2.7 Замена малозагруженного асинхронного двигателя
Программа ZAMDW (PRESS 9 ) рассматривает асинхронные двигатели (АД) напряжением 380 В и мощностью от 1 до 50 кВт. Предусматривается замена недогруженного двигателя на двигатель меньшей мощности. При этом определяются потери активной мощности в заменяемом ( недогруженном ) и предлагаемом (меньшей мощности ) двигателях, а также снижение потерь от замены.
В цехе выбирают двигатель средней мощности.
Исходные данные:
Данные заменяемого двигателя:
синхронная частота вращения, Nc =3000 об/мин;
угловая скорость вращения, c=314 1/c;
номинальная мощность, Рном.зам=5.50 кВт;
коэффициент полезного действия (КПД), ном.зам=0,875;
коэффициент мощности, cosном.зам=0,91;
коэффициент загрузки Кзагр.зам=0,5;
сопротивление намагничивания, X.зам=79,9 Ом.
Данные предлагаемого двигателя:
синхронная частота вращения, Nc =3000 об/мин;
угловая скорость вращения, c=314 1/c;
номинальная мощность, Рном.зам=4.0 кВт;
коэффициент полезного действия (КПД), ном.зам=0,865;
коэффициент мощности, cosном.зам=0,89;
коэффициент загрузки Кзагр.зам=0,688;
сопротивление намагничивания, X.зам= 95 Ом.
Расчет.
Расчет ведем для заменяемого двигателя
Ток
намагничивания (
)
где Uном – номинальное напряжение двигателя, Uном=380 В.
Номинальный ток статора ( I1ном.зам )
Определим соотношение
Найдем
значение
используя следующее соотношение
где
соотношение
определяется из кривых, которые является
функциями, зависящими от
где М-относительный момент двигателя,
равный коэффициенту загрузки двигателя
(Сыромятников И.А. «Режим работы СД и
АД» М.: Энергоатомиздат, 1984, стр 72), отсюда
имеем
Аналогично определим
из зависимостей
смотрим там же,
тогда
Полная мощность заменяемого двигателя
Активная мощность потребляемая из сети, равен:
Реактивная мощность потребляемая из сети, равен:
Потери активной мощности в заменяемом двигателе:
Аналогичные расчеты справедливы для
предлагаемого двигателя с
(см автоматизированный расчет). Из
распечатки потери в предлагаемом
двигателе
Следовательно при замене двигателя
потери повышаются
Результаты автоматизированного расчета с помощью программы ZAMDW для различных коэффициентов загрузки сведены в таблицу 2.7.1.
Табл.2.7.1.–Определение потерь в двигателе при различных коэффициентов загрузки
кзагр |
Рнавалу |
Рзам, кВт |
Рпред.,кВт |
Р,кВт |
0,2 |
1,1 |
0,229 |
0,216 |
-0,013 |
0,3 |
1,65 |
0,264 |
0,274 |
-0,010 |
0,4 |
2,2 |
0,307 |
0,332 |
-0,025 |
0,5 |
2,75 |
0,365 |
0,397 |
-0,032 |
Табл.2.7.1. –Построим следующие кривые
Р
0,55
0,5
0,45 зам дР
0,4 пред дР
0,35
0,3
0,25
0,2
0,15
0,1
Кз
0,15 0,25 0,35 0,45 0,55 0,65
Таким образом видно из графика, целесообразно замена двигателя при Кз менее 0,28
ЗАМЕНА АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ
ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Величина Заменяемый АД Предлагаемый АД
N c (об/мин)/ W c (1/c) 3000/314
P ном (кВт) 5.500 4.000
КПД ном (о.е.) 0.875 0.865
COS f ном 0.910 0.890
K загрузки 0.500 0.688
РЕЗУЛЬТАТЫ
P на валу (кВт) 2.750
X м.ном (Ом) 79.900 95.000
I0 ном (А) 2.746 2.309
I1 ном (А) 10.495 7.894
I0 ном/I1 ном (%) 26.164 29.254
cos f/cos f ном 0.927 0.961
cos f 0.843 0.855
I1/I1 ном 0.535 0.708
I1 (A) 5.611 5.592
S (кВ.А) 3.693 3.681
P (кВт) 3.115 3.147
Q (кВар) 1.984 1.909
дР (кВт) 0.365 0.397
ддP (кВт) -0.032
───────────────────────────────────────────────────────────