1. На основании исходных данных построить нагрузочную диаграмму электродвигателя привода, рассчитать на ее основании

1. На основании исходных данных построить нагрузочную диаграмму электродвигателя привода, рассчитать на ее основании эквивалентную (среднеквадратическую) нагрузку и нанести ее на нагрузочную диаграмму. 2. Используя нагрузочную диаграмму электропривода, определить необходимую мощность двигателя из условий обеспечения: а) допустимого нагрева двигателя при работе; б) пуска с мощностью при пуске, составляющей 25% эквивалентной за период работы и снижением напряжения при пуске на ΔU%; в) статической устойчивости электропривода при возможном снижении напряжения питания при максимальной нагрузке на ΔU%/ 2. 3. Выбрать в качестве приводного двигателя асинхронный с короткозамкнутым ротором общего назначения с синхронной частотой вращения 1500 об/мин и проверить правильность выбора мощности по нагреву методом средних потерь. 4. Для первого цикла нагрузочной диаграммы рассчитать и построить кривую изменения превышения температуры двигателя при работе и после отключения, совместив ее с нагрузочной диаграммой. Температуру двигателя до его включения принять равной температуре окружающей среды. 5. Вычертить согласно заданию принципиальную электрическую схему автоматического управления электроприводом. Предусмотреть автоматическую защиту электродвигателя привода от токов короткого замыкания и перегрузки, а цепей управления - от токов короткого замыкания. Выбрать соответствующую аппаратуру и кратко изложить ее назначение и работу схемы управления. Исходные данные: Р1=7 кВт, Р2=14 кВт, Р3=16 кВт, Р4=8 кВт, t1=10 мин, t2=6 мин, t3=28 мин, t4=8 мин, t0=70 мин, ΔU%=6%; схема реверсивного электропривода с торможением противовключением.

1. На основании исходных данных построим нагрузочную диаграмму электродвигателя привода.
Рисунок 1 – Нагрузочная диаграмма.
Рассчитаем на основании нагрузочной диаграммы эквивалентную (среднеквадратическую) нагрузку и нанесем ее на нагрузочную диаграмму.
Рассчитаем продолжительность работы двигателя с нагрузкой:
2. Используя нагрузочную диаграмму электропривода, определим необходимую мощность двигателя из условий обеспечения:
а) Допустимого нагрева двигателя при работе.
Коэффициент тепловой перегрузки:
Коэффициент механической перегрузки:
Мощность двигателя из условия обеспечения его допустимого нагрева при работе:
б) пуска с мощностью при пуске, составляющей 25% эквивалентной за период работы и снижением напряжения при пуске на ΔU%.
Определим относительный уровень питающего напряжения в долях от номинального:
Мощность двигателя при пуске, составляющей 25% эквивалентной за период работы и снижением напряжения при пуске на ΔU%:
в) статической устойчивости электропривода при возможном снижении напряжения питания при максимальной нагрузке на ΔU%/ 2.
Определим относительный уровень снижения питающего напряжения в долях от номинального:
Максимальная мощность по нагрузочной диаграмме Рmax=16 кВт.
Необходимая мощность двигателя исходя из статической устойчивости:
3. Выберем в качестве приводного двигателя асинхронный с короткозамкнутым ротором общего назначения с синхронной частотой вращения 1500 об/мин и проверим правильность выбора мощности по нагреву методом средних потерь.
Для предварительных расчетов выбираем двигатель 4А160М4 со следующими техническими характеристиками:
- номинальная мощность РН=18,5 кВт;
- номинальная частота вращения nH=1430 об/мин;
- коэффициент мощности cosφ=0,88;
- КПД η=90;
- кратность пускового тока iП=6;
- кратность пускового момента mП=2;
- кратность максимального момента mК=2,4.
Номинальный ток двигателя:
Необходимое значение постоянной времени нагрева после предварительного определения мощности двигателя:
Уточненный коэффициент тепловой перегрузки двигателя:
Коэффициент механической перегрузки:
Уточненная мощность электродвигателя из условия обеспечения допустимого нагрева при работе:
Номинальные потери мощности:
Определим загрузку двигателя для каждого участка нагрузочной диаграммы:
КПД электродвигателя для i-го участка:
Потери мощности в электродвигателе для i-го периода работы:
Средние потери мощности в двигателе:
Условие .
4

. Для первого цикла нагрузочной диаграммы рассчитаем и построим кривую изменения превышения температуры двигателя при работе и после отключения, совместив ее с нагрузочной диаграммой. Температуру двигателя до его включения принимаем равной температуре окружающей среды.
Номинальная теплоотдача электродвигателя:

Установившееся превышение температуры электродвигателя, которое бы наступило при неограниченно длительной его работе с нагрузкой i-го участка:
Постоянная времени охлаждения отключенного двигателя:
Для построения кривой нагрева на каждом участке по трем точкам определим три расчетных точки для каждого участка нагрузочной диаграммы в соответствии с выражениями:
Результаты расчетов сведем в таблицу.
Таблица 1.
t, мин v, град.
0 0
5 9
10 15
13 22
16 28
30 52
44 66
48 63
52 61
122 15
Рисунок 2 – Нагрузочная диаграмма и график превышения температуры.
5. Вычертим принципиальную электрическую схему реверсивного электропривода с торможением противовключением. Предусмотрим автоматическую защиту электродвигателя привода от токов короткого замыкания и перегрузки, а цепей управления - от токов короткого замыкания. Выберем соответствующую аппаратуру и кратко изложим ее назначение и работу схемы управления.
Рисунок 3 - Принципиальная электрическая схема реверсивного электропривода с торможением противовключением.
В схеме предусмотрена защита от перегрузок двигателя (реле КК) и коротких замыканий в цепи статора (автоматический выключатель QF) и управления (предохранители FА)