Расчет и выбор мощностей трёхфазных двигателей.

Нагрев и охлаждение двигателей в электроприводе.

При включении электродвигателя и включении на его валу нагрузки сопротивления происходит его нагрев, зависящий от мощности тепловых потерь двигателя, времени его работы, теплопроводности и теплоотдачи.

Δ Р, t, C, A.

Номинальные режимы работы ЭД.

Различают 3 основных режима работы ЭД:

S1- длительный,

S2- кратковременный,

S3- повторно-кратковременный.

S1: В длительном режиме работы разделяют режим работы с постоянной нагрузкой (рис.1) и с изменяющейся (рис.2)

К режиму с постоянной нагрузкой относятся ЭП вентиляторов, насосов, компрессоров, транспортёров.… К режимам работы с переменной нагрузкой относятся двигатели металлорежущих станков.

S2: В этом режиме двигатель работает непродолжительное время, в течение которого он не успевает нагреться до Ʈ _уст, а после отключения успевает охладиться до температуры окружающей среды. В S2 работают двигатели шлюзов, задвижек нефте- и газопроводов.

S3 характеризуется чередованием пуска двигателя и остановки. В этом режиме работы двигатель не успевает нагреться до Ʈ _уст и не успевает охладиться до Ʈ _нач.

ПВ- продолжительность включения.

% 15, 25, 40, 60, 100.

Двигатель мощностью Р1 с ПВ1 может быть использован при другой ПВ2. В этом случае необходимо сделать пересчет мощности.

	S1	S2	S3
t
Ʈ, ̊ С
P, кВт		P=const	̶
ПВ	̶ ̶	̶

 

 

Выбор ЭД.

При выборе двигателя учитывают 3 основных фактора:

1. Род тока или напряжения (постоянного, переменного)- экономический фактор: самыми экономичными являются асинхронные двигатели переменного тока.
2. Выбор номинальной частоты вращения- исполнительный фактор.
3. Конструктивный фактор: род защиты двигателя, способ и обеспечение охлаждения двигателя, способ монтажа.

Расчет мощности двигателя.

1. При постоянной нагрузке.

1.Определяется М_c, F_c, P.

2.По каталогу выбирается двигатель, номинальная мощность которого больше мощности механизма Р_н ≥ Р_{привед. к валу дв-ля} или М_н ≥ М_с.

3.Проверка пуска двигателя М_n ≥ М_н*ƞ _n.

2. При переменной нагрузке двигатель рассчитывают по методу средних потерь или по методу эквивалентных величин.

1.Нагрузочная диаграмма М_с, F_с, P_{привед. к валу дв-ля}.

2.Определение эквивалентных величин по I_э, М_э, Р_э.

Δ P~I² I²~M~P

Эквивалентный ток- это ток, неизменный во времени, но составляющий такие же потери мощности Δ Р в двигателе, как и протекающий реальный ток, изменяющийся во времени.

 

3.Выбор двигателя по каталогу, М_н ≥ М_э, Р_н ≥ Р_э.

4.Проверка двигателя по перегрузочной способности.

 

3. Расчет мощности двигателя для повторно-кратковременного режима работы.

1.строится нагр.диаграмма М_c, F_c, P.

2.Определяется Р_ср .

3.Выбираем двигатель Р_н ≥ Р_ср .

4.Определяем М_э, Р_э .

5. М_э, Р_э пересчитывают для ближайшего стандартного значения ПВ_{наминальное} .

6.По каталогу выбираем двигатель с Р_н и ПВ_{наминальное} : Р_н ≥ Р_с .

7.Проверка двигателя по перегрузочной способности.

 

 

Пневматические привода.

Пневматика подразумевает техническое применение сжатого воздуха. При этом чаще всего используется избыточное давление. В некоторых случаях возможно применение вакуума.

Область применения пневматических приводов:

1. Ротационные двигатели (пневматические двигатели). Пневмоприводы для привинчивания, сверления, шлифования.

2. Линейные приводы (пневматический цилиндр). Для загрузки, перемещения, зажима…

3. Ударные приводы. Для заклёпки, штамповки, прессования…

4. Сопло для продувки изделия, выдувания стружки.

5. Пескоструйная очистка поверхностей. Пульверизационная окраска.

6. Контрольно- измерительные приборы.

 

Общие технические характеристики пневматических установок (ПУ).

1. В ПУ сжатый воздух может перемещаться в трубопроводах и храниться в ресиверах.
2. Комперссорные установки можно использовать в независимости от листа.
3. Сжатый воздух не чувствителен к колебаниям температуры и ПУ можно использовать в пожаро- и взрывоопасных помещениях.
4. Скорость хода поршней в пневматических цилиндрах может достигать 3 м/с.
5. Пневмодвигатели могут достигать скорость вращения до 30 об/мин, а пневмотурбины до 450 об/мин.
6. В пневмоустановках инструмент и приспособление могут нагружаться до полной установки.
7. ПУ имеют простую конструкцию, обладают высокой надёжностью, легки в эксплуатации и техническом обслуживании.

 

Факторы определяющие ограничения применения пневматических приводов.

1. При генерации сжатого воздуха создается высокий уровень шума, что требует высоких затрат на его устранение.
2. Сравнительно высокие затраты возникающие при утечке воздуха.
3. Масляной туман в отводимом воздухе загрязняет атмосферу вблизи рабочего места.
4. Поршни в ПУ не способны развить больших усилий, т.к. рабочее давление в ПУ не больше 10 бар.
5. Производимые движение во многом зависят от нагрузки.
6. Низкие и постоянные скорости движения в ПУ не возможны.

Конструктивное исполнение в ПУ.

Генерация сжатого воздуха: в нем происходит всасывание воздуха из атмосферы → фильтрация→ сжатие.

Нагретый в процессе сжатия воздух подлежит охлаждению в охлаждителе. Выделяющийся конденсат отводится через конденсатоотводчик. Охлажденный и сжатый до требуемого давления воздух отводится в ресивер.

Система подготовки сжатого воздуха: перед тем как сжатый воздух попадет в пневмоцилиндр, осуществляется его фильтрация, устанавливается постоянное рабочее давление и производится насыщение масляным туманом.

Условные изображения пневмоустройств регламентированы международным стандартом ДИН ИСО 1219.

 

Компрессоры.

Генерация сжатого воздуха происходит в компрессорах (поршневые и турбокомпрессоры).

Поршневые подразделяются на компрессоры с подъемным поршнем и слово, и мембранные компрессоры. Различают с поворотным поршнем, которые подразделяются на компрессоры с одним валом ( многосекторный, роторный) и с двумя валами ( винтовой, роторный компрессор, компрессор с поворотными зубцами и роторно-щелевой.

Турбо: осевые и радиальные.

Поршневые компрессоры функционируют по принципу вытеснения: воздух всасывается, запирается в емкостях, сжимается поршнем и вытесняется в ресивер. Рабочее давление поршневого компрессора до 10 бар, производительность: 100 мᶾ /час.

Мембранный компрессор: сжимает воздух с помощью герметично-фиксированной мембраны. Они не нуждаются в уходе. Работают практически бесшумно и начиная от рабочего давления 10 бар имеют 2 ступени исполнения (с охлаждением).

Винтовые и многосекторные компрессоры способны выдерживать нагрузку в длительном режиме.

Турбокомпрессоры всасывают атмосферный воздух по средством рабочих колес и ускоряют его. Далее энергия воздушного давления преобразуется в энергию давления.

 

 

Управление компрессорами.

Для малых и средних компрессоров- двухпозиционное регулирование. При достижении максимального давления движение останавливается. После снижения давления на 0, 2-0, 4 бар двигатель компрессора вновь начинает работать. Такая периодичность включения составляет 20 раз в 1 минуту. Компрессоры больших габаритов работают в режиме холостого хода (по причине больших значений инерционных моментов). При достижении конечного давления сжатия двигатель не останавливается, а работает в режиме холостого хода, при этом либо перекрывается линия всасывания воздуха из атмосферы, либо открывается клапан избыточного давления, но двигатель всегда работает.

В процессе сжатия воздуха в компрессорных установках происходит 2 процесса: регенерация тепла и выделение конденсата.

В линиях подготовки сжатого воздуха встраиваются осушители. В металлорежущих станках используется осушение воздуха 3-ей ступени качества.

Передача сжатого воздуха потребителю осуществляется по трубопроводной сети, используются стальные, медные и ПВХ трубы. Главные распределительные трубопроводы укладываются в виде кольца. Выбор диаметра трубопровода главной распределительной линии осуществляется по специальной номограмме.

Основными критериями являются:

- производительность подачи сжатого воздуха

- сопротивление движению воздушного потока

- длина трубопроводной сети

- рабочее давление

- падение рабочего давления

 

Подготовка сжатого воздуха.

 

Агрегат подготовки сжатого воздуха состоит из фильтра, регулятора давления и масленки.

 

Приводные элементы ПУ.

 

Пневмоприводы преобразуют пневматическую энергию давления в энергию движения. Известны приводы вращательного действия, пневмодвигатели, приводы поворота (вращающиеся пневмоцилиндры) и приводы прямолинейного движения.

Условные обозначения стандартизированы.

Название	Пояснение	Схема
Пневмодвигатели без ограничения диапазона изменения угла наклона	С одним направлением течения
С двумя направлениями течения
Поворотные двигатели(с ограниченным диапазоном угла поворота)	Пример: поворотный пневмоцилиндр
Пневмоцилиндры; цилиндры одностороннего действия	Сжатый воздух перемещает поршень только в 1-ом направлении	В подробном исполнении	В упрощенном исполнении
Возврат под действием внешнего усилия
Возврат пол действием пружины
Цилиндры двухстороннего действия	Сжатый воздух перемещает поршень в обоих направлениях
С односторонним поршневым штоком
С двухсторонним поршневым штоком
Дифференциальные цилиндры	В результате усиленного штока и поршня снижается расход воздуха при втягивании поршня
Цилиндры с успокоением	Со стороны днища и штока
С нерегулируемым успокоителем со стороны днища
С регулируемым односторонним успокоителем
С регулируемым двухсторонним успокоителем
Преобразователь давления (мультипликатор)	Пневматическое давление в полости х преобразуется в более высокое пневматическое давление в полости y

 

Гидроприводы.

Гидравлика как технология регулирования и управления на основе рабочей жидкости (масла) находит применение, прежде всего в тяжелом машиностроении (гидравлические установки кранов, домкратов, экскаваторов, прессов), а также в станкостроении.

Основные свойства гидравлики:

- высокая удельная мощность при компактном конструктивном исполнении

- быстрое, чувствительное и бесступенчатое регулируемое движение

- возможность передачи больших усилий

- высокая защита от перегрузок за счет ограничения давления

 

Передача движения осуществляется:

1. Посредством покоящейся жидкости (гидростатика)

2. Посредством текущей жидкости (гидродинамика)

 

F=p*S

1бар= 10 Н/см²

Жидкость может течь по трубе только при наличии разности давления. В замкнутой системе объемный расход остается постоянным.

, ,

При Q=const в местах разной площади сечения скорость будет изменяться. Чем меньше S, тем выше Ʋ.

При уменьшении поперечного сечения скорость течения возрастает. Под действием сил трения и ускорения среды давление в узких местах падает.

Согласно закону Бернулли сумма статического и динамического давлений остается постоянной.

½ *ρ *Ʋ +р=const – уравнение Бернулли, ρ -плотность жидкости

В местах сужения температура возрастает.

Различают ламинарное и турбулентное течение жидкости.

Турбулентность возникает при увеличении скорости течения жидкости. Критерием турбулентности является число Рейнольдса Re.

В гидравлике применяют минеральные масла, которые подразделяются на 3 основные группы:

1. HL- минеральные масла с содержанием присадок для повышения сопротивления старению и улучшение защиты от коррозии. Используются при высоких температурах.

2. HV- при значительных колебаниях температуры.

3. HF- трудновоспламеняемые масла.

Вязкость - внутреннее трение в жидкости.

С увеличение температуры кинематическая вязкость уменьшается. От вязкости зависит КПД гидравлической установки.

⇐ Предыдущая1234567

Поделиться:

Популярное:

1. A.16.14.5. Экран выбора веса поезда
2. I этап. Определение стратегических целей компании и выбор структуры управления
3. I. Выбор электродвигателя и кинематический расчет
4. VIII. Стратегия выбора профессии
5. Анализ годового режима работы СКВ и выбор контуров регулирования
6. Атаки с выбором открывающегося сектора
7. Аудиторская выборка: основные принципы и порядок построения
8. Б4/5. Обоснование выбора применяемых подходов и методов к оценке недвижимости, критерии выбора. Согласование результатов и утверждение оценки стоимости.
9. Базовые функции выборки данных
10. Баланс мощностей в цепях переменного тока
11. Без возвращения этого пламени на поверхность Земли у человечества не было бы возможности свободного выбора в пользу эволюции из его нынешнего состояния.
12. В этом мире нет жертв и нет злодеев. И ты не являешься жертвой выбора других. На каком-то уровне вы все создали то, что сейчас ненавидите, а создав это — вы выбрали это.