы.

Номинальные потери мощности DР_н, кВт, рассчитываются по формуле на основании паспортных данных электродвигателя, частичные – на участках нагрузочной диаграммы по соотношению

,

где h_i – КПД электродвигателя при Рi нагрузке на валу, о.е.

Если в каталоге в технических данных электродвигателей не приводятся значения h_i при равных коэффициентах загрузки, то они определяются по формуле

где k_з – коэффициент загрузки, k_з= P_i / P

f_a – коэффициент формы кривой КПД.

где η_н – КПД электродвигателя при номинальной мощности, о.е.;

s_н – номинальное скольжение электродвигателя.

Выбранный электродвигатель проверяется по условиям пуска, перегрузочной способности и по нагреву.

При кратковременном режиме работы электродвигателя мощность предварительно выбирается по эквивалентному значению, определенному по нагрузочной диаграмме. Электродвигатель выбирается по каталогам на электродвигатели, работающие при кратковременном режиме с периодами действия номинальной нагрузки 10, 30, 60 и 90 мин. Если период действия номинальной нагрузки не соответствует каталожному значению, то производится пересчет мощности электродвигателя с учетом равенства потерь энергии за период работы по формуле

,

где t_p – продолжительность работы с эквивалентной нагрузкой (Р_э), мин;

t_ст – стандартная продолжительность работы, мин.

Допускается применение электродвигателей, рассчитанных на длительный режим работы. В этом случае мощность электродвигателя определяется с учетом коэффициентов тепловой и механической перегрузки.

Коэффициент тепловой перегрузки определяется по формуле

,

где t_р – время работы, мин;

Т_н – постоянная времени нагрева электродвигателя, мин., предварительно принимается равной 20 мин.

Коэффициент механической перегрузки электродвигателя

,

где α – коэффициент потерь, α = (0,5 – 0,7).

Расчетная мощность Р_р, кВт, электродвигателя определяется по формуле

номинальная – из условия Р_н ³ Р_р.

Выбранный электродвигатель проверяется по условиям пуска и перегрузочной способности и по нагреву с учётом продолжительности времени пуска. При работе в повторно–кратковременном режиме определяется среднеквадратичная мощность за рабочий период Р_э по нагрузочной диаграмме.

Выбор мощности электродвигателя осуществляется с учетом стандартной продолжительности включения ПВ_ст.

Фактическая продолжительность включения электродвигателя ПВ_ф,%:

,

где t_o – время паузы, мин.

Если ПВ_ф отличается от стандартных значений 15, 25, 40 и 60 %, то производится пересчет мощности.

Номинальная мощность электродвигателя выбирается по условию

.

При использовании электродвигателей длительного режима их мощность определяется по среднеквадратичной мощности за рабочий цикл или по среднеквадратичной мощности за рабочий период с учетом коэффициента механической перегрузки:

а) по среднеквадратической мощности за рабочий цикл

,

где β₀ – коэффициент, учитывающий ухудшение теплоотдачи электродвигателя в отключенном состоянии, β₀=0,5.

,

б) по среднеквадратической мощности за рабочий период

, или .

Коэффициент механической перегрузки рассчитывается по формуле ,

Коэффициент тепловой перегрузки при работе электродвигателя в этом режиме находится по формуле

.

.

Выбранный электродвигатель проверяется по условиям пуска, перегрузочной способности и по нагреву.

Электродвигатели одинаковой мощности, но большей частоты вращения имеют меньшие габариты, вес и дешевле, поэтому желательно применение более быстроходных двигателей. Однако, возрастание частоты вращения электродвигателя связано с увеличением передаточного числа, веса и габаритов передачи или редуктора, что приводит к удорожанию электропривода. Для приводов с редкими пусками наиболее целесообразным будет такое передаточное число, при котором стоимость электродвигателя и редуктора (электропривода) окажется наименьшей.

Для приводов с частыми пусками существенное значение имеет сокращение времени пуска и торможения, так как при этом уменьшается длительность цикла работы машины и увеличивается ее производительность.

Для всех электродвигателей принятого типа и необходимой мощности рассчитывается произведение J_д2•i₂ и выбирается тот двигатель, для которого это произведение окажется наименьшим.

См. Приложение А.

Пример 3.1. Работа ЭП характеризуется: М_с1 = 40 Н·м; М_с2 = 15 Н·м; t­₁ = 20 с; t₂ = 60 с; t_р = 2 с; t_τ = 1 с, t_y = 77 с; ω_уст = 140 рад/с; J = 0,8 кг·м².

Определить расчетный момент и мощность двигателя и построить его нагру­зочную диаграмму.

Дата добавления: 2014-12-27