Расчёт и выбор электродвигателей приводов

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Расчёт и выбор электродвигателей приводов

мощность электродвигатель компрессор

Мощность электродвигателя вентилятора общей вентиляции, кВт, определяем по формуле

(1.1)

где k - коэффициент запаса, k = 1,1…1,3;

Q - максимальная производительность вентилятора, м3/с;

Н - аэродинамическое сопротивление вентиляционной системы (напор), Па;

?в - полный КПД вентилятора, ?в= 0,5…0,6;

?п - КПД передачи, ?п = 0,85…1,0.

Мощность электродвигателя вентилятора конденсатора, кВт, определяем по формуле

(1.2)

Мощность электродвигателя компрессора холодильной машины, кВт рассчитываем по формуле

(1.3)

где Gx - подача компрессора, кг/с;

l - теоретическая работа сжатия в компрессоре,кДж/кг;

?i - индикаторный КПД, ?i= 0,75;

?м - механический КПД, ?м= 0,85…0,90.

Теоретическая работа сжатия в компрессоре принимается l = 25…30 кДж/кг.

По полученной мощности и с учётом рода тока и напряжения в системе по каталогу или из таблиц выбираем тип электродвигателя [1]. Если по каталогу двигатель требуемой мощности подобрать нельзя, то берут двигатель ближайшей большей мощности.

Произведём расчёт электродвигателя вентилятора общей вентиляции по формуле 1.1, кВт

Соответственно подбираем двигатель П-22 мощностью 2,2 кВт [1].

Расчёт электродвигателя вентилятора конденсатора произведём по формуле 1.2, кВт

Соответственно подбираем двигатель П-32 мощностью 2,2 кВт [1].

Расчёт электродвигателя компрессора холодильной машины произведём по формуле 1.3, кВт

Подбираем двигатель П-62 мощностью 14 кВт [1].

Расчёт расхождения произведём по формуле

(1.4)

где Pн - номинальная мощность электродвигателей, кВт;

Рi - рассчитанная мощность электродвигателей, кВт;

Рассчитаем расхождение для электродвигателей по формуле 1.4

Для электродвигателя вентилятора общей вентиляции,%

Для электродвигателя вентилятора конденсатора, %

Для электродвигателя компрессора холодильной машины, %

Рассчитаем номинальный ток двигателей по формуле

(1.5)

где Рн - номинальная мощность двигателя, кВт;

Uн - номинальное напряжение, В;

?н - номинальный КПД двигателя.

Для электродвигателя П-22

Для электродвигателя П-32

Для электродвигателя П-62

Результаты расчётов сведём в таблицу 1.

Таблица 1. Результаты расчёта и выбора электродвигателей

В результате расчёта, расхождение не превысило 5 %, следовательно, электродвигатели подобраны правильно.

2. Расчёт нагревательных приборов и выбор ТЭНов

Исходные данные

Таблица 2. Исходные данные

Мощность электронагревательных приборов, кВт, вычисляется по формуле

(2.1)

где k - коэффициент запаса, учитывающий падение напряжения и “старение” нагревателей, k = 1,1…1,3;

Q - потребная теплопроизводительность, Вт;

?э - КПД нагревательного прибора.

КПД нагревательного прибора ?э принимается равным: для нагревателей в котлах отопления и в кипятильниках - 0,85-0,95, для электропечей и калориферов - 0,65-0,85, для нагревателей наливных и сливных труб - 0,6-0,8.

Выбор ТЭНов производится с учётом используемого напряжения и места расположения нагревательного прибора [1]. Количество ТЭНов в установке

(2.2)

где Рт - мощность одного ТЭНа, кВт.

Полученное число элементов n округляется до значения, соответствующего напряжения питания. Например, при выборе ТЭНа с номинальным напряжением Uт = 500 В и при включении нагревательного прибора на 3000 В количество элементов должно быть кратным 6.

Результаты расчёта сведём в таблицу.

Расчёт мощностей производим по формуле 2.1

Мощность калорифера, кВт

Мощность электропечей, кВт

Мощность кипятильника, кВт

Мощность нагревателей наливных и сливных труб, кВт

Количество ТЭНов рассчитаем по формуле 2.2

Количество ТЭНов калорифера

Количество ТЭНов электропечей

Количество ТЭНов кипятильника

Количество ТЭНов нагревателей наливных и сливных труб

Расчёт расхождения произведём по формуле

(2.3)

где Pi - рассчитанная мощность электронагревательных устройств, кВт;

Рт - мощность нагревательного элемента, кВт;

ni - количество ТЭНов.

Рассчитаем расхождение для электронагревательных устройств по формуле 2.3

Рассчитаем расхождение для калорифера, %

Рассчитаем расхождение для электропечи, %

Расхождение для кипятильника, %

Расхождение для нагревателей наливных и сливных труб, %

Результаты расчётов сведём в таблицу 3.

Таблица 3. Результаты расчёта и выбора ТЭНов

Согласно расчёту, расхождение при выборе мощностей ТЭНов составило не более 5%, соответственно, нагревательные элементы и мощности ТЭНов определены верно.

3. Описание электрической схемы включения и управления электродвигателями

В системах электрооборудования вагонов применяют две схемы электродвигателей постоянного тока: прямой и реостатный. При прямой схеме не требуется никаких дополнительных устройств, электродвигатель подключают непосредственно к сети пакетным либо автоматическим выключателем или контактором. Однако в этом случае возникает значительный бросок малого тока в начальный момент включения, а также повышенное падение напряжения в линии, к которой подключен двигатель. Такой способ в вагонах применяется для пуска маломощных электродвигателей (двигатели в приводах циркуляционного насоса отопления, охладителя питьевой воды и т.п.).

Реостатный пуск электродвигателя осуществляется подключением на время запуска последовательно в цепь обмотки якоря пускового реостата для ограничения тока. Сопротивление реостата выбирается по допустимому пусковому току двигателя.

Регулирование частоты вращения электродвигателя производится двумя способами: изменением сопротивления в цепи якоря и тока возбуждения (изменением магнитного потока).

Электродвигатель вентилятора М1 имеет три ступени частоты вращения (малая, средняя, высокая). Частота вращения регулируется путём изменения сопротивления в цепях якоря и обмотки возбуждения (резисторы R1, R2).

Двигатель включается пакетным выключателем QF1.1 одновременно со схемой управления QF1.2. При температуре воздуха в вагоне ниже 20 С0 ток в обмотку якоря проходит через резистор R1, резистор R2 в цепи обмотки возбужденияLM1.1 шунтирован. Двигатель работает на низкой частоте вращения. При достижении температуры воздуха в вагоне 20 С0 замыкаются контакты соответствующего термодатчика, напряжение подаётся на катушку реле К4, которое своим контактом K4.1 подаёт питание на катушку контактора К1. Контактором К1.1 шунтируется резистор R1. Увеличивается ток в якоре, что приводит к увеличению частоты вращения (средняя частота вращения). При повышении температуры воздуха свыше 22 С0 термодатчик пропускает ток по катушке реле К5, при этом замыкается контакт К5.1. катушка контактора К2 оказывается под напряжением. Контакт К2.1 размыкается, включая в цепь обмотки возбуждения резисторR2. Ток возбуждения снижается, уменьшается магнитный поток. Электродвигатель работает на высокой частоте вращения. При снижении температуры в вагоне происходит обратный процесс. О работе вентилятора свидетельствует сигнальная лампа HL1.

В вагоне предусмотрено охлаждение питьевой воды. Двигатель охладителя включается в сеть автоматическим выключателем QF1.1. В случае увеличения температуры срабатывает термодатчик ВК1 и замыкается цепь катушки К5, которая контактом К5.1 включает электродвигатель охладителя питьевой воды. При температуре воды ниже установленной размыкается датчик ВК1. Обесточивается катушка К5 и контакт К5.1 размыкается. Двигатель выключается.

Список использованной литературы

1. Расчёт электрооборудования вагонов: учеб.-метод. Пособие по расчётно-графическим работам для студентов специализации “Вагоны” / Э. А. Лисичкин; М-во транспорта и коммуникаций Республики Беларусь. Бел. гос. ун-т трансп. - Гомель: БелГУТ, 2012. - 36 с.

Размещено на Allbest.ru