Проектирование электрического двигателя для вентилятора
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
?уфтой дополнительно снижает КПД еще минимум на 3 %. Проектные решения зависят от давления вентиляторов и их быстроходности.
По развиваемому избыточному давлению воздушные вентиляторы общего назначения делятся на следующие группы:
. вентиляторы высокого давления (до 1 кПа);
. вентиляторы среднего давления (13 кПа);
. вентиляторы низкого давления (312 кПа).
Некоторые специализированные вентиляторы высокого давления могут развивать давление до 20 кПа.
По быстроходности (удельному числу оборотов) вентиляторы общего назначения подразделяют на следующие категории:
. быстроходные вентиляторы (11<ns<30);
. вентиляторы средней быстроходности (30<ns<60);
. быстроходные вентиляторы (60<ns<80).
Конструктивные решения зависят от требуемой проектным заданием подачи. При больших подачах вентиляторы имеют колеса двустороннего всасывания.
Предлагаемый расчет относится к категории конструктивных и выполняется методом последовательных приближений.
Коэффициенты местных сопротивлений проточной части, коэффициенты изменения скорости и соотношения линейных размеров задаются в зависимости от проектного давления вентилятора с последующей проверкой. Критерием правильности выбора является соответствие расчетного давления вентилятора заданному значению.
2. Расчет мощности и выбор электродвигателя
По имеющей мощности составляем временную диаграмму за один цикл работы привода вентилятора, для этого берём приблизительные значение любых мощностей.
Параметры:
P1 = 12,5 кВт t1 = 1,25 с
Р2 = 12,0 кВт t2 = 6,5 с
Р3 = 13,5 кВт t3 = 0,85 с
Р4 = 5,0 кВт t4 = 0,6 с
Р5 = 8,0 кВт t5 = 4 с
? = 0,4 - коэффициент потерь
?0 = 0,25 - коэффициент ухудшения теплоотдачи
Тн = 55 мин - постоянная нагревания
nмин = 1410 об/мин - частота вращения механизма
Расчет мощности и выбор эл. привода для двигателя технолог. машины
Таблица 2
Мощность P1, кВтР2, кВтР3, кВтР4, кВтР5, кВт12,512,013,55,08,0t 1, ct 2, ct 3, ct 4, сt 5, с1,256,50,850,64
Рисунок 1: Нагрузочная диаграмма времени работы за один цикл.
.1 По заданной нагрузочной диаграмме определяется время работы за один цикл:
(2.1) Время работы двигателя:
Время паузы:
(2.2) Время цикла:
(2.3) Мах. мощность двигателя
Определяется режим работы двигателя. Исходя из графика работы эл. двигателя делается вывод, что режим работы повторно-кратковременый.
(2.4) Определяется расчетный коэффициент:
Т.к. , то режим длительный.
(2.5) Определяется эквивалентная мощность:
(2.6) Приведем полученную Pэкв к стандартной продолжительности включения:
(2.7) В механизм установлен один двигатель. Двигатель выбирается по номинальному моменту по двум критериям. *
Таблица 3: Данные выбранного электро-двигателя
ТипРном, кВтn, об/минSн, %Cos?КПД, %КнКmaxКminКiUн, В4АМ160S4 12,515002,7/2,50,86892,21,51,37,5220
Кн =Мп / Мн
Кмах = Ммах / Мном
Кмin = Ммin / Мном
Кi - кратность пускового тока
Мном - номинальный момент
Мп - пусковой момент
Ммах - максимальный момент
Ммin - минимальный момент
(2.8) Определяем номинальный ток электродвигателя:
(2.9) Номинальный момент эл. двигателя:
(2.10) Паспортные значения мах. из пусковых моментов:
Номинальные данные двигателя:
Номинальное напряжение статораUном = 220 ВТок статораIном = 24,74 АПусковой ток статораIпуск = 309,25 АМощность на валуPн = 12,5кВтОборотыnном = 1500 об/минКПД? = 0,890Номинальный моментMном = 80 НмМинимальный моментMdvmax. = 104 НмМаксимальная частота вращения nmax. = 1500 об/минЧисло пар полюсовP = 2
(2.11) Определение мах. момента нагрузки на валу эл. двигателя:
Условия проверки эл. двигателя на перегрузки:
- условие выполняется
(2.12) Коэффициент снижения:
(2.13) Тогда, мах. момент будет равен:
- условие выполняется
(2.14) Мах. ток двигателя при P=Pmax
3. Расчет механической характеристики асинхронного двигателя
Механической характеристикой двигателя называется зависимость частоты вращения ротора от момента на валу n = f (M2). Так как при нагрузке момент холостого хода мал, то M2 ? M и механическая характеристика представляется зависимостью n = f (M). Если учесть взаимосвязь s = (n1 - n) / n1, то механическую характеристику можно получить, представив ее графическую зависимость в координатах n и М (рис.1).
Рис.1. Механическая характеристика асинхронного двигателя
Естественная механическая характеристика асинхронного двигателя соответствует основной (паспортной) схеме его включения и номинальным параметрам питающего напряжения. Искусственные характеристики получаются, если включены какие-либо дополнительные элементы: резисторы, реакторы, конденсаторы. При питании двигателя не номинальным напряжением характеристики также отличаются от естественной механической характеристики.
Механические характеристики являются очень удобным и полезным инструментом при анализе статических и динамических режимов электропривода.
Данные для расчета механических характеристик для данного привода и двигателя:
Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором питается от сети с напряже