3.2 Розрахунок потужності та попередній вибір двигуна
Режим роботи електродвигуна вентилятора - тривалий. Потужність двигуна електроприводу вентилятора визначають за потужністю на валу механізму за виразом [1] :
P
,
(3.1)
де k ─ коефіцієнт запасу, що враховує можливу зміну напруги, частоти мережі, густини газу;
Q
─ продуктивність вентилятора,
H ─ напір, Па;
─
коефіцієнт
корисної дії вентилятора, %;
─
коефіцієнт
корисної дії передаточного механізму,
%;
n – кількість двигунів вентиляційної установки, шт.
P
кВт
Для приводу вентиляційної установки вибираємо один двошвидкісний асинхронний двигун із короткозамкненим ротором типу 5А160S6/4 [2]. Його паспортні дані заносимо в таблицю 3.1.
Таблиця 3.1 - Паспортні дані двигуна
Рном, кВт |
Синхронна
частота обертання,
|
Ном. коефіцієнт корисної дії, % |
Ном. коефіцієнт потужності, cos |
sном, % |
|
|
Jр, кг∙м2 |
Переванта-жувальна
здатність,
|
11 |
1000 |
85 |
0,89 |
3 |
6,5 |
1,9 |
0,11 |
2,5 |
7,5 |
1500 |
84 |
0,74 |
4 |
5,3 |
1,8 |
0,11 |
2,4 |
3.3 Побудова механічної характеристики двигуна
Механічна характеристика електродвигуна – це залежність кутової швидкості обертання ротора від моменту на валу електродвигуна. Для її побудови за паспортними даними визначаємо основні параметри.
Розрахунок ведемо для основної потужності двигуна 11кВт.
Синхронна швидкість визначається за формулою [3] :
=
, (3.2)
де
─
синхронна частота обертання,
=
=104,7
,
Визначаємо номінальну швидкість обертання за формулою :
,
(3.3)
де
─
номінальне ковзання
Обчислюємо номінальний момент за формулою :
,
(3.4)
де
─
номінальна потужність двигуна,
Н·м,
Визначаємо критичний момент за формулою:
,
(3.5)
де ─ перевантажувальна здатність двигуна,
Н·м
,
Розраховуємо критичне ковзання за формулою :
)
, (3.6)
=
0,03(2.5 +
)=0,14.
Для побудови механічної характеристики двигуна використовуємо формулу Клосса. Знайдемо величини моменту та швидкості обертання двигуна при різних значеннях ковзання.
М=
, s=0÷1, (3.7)
При
S
=0
M
=0
,
(3.8)
.
Інші значення точок графіка механічної характеристики двигуна визначаємо аналогічно даним способом. В результаті отримаємо таблицю 3.2.1 значень точок механічної характеристики двигуна.
Таблиця 3.2.1 – Данні для побудови механічної характеристики двигуна Р=11кВт
s |
0 |
0,01 |
0,02 |
0,03 |
0,08 |
0,14 |
0,4 |
0,7 |
1 |
M, Н·м |
0 |
38.47 |
75.796 |
110.9 |
233.21 |
270.65 |
168.81 |
104.11 |
74.3 |
|
104,7 |
102.6 |
101.6 |
96.3 |
93.2 |
62.8 |
31.41 |
30.2 |
0 |
,
За розрахованими даними будуємо механічну характеристику двигуна (рис. 3.1)
Рисунок 3.1.1 - Механічна характеристика двигуна вентилятора Р = 11 кВт.
Аналогічно проводимо розрахунок для другої потужності двигуна Р=7,5кВт
Синхронна швидкість:
=
=157
,
Визначаємо номінальну швидкість обертання:
Обчислюємо номінальний момент :
Н·м,
Визначаємо критичний момент:
Н·м
,
Розраховуємо критичне ковзання:
=
0,04(2,4 +
)=0,18.
Для побудови механічної характеристики двигуна використовуємо формулу Клосса. Знайдемо величини моменту та швидкості обертання двигуна при різних значеннях ковзання.
При S =0 M =0
, (3.8)
.
Інші значення точок графіка механічної характеристики двигуна визначаємо аналогічно даним способом. В результаті отримаємо таблицю 3.2.2 значень точок механічної характеристики двигуна.
Таблиця 3.2.2 – Данні для побудови механічної характеристики двигуна Р=7,5 кВт
s |
0 |
0,01 |
0,02 |
0,03 |
0,08 |
0,18 |
0,4 |
0,7 |
1 |
M, Н·м |
0 |
13,2 |
26,3 |
38,9 |
89 |
120 |
89,8 |
57,8 |
41,8 |
, |
157 |
155,4 |
153,8 |
152,2 |
144,4 |
128,7 |
94,2 |
47,1 |
0 |
Рисунок 3.1.2 - Механічна характеристика двигуна вентилятора Р = 7,5 кВт.