Расчетно-пояснительная записка

Расчетно-пояснительная записка

1. Технические характеристики вентилятора местного проветривания ВМ-8М

2. Обоснование выбора регулируемого электроприводов вентиляторов местного проветривания

3. Расчет параметров схемы замещения асинхронного двигателя

4. Расчет статических характеристик асинхронного двигателя с частотным управлением при вентиляторном виде статической нагрузки

5. Расчет механической характеристики вентилятора

6. Расчет потребления электроэнергии вентиляторным агрегатом

7. Структурная и принципиальная схемы электропривода, описание

Графическая часть (1 лист формата А1)

а) структурная схема электропривода

б) принципиальная электрическая схема электропривода

Задание выдал _____________ Задание принял ____________

Дата выдачи задания «16» марта 2015 г.

исходные данные для курсового проектирования:

1. Технические характеристики вентилятора местного проветривания ВМ-8М приведены в табл. 5.2 [1]

2. Регулируемое среднесуточное полное давление вентилятора местного проветривания – 1900 Па

3. Время работы вентилятора в год – 7800 час/год

Рекомендуемая литература:

а) основная:

1. Фащиленко В.Н. Регулируемый электропривод насосных и вентиляторных установок горных предприятий: Учебное пособие. – М.: Изд-во «Горная книга», 2011. – 260 с.

б) дополнительная:

2. Гришко А.П., Шелоганов В.И. Стационарные машины и установки: Учебное пособие для вузов. – М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2004. – 328 с.

Руководитель курсового проектирования проф. Фащиленко В.Н.

Дата представления работы руководителю

«20» ноября2015г.

Дата защиты курсового проекта

«___»_______________20 г.

Комиссия в составе ___________________________________________

____________________________________________________________

Оценка по результатам защиты _________________________________

Подписи членов комиссии ______________________

______________________

Технические характеристики вентилятора местного

Проветривания ВМ-8М

Вентилятор местного проветривания типа ВМ-8М обеспечивает проветривание тупиковой горной выработки. Особенности технологии ведения горных работ требуют поддержание режима работы вентиляторной установки с цикличностью по четыре часа на протяжении суток.

Регулируемое среднесуточное полное давление вентилятора местного проветривания – 1900 Па.

Время работы вентилятора в год составляет 7800 час/год.

Вентиляторный агрегат оснащен асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором типа ВРМ200L2.

Паспортные данные вентилятора местного проветривания типа ВМ-8М:

- номинальная подача м³/с;

- номинальное полное давление Па;

- номинальный КПД .

Паспортные данные электродвигателя типа ВРМ280S4:

- номинальная мощность кВт;

- номинальное напряжение статора В;

- номинальная частота вращения об/мин ( );

- номинальный КПД ;

- число пар полюсов ;

- номинальный коэффициент мощности ;

- перегрузочная способность двигателя ;

- момент инерции ротора кгм².

Для обеспечения режима работы вентиляторной установки с переменным давлением принимается решение об оснащении вентиляторного агрегата частотно-регулируемым электроприводом. Для питания приводного электродвигателя вентилятора местного проветривания принимается преобразователь частоты типа ATV61HD55M3X фирмы “Шнайдер электрик” мощностью 55 кВт.

Статической нагрузки

В курсовом проекте рассматривается электродвигатель ВРМ200L2 мощностью 50 кВт для вентилятора местного проветривания ВМ-8М. Вентиляторный агрегат оснащен преобразователем частоты с автономным инвертором напряжения. Для вентиляторного характера статической нагрузки в расчетах используется закон частотного регулирования .

4.1. Электромеханические и механические характеристики частотно-регулируемого электропривода зависят от относительной частоты тока и параметра абсолютного скольжения . Так как вентиляторные установки могут работать с подачами выше номинального значения до ,то принимаем верхний предел регулирования частоты 75 Гц, т.е. . Поэтому для расчета семейства статических характеристик задаемся .

4.2. Для расчета статических характеристик необходимо задаваться параметром абсолютного скольжения. Расчет производится для рабочей части механической характеристики. Поэтому задаемся , при этом необходимо задавать для контроля номинальных значений тока и напряжения статора в процессе вычисления, а также ряд промежуточных значений параметра абсолютного скольжения.

4.3. Параметр критического абсолютного скольжения

Задаемся относительной величиной частоты тока и вычисленные значения параметра критического абсолютного скольжения приводим в табл. 4.1.

Таблица 4.1.

Зависимость параметра критического абсолютного скольжения

от относительной частоты тока

	0,25	0,5	0,75	1,0	1,25	1,5
	0.1	0.105	0.1053	0.1054	0.10543	0.10545

4.4. Определяются коэффициенты:

Задаемся значением параметра абсолютного скольжения для разных частот тока и вычисленные значения коэффициентов приводим в табл. 4.2.

Таблица 4.2

Зависимости коэффициентов и от параметра

абсолютного скольжения

0	0,007		0,03	0,045	0,065
0.00012	0.00017	0.00071	0.0011	0.0024	0.0048	0.011
						0.0123
						0.0124
						0.01246
						0.01247
						0.01247
0.0023	0.0024	0.0026	0.0027	0.003	0.0032	0.0037
0.009	0.0092	0.0096	0.0099	0.010	0.011	0.012
0.02	0.0205	0.021	0.022	0.023	0.024	0.025
0.036	0.037	0.0375	0.038	0.0398	0.0406	0.042
0.056	0.057	0.058	0.0604	0.0621	0.0634	0.064
0.08	0.082	0.0847	0.0864	0.088	0.0893	0.0907

4.5. Расчет электромеханических и механических характеристик для частот 50 Гц и меньше

;

Расчет электромеханических и механических характеристик для частот свыше 50 Гц ( )

;

Для расчета задаемся такими же значениями параметра абсолютного скольжения, как и в табл. 4.2, используя данные этой таблицы по величинам и . Переход от параметра абсолютного скольжения к угловой скорости производится в соответствии с формулой . Данные расчетов приведены в табл. 4.3.

4.6. Проверка выполненных вычислений производится по контрольным точкам естественной характеристики ( ):

- номинальному параметру абсолютному скольжению должны соответствовать номинальные значения тока статора и момента ;

- критическому параметру абсолютного скольжения должен соответствовать максимальный момент .

Анализ данных табл. 4.3 показывает, что погрешность вычислений составляет: тока статора – 5,0%; момента по номинальному значению – 9,7%; момента по максимальной величине – 0,9%. Для инженерных расчетов данные показатели являются удовлетворительными. Погрешность вычислений даже по одному из показателей свыше 15% свидетельствует о допущенных ошибках. Обычно ошибки возникают при вычислении параметров схемы замещения асинхронного двигателя. Типичная ошибка заключается в том, что вместо фазных величин напряжений и токов используют их линейные значения.

4.7. Для расчета механических характеристик вентилятора определяется номинальный момент вентилятора

Нм.

Таблица 4.3

Расчетные данные электромеханических и механических характеристик частотно-регулируемого электропривода

вентиляторной установки

	0	0,007		0,03	0,045	0,065

, А	6,0	6,92	13,08	15,99	22,41	30,24	43,34
, Нм	0	2,94	9,34	11,74	16,55	21,53	27,29
, с^-1	78.5	76.3	71.3	69.1	64.4	58.1	47.1

, А	11,76	13,66	25,89	31,58	43,99	58,65	81,32
, Нм	0	11,49	36,56	45,80	63,73	80,98	96,67
, с^-1	157	154.8	149.8	147.6	143	137	124

, А	17,53	20,41	38,70	47,18	65,60	87,15	119,69
, Нм	0	25,63	81,7	102,25	141,74	178,83	209,64
, с^-1	235.5	233	228.3	226.1	221.4	215.1	202

, А	23,29	27,16	51,52	62,79	87,23	115,68	158,14
, Нм	0	45,38	144,77	181,09	250,6	315,1	366,52
, с^-1	314	311	306.8	304.6	299	294	280.9

, А	21,02	24,5	46,1	55,95	77,05	101,12	135,96
, Нм	0	36,91	115,86	143,79	195,53	240,74	270,67
, с^-1	392.5	390	385.3	383	378	372	359

, А	19,2	22,38	42,17	51,2	70,6	92,75	124,78
, Нм	0	30,8	97	121	164,2	202,54	228
, с^-1	471	468.8	463	462	456.8	450	437.9

Момент трения принимаем в размере 5% от номинального момента вентилятора

Нм.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник / А.Э.Кравчик, М.М.Шлаф, В.И.Афонин, Е.А.Соболенская. – М.:Энергоиздат, 1982.

2. Белозоров В.Я., Луговской М.В. Расчет систем водоснабжения с применением вычислительной техники. – М.: Колос, 1973.

3. Борисов Б.Д., Костюк В.С., Фащиленко В.Н. Частотнотоковое управление асинхронным электроприводом привода добычных машин. – Известия вузов. Горный журнал, - № 8, 1981, с. 95 – 97.

4. Вахвахов Г.Г. Энергосбережение и надежность вентиляторных установок. – М.: Стройиздат, 1989.

5. Герман-Галкин С.Г. Компьютерное моделирование полупроводниковых систем в MATLAB 6.0: Учебное пособие. – СПб.: КОРОНА принт, 2001.

6. Гришко А.П., Шелоганов В.И. Стационарные машины и установки: Учебное пособие для вузов. – М.: Издательство Московского государственного горного университета, 2004.

7. Карелин В.Я., Минаев А.В. Насосы и насосные станции. – М.: Стройиздат, 1986.

8. Мартынов М.В., Переслегин Н.Г. Автоматизированный электропривод в горной промышленности. – М.: Недра, 1977.

9. Онищенко Г.Б. Асинхронный вентильный каскад. – М.: Энергия, 1967.

10. Рекомендации по применению регулируемого электропривода в системах автоматического управления водопроводных и канализационных насосных установках. – М.: ВНИИ ВОДГЭО, 1987.

11. Сандлер А.С., Сарбатов Р.С. Автоматическое частотное управление асинхронными двигателями. – М.: Энергия, 1974.

12. Справочник по автоматизированному электроприводу / Под ред. В.А. Елисеева и А.В. Шинянского. – М.: Энергоатомиздат, 1983.

13. Струве Э.Э., Дик И.П., Старцев Г.С. Вентиляторы и насосы. – М.: Машгиз, 1955.

14. Товстолес Ф.П. Гидравлика и насосы. Часть III. – м.: ОНТИ, 1938.

15. Электротехнический справочник. Т1. / Под общ. ред. П.Г.Грудинского и др. – М.: Энергия, 1974.