Задача 19. Проверка устойчивой работы двигателя при запуске мощного двигателя

В дополнение к задаче 16 поверить устойчивость работы электродвигателя типа 4А100L4У3, работающего на приводе вакуум-насоса доильной установки, при пуске электродвигателя пилорамы. Электродвигатель 4А100L4У3 мощностью Рн = 4 кВт, кратностью критического момента равной _кр= 2,4 присоединен к линии на расстоянии

250 м от трансформаторной подстанции.

ТМ 100

250м 150м

1 2 3

2,8 кВт 30 кВт

Решение

Фактическое снижение напряжения в точке 2 при пуске двигателя пилорамы можно определить по формуле :

Допустимое снижение напряжения, при котором возможна устойчивая работа двигателя вакуум-насоса, определяется по формуле:

(*)

где - кратность момента нагрузки, в нашем примере равная 1;

- кратность максимального момента, равная 2,4.

Следовательно,

Работа двигателя вакуум-насоса будет устойчивой, так как  . Если известно снижение напряжения в точке 2 ( ), можно определить потребную кратность максимального момента двигателя, при котором будет обеспечена его устойчивая работа. Для этого достаточно решить уравнение (*) относительно :

Двигатель 4А100L4У3 имеет , что значительно больше, чем . Это значит, что этот двигатель будет работать устойчиво при пуске двигателя привода пилорамы.

3. Электропривод подъемно-транспортных машин и установок Задача 20. Электропривод скребкового навозоуборочного транспортера

Для скребкового навозоуборочного транспортера ТСН-2,0Б, построить нагрузочную диаграмму и произвести выбор электрического двигателя. Определить время пуска привода транспортера.

Исходные данные

1. Длина транспортерной цепи L_ц = 170 м,

2. Масса одного погонного метра цепи m_ц = 5 кг/м,

3. Коэффициент трения навоза о дно канала f_тр.н = 0,97,

4. Коэффициент трения цепи по деревянному настилу f_ц = 0,5,

5. Скорость движения цепи v_ц = 0,19 м/с,

6. Расстояние между скребками транспортера l = 0,46м,

7. Усилия заклинивания, приходящееся на один скребок F¹_з =15 Н,

8. Момент инерции передаточного звена, приведенный к валу двигателя,

J_п.з.= 0,046 кг*м²,

9. Коэффициент полезного действия передачи ,

10. Суточный выод навоза от одной коровы q = 30 кг,

11. Число уборок навоза в сутки Z = 2,

12. Значения передаточных чисел отдельных пар передаточных звеньев указаны на кинематической схеме.

М

i₁ = 3,6

J₁=0,00625 J₂=0,319

J₄=0,28 J₃ = 0,00076

i₂=4,1

i₃=4,7

J₅=0,0019 J₆=0,28

J₇= 0,024

I 180

Кинематическая схема транспортера ТСН-2,0Б

Р е ш е н и е

Для построения нагрузочной диаграммы скребкового транспортера необходимо определить значения усилий, моментов, потребных мощностей как под нагрузкой, так и на холостом ходу.

Усилие, возникающее в транспортерной цепи на холостом ходу,

где m_ц – масса одного погонного метра цепи,

L_ц – длина цепи транспортера,

f_ц – коэффициент трения цепи по деревянному настилу.

Усилие, возникающее в цепи транспортера при перемещении навоза,

где m_н –масса навоза в канале, приходящаяся на одну уборку,

здесь N – количество животных (коров),

q – выход навоза от одного животного,

Z – количество уборок навоза в сутки.

Усилие, возникающее в цепи транспортера при преодолении трения навоза о боковые стенки канала,

Усилие, возникающее в цепи транспортера при заклинивании навоза между скребками транспортера и стенками канала,

где F₃¹ – усилие заклинивание, приходящееся на один скребок,

l – расстояние между скребками.

Суммарное усилие, возникающее в цепи транспортера под нагрузкой,

Потребная мощность транспортера под нагрузкой

где v_ц – скорость движения цепи транспортера, м/с,

передачи.

Потребная мощность транспортера при холостом ходе

Продолжительность движения цепи трнспортера определяют из условия 1,05 ее оборота за период одной уборки

По полученным данным построим нагрузочную диаграмму транспортера.

Р_потр

Нагрузочная диаграмма

транспортера ТСН-2,0Б

Р_х.х.

t_раб t

Из нагрузочной диаграммы видно, что двигатель работает в кратковременном режиме, т.е.

t_раб (3…5)Тн и t_пауз (3…5)Тохл

Выбор электрического двигателя

В связи с тем, что двигатели с.-х. исполнения для кратковременного режима работы выпускают в незначительном количестве, то вместо них используют двигатели, предназначенные для длительного режима работы. Кроме того продолжительность работы двигателей с.-х. исполнения, изготовленных для кратковременного режима, не превышает 10 мин. В нашем случае продолжительность работы транспортера более 15 мин. Потому двигатель выбираем по следующим условиям:

11. По климатическому исполнению и категории размещения – СУ1,

12. По способу защиты от воздействия окружающей среды – IP44,

13. По конструктивному исполнению и способу монтажа – IМ 1081,

14. По модификации – берут двигатель основного исполнения,

15. По роду тока и напряжения – переменного тока, напряжением 380/220 В,

16. По мощности Рдв Рэк,

где Рэк – эквивалентная мощность, определяемая из нагрузочной диаграммы

Таким образом, выбираем двигатель типа 4АМ100L4СУ1 с номинальными параметрами: Рном = 4 кВт, n_ном = 1 420 об/мин, I_ном = 9,5 А, U_ном = 380/220 В, = =84%, cos = 0,85. К_i =6,5, М_пуск* = 2, М_кр* = 2,5, m = 39,5 кг, J_дв = 0,011 кг*м²

Следовательно, 4 кВт 3,66 кВт

17. По частоте вращения – n_{ном дв} i ₁i₂ i₃ n _з, т.е.

1 420 об/мин > 3,6*4,1*4,7*20=1 387 об/мин.

Проверка двигателя

Так как в начале уборки в транспортерной цепи возникают максимальные усилия, то выбранный двигатель необходимо проверить по условиям трогания

где = 0,95²=0,9 – коэффициент, учитывающий снижение напряжения на зажимах

двигателя при пуске на 5%.

М_пуск = М_пуск*М_ном= 53,6 Нм – пусковой момент двигателя,

М_{тр.транс.} = К_зМ_макс = К_з

Здесь К_з = 1,2…1,3 – коэффициент апаса, учмтывающий неучтенные силы

сопротивления

Поэтому 0,9*53,6 = 48,24 Нм > 47,4Нм - условие выполняется.

Проверка двигателя по перегрузочной способности нецелесообразна.

Время пуска привода транспортера

где - момент инерции системы “двигатель, передаточное звено, транспортер”,

приведенный к валу двигателя,

М_дв.ср. = 0,5(М_кр*-М_пуск*)М_ном = 0,5(2,5 + 2)26,8 = 60,3 Нм – среднее значение

момента двигателя за период пуска.

Приведенный момент инерции системы определяется

где m_ц¹ = m_цl_ц=5*170 = 850 кг – масса цепи транспортера.