Двухпролетный балластер ЭЛБ-3ТС

Двухпролетный балластер ЭЛБ-3ТС

Исходные данные

Схема расчетная электрической цепи - рис. 1

Число единиц технологического оборудования - 5.

Основные параметры технологического оборудования:

насоса (1М):производительность, м3/с 0,0006;

давление, МПа 32;

частота вращения, об/мин 29300;

К.П.Д. 0,86

механизма подъема грузоподъемного устройства (2М):

грузоподъемность, кН 75

скорость, м/с 0,1

частота вращения, об/мин 710

К.П.Д. 0,84

Режим работы - повторно-кратковременный ПВ

механизма с переменной нагрузкой (3М):

График нагрузки - рисунок2[2].

сварочного трансформатора (ТС):

мощность, кВА 43,2

ПВ % 40

освещения (Ро):

мощность, кВт 6,0

коэффициент спроса kс=0,85

1. Выбор мощности электродвигателей

.1 Основные требования, предъявляемые к двигателю при выборе мощности

а. Двигатель должен быть полностью загруженным;

б. Двигатель не должен перегреваться сверх допускаемых пределов;

в. Двигатель должен обеспечивать нормальную работу при возможных временных перегрузках;

г. Двигатель должен обладать достаточным пусковым моментом.

Расчёт мощности и выбор электродвигателей.

Для привода насоса (1М) расчётная мощность определяется:

; (1)

где kз - коэффициент запаса, kз=1.1…1.3;- производительность машины, м3/с;- давление создаваемое турбомашиной (напор), Па;

ηм ηп - КПД машины (насоса) и передаточного механизма, ηм ηп= 0.85.

26,8кВт,

Для привода подъёмно-транспортных машин (2М) расчётная мощность определяется:

, (2)

где G - полная грузоподъёмность (с учётом веса тары), Н;- скорость перемещения груза, м/с.

При повторно- кратковременном режиме работы, если фактическая (расчетная) продолжительность включения ПФф отличается от стандартных значений ПВст (15; 25; 40; 60%), на которое выпускаются электродвигатели, производится расчет эквивалентной мощности к стандартному ПВст:

, (3)

Рэ==10,7 кВт,

ПФф=50%

12 кВт.

Для механизма с переменной нагрузкой (3М) мощность электродвигателя рассчитывается исходя из метода средних потерь по эквивалентным величинам на основании нагрузочной диаграммы М(t) (рис.2 [5]):

, (4)

где Мi, ti - значения мощности и время действия в i-ый период нагрузки по нагрузочной диаграмме.

0.834 кHм

Выбранные электродвигатели, а также их характеристики приведены в таблице 1 и 2:

Мощность Р и момент М двигателя связаны выражением:

, (5)

43,7кВт

При повторно-кратковременном режиме нагрузки фактическая продолжительность включения двигателя определяется по нагрузочной диаграмме:

, (6)

где  - сумма времени работы двигателя под нагрузкой и времени паузы (отключение от сети или от нагрузки);

56,8 %

С учётом того, что фактическая (расчётная) продолжительность включения ПВф отличается от стандартного значения ПВст на (15,25,40,60%), на которые выпускаются электродвигатели, производится пересчёт эквивалентной мощности к стандартному ПВст:

, (7)

52,1 кВт

По результатам расчёта выбираем электродвигатели по каталогу из условий:

, (8)

где Рн - номинальная мощность электродвигателя, кВт;н - номинальная частота вращения вала электродвигателя, об/мин;р - расчётная частота вращения вала электродвигателя, об/мин;

Выбранные электродвигатели, а также их характеристики приведены в таблице 1 и 2:

Таблица 1 - Основные характеристики эл. двигателей для привода насоса и механизма с пере меной нагрузкой (1М) и (3М)

Таблица 2 - Основные характеристики эл. двигателей для механизма подъёма груза грузоподъёмного устройства (2М)

Выбранный электродвигатель (3М) должен удовлетворять условию по допускаемой перегрузке:

λМн≥Ммах(гр), (9)

где Ммах(гр) - максимальный момент нагрузки из графика нагрузочной диаграммы, Нм;

Мн - номинальный момент двигателя, Нм;

, (10)

0.7 кНм = 700 Нм.

Коэффициент перегрузочной способности (кратность максимального момента) двигателя λ:

, (11)

- условие выполняется.

2. Расчёт длительных и пусковых токов

.1 Для однофазных приёмников

Для однофазных приёмников, присоединённых на фазное напряжение Uф (например, осветительная нагрузка, равномерно распределённая по фазам) Ip, А:

, (12)

где Рр - расчётная мощность приёмника, кВт;- число фаз, на которые подключена нагрузка, (m=3);ф - фазное напряжение, (Uф=380 В);

η - К.П.Д., (η=1);

Сosj =1.

5,26 A

2.2 Для одиночного трёхфазного двигателя

, (13)

где β= - коэффициент загрузки двигателя;

Рн - номинальная мощность электродвигателя, кВт;н - номинальное напряжение, В (Uн=380 В).

Для насоса 1М:

50 A

Для механизма подъёма грузоподъёмного устройства 2М:

33,6A

Для механизма с переменной нагрузкой 3М:

102 A

2.3 Для сварочной нагрузки

где Sc - полная мощность сварочного аппарата, ;

ПВ - продолжительность включения сварочного аппарата (относительная).

71,9А

2.4 Для группы трёхфазных приёмников, присоединённых на линейное напряжение

Т.к. известны расчётные токи приёмников, присоединённых к групповой линии, то расчётный ток групповой линии можно определить по формуле:

, (15)

где ∑Ipi - cумма расчётных токов приёмников, присоединённых к линии.- коэффициент спроса для режима наибольшей нагрузки (учитывает одновременность работы приёмников).

 158 А

Расчётная активная мощность сварочной нагрузки Рс, кВт:

, (16)

10,9 кВт

Номинальные токи электродвигателей определяем по формуле:

, (17)

Для насоса 1М:

59 А; ; А

Для механизма подъёма грузоподъёмного устройства 2М:

42 А; A

Для механизма с переменной нагрузкой 3М:

114 А; ; А

Пусковые токи групповой линии определяются из условия пуска наиболее мощного из электродвигателей, присоединённых к групповой линии, при работе остальных приёмников группы:

, (18)

797A

3. Выбор пусковой и защитной аппаратуры

.1 Выбор пусковой аппаратуры

Для управления трёхфазным асинхронными двигателями мощностью до 75 кВт в качестве пусковой аппаратуры применяются магнитные пускатели серии ПМЛ.

Выбор магнитных пускателей производим по мощности включаемого электродвигателя или по номинальному току:

пусковой ток двигатель напряжение

 (19)

Выбранные магнитные пускатели приведены в таблице 3.

Таблица 3 - Магнитные пускатели

3.2 Выбор защиты от перегрузок

Защита электродвигателей от перегрузок осуществляется тепловыми реле типа ТРН, ТРП и ТРПТ, встроенными в магнитные пускатели.

Выбор вставок тока нагревательных элементов тепловых реле Iу (рт) производится по длительному расчётному току Iр из условия:

 (20)

Выбранные тепловые реле приведены в таблице 4.

Таблица 4 - Тепловые реле

3.3 Выбор защиты от коротких замыканий

Тепловые реле обладают значительной тепловой инерцией и не обеспечивают защиту электрических цепей от токов короткого замыкания. Защиту от токов короткого замыкания осуществляют с помощью плавких предохранителей или автоматических выключателей с электромагнитными расцепителями.

Плавкие предохранители выбираем с учётом напряжения сети по значению тока:

, (21)

Поскольку номинальные токи предохранителей в ряду значительно отличаются, то для обеспечения более гибкой защиты один и тот же предохранитель может комплектоваться плавкими вставками с различными токами:

, (22)

При выборе плавких вставок для предохранителей, устанавливаемых в цепях отдельных токоприёмников, исходят из двух условий:

плавкая вставка не должна расплавляется при неограниченном по времени воздействии длительных расчётных токов Iр:

, (23)

плавкая вставка должна выдерживать кратковременный пусковой ток Iпуск:

, (24)

где α - коэффициент, учитывающий продолжительность действия пускового тока (принимается α=1.6 для тяжёлых условий пуска под нагрузкой; α=2.0 при средней тяжести пуска; α=2.5 для лёгких условий пуска).

Выбирается стандартная плавкая вставка, соответствующая большему значению Iв, полученных из условий (23) и (24).

При выборе плавких вставок для групповых линий, питающих несколько электроприёмников, исходим из тех же условий (23) и (24), но с учётом токов групповых линий, определённых по формулам (15) и (18):

, (25)

, (26)

Выбранные аппараты для защиты от К.З. приведены в таблице 5.

Таблица 5 - Аппараты для защиты от коротких замыканий

Автоматические выключатели отключают аварийные участки без разрушения защитных элементов и обеспечивают оперативное повторное включение. Они имеют в каждой фазе тепловой (Т) расцепитель, обеспечивающий защиту от перегрузок с задержкой времени, электромагнитный расцепитель (М), осуществляющий мгновенную максимальную токовую защиту (отсечку) при коротких замыканиях, или комбинированный расцепитель (МТ).

Выбор уставок тока тепловых и комбинированных расцепителей Iн расц производится по расчётному току из условия:

, (27)

Таблица 6 - Тепловые и комбинированные расцепители

Приёмники

(1М)

(2М)

(3М)

Номинальныйток, А

100

63

100

Номинальный ток расцепителя, А

63

40

100

Номинальное напряжение, В

380

380

380

Расчётный ток, А

51

33,6

102

Ток отсечки электромагнитного расцепителя Iотс рассчитывается в зависимости от характера нагрузки:

Для осветительной нагрузки:

отс=3.5Iн, (28)

Для электродвигателей с короткозамкнутым ротором:

Iотс=11Iн, (29)

Для электродвигателей с фазным ротором:

отс=7Iн, (30)

Результаты по формулам 28…30 сведены в таблице 7.

Таблица 7 - Токи отсечки

Список литературы

1.     СТП СГУПС 01.01-2000. Курсовой и дипломный проекты. Требования к оформлению. Новосибирск, 1993. 41 с.

2.      Чиликин М.Г., Сандлер А.С. Общий курс электропривода; Учебник. М., 1981, 548 с.

.        Чукаев Д.С., Федуркина М.Д. Электрооборудование строительных машин и энергоснабжение строительных площадок. М., 1984 г., 223 с.

.        Горенштейн М.Д. Справочник электромантёра, Т.1., Новосибирск, 1984 г., 304 с.

.        Электротехника и электроника. Методические указания к выполнению курсовой работы для студентов заочной формы обучения специальности 1709 «Подъемно-транспортные, строительные, дорожные и машины и оборудование» Новосибирск, 2002. 38 с.