сипучого вантажу у вертикальному напрямку

, (4.8)

де продуктивність елеватора, ;

висота елеватора, ;

ККД приводного механізму елеватора (відносні одиниці);

ККД механічної передачі (відносні одиниці, див. таблицю 4.6);

розрахунковий коефіцієнт запасу по потужності (вибирається довільно студентом у вказаному інтервалі).

Потужність електродвигуна для механізму підйому

Кранів і ліфтів

 

, (4.9)

де маса вантажу, що піднімається, ;

маса кабіни ліфта або вантажозахоплювального пристрою крана, ;

маса противаги в механізмі ліфта, ;

швидкість підйому кабіни або вантажу, ;

ККД механізму з урахуванням редуктора (відносні одиниці).

Потужність електродвигуна механізму горизонтального

Переміщення баштового (мостового, козлового) крана

, (4.10)

де маса крана з вантажем, т;

швидкість переміщення крана, ;

емпіричний коефіцієнт:

для підшипників кочення (вибирається довільно студентом у вказаному інтервалі);

для підшипників ковзання (вибирається довільно студентом у вказаному інтервалі);

ККД механізму з урахуванням редуктора (відносні одиниці);

питома сила тяги для горизонтального переміщення вантажу масою .

Вибір асинхронних електродвигунів для

типових установок і механізмів

Механізми, що працюють в тривалому режимі з

Постійним навантаженням

Стандартні трифазні асинхронні короткозамкнені електродвигуни вибираються за табл. 4.12, 4.13.

Паспортна потужність обираного електродвигуна повинна бути не менше, ніж розрахункова. Частота обертання електродвигуна повинна співпадати або бути близькою до необхідної частоти обертання агрегату, до якого обирається двигун.

При виконанні даного пункту завдання слід користуватися
рекомендаціями:

- для насосів і вентиляторів використовуються електродвигуни загальнопромислового застосування (табл.4.12);

- для приводу транспортерів, елеваторів і поршневих компресорів доцільно вибирати електродвигуни з підвищеним пусковим моментом (табл.4.13). І лише за відсутності в таблиці двигуна необхідної потужності слід звернутися до табл. 4.12.

Для обраних електродвигунів виконується перевірка відповідності їх технічних даних вимогам табл. 4.11. Остаточно вибраними вважаються електродвигуни, що задовольняють зазначеним у табл. 4.11 умовам.

Далі для обраного електродвигуна розраховуються номінальний, пусковий і максимальний моменти:

,

, (4.11)

,

де номінальна (паспортна) потужність електродвигуна, ;

номінальна частота обертання електродвигуна, ;

и паспортні кратності (по відношенню до номінального) максимального і пускового моментів електродвигуна.

4.3.2. Механізми, що працюють в повторно-короткочасному режимі

За даними завдання за формулами (4.9) або (4.10) розраховуються значення потужностей двигуна для різних завантажень механізмів, а потім будується тимчасова навантажувальна діаграма приводного електродвигуна (рис. 4.1).

 

Рис. 4.1 Часова діаграма навантаження електродвигуна в режимі

 

і час включення; і час пауз; час циклу; ,

,

де , – коефіцієнти завантаження (відносні одиниці, див. за завданням).

Далі для робочого циклу визначається еквівалентна (за час включень) розрахункова потужність двигуна:

. (4.12)

Так як задані періоди включення і пауз не відповідають стандартним значенням, то слід виконати приведення до найближчого стандартного значення тривалості включення .

Порядок приведення наступний:

1) знаходиться розрахункове значення тривалості включення , відповідне до завдання:

, (4.13)

2) виконується приведення до найближчої стандартної величини (15%; 25%; 40%; 60%):

. (4.14)

За даними табл. 4.11 – 4.15 з урахуванням встановленої величини вибирається асинхронний електродвигун з потужністю в даному режимі .

При цьому прийнято:

- для ліфтів використовуються короткозамкнені електродвигуни з підвищеним ковзанням (серії 4АС - табл. 4.14); за відсутності такого двигуна необхідної потужності слід вибрати потрібний електродвигун краново-металургійної серії (табл. 4.15);

- для механізмів переміщення кранів – короткозамкнені електродвигуни краново-металургійної серії (табл.4.15). Так як механізм горизонтального переміщення крана складається зазвичай з 2-х електродвигунів, то номінальна потужність заводського двигуна визначається з умови: .

Результати вибору записуються у вигляді:

2 х МТКF160L8, а далі наводяться основні технічні характеристики обраного електродвигуна;

- для механізмів підйому кранів – електродвигуни з фазним ротором краново-металургійної серії (табл. 4.16).

Для обраних двигунів повинні задовольнятися умови (табл. 4.11). Далі розраховуються за формулами (4.11) моменти обраного електродвигуна. При цьому слід врахувати, що номінальній потужності відповідає потужність електродвигуна при .

Таблиця 4.11

Необхідні кратності пускового і максимального

моментів для механізмів

Установка, механізм	Зчленування двигуна з механізмом	Найменша допустима кратність моментів	Примітка Примечание
пускового	максимальн.
Насоси відцентрові	безпосереднє	0,35 – 0,2 1,0 – 1,2	1,5 1,5	Засувки відкриті Засувки закриті
Вентилятори радіальні	безпосереднє або ремінна передача	0,5	1,75
Компресори повітряні, поршневі	безпосереднє або ремінна передача	0,4	1,5	пуск без навантаження
Транспортери стрічкові, пластинчасті, гвинтові	зубчаста, ланцюгова або ремінна передача	1,0 – 1,5	2,0 – 2,2
Елеватор вертикальний	зубчаста, або ремінна передача	1,1 – 1,5	1,8 - 2,5
Механізми підйому	зубчаста (редуктор)	1,1 – 1,5	1,8 - 2,5
Механізми горизонтального переміщення	зубчаста (редуктор)	1,1 – 1,5	1,8 – 2,5

 

Таблиця 4.12

 

Основні технічні дані трифазних асинхронних короткозамкнених електродвигунів загальнопромислового застосування, 380 В, 50 Гц, режим S1

 

Марка електродвигуна	Pном, кВт	nном, об/хв	ηном, %	сosφном
4А80В2У3	2,2			0,87	2,2		6,5
4А90L2У3			84,5	0,88	2,2		6,5
4А100S2У3			86,5	0,89	2,2		7,5
4А100L2У3	5,5		87,5	0,91	2,2		7,5
4А112М2У3	7,5		87,5	0,88	2,2		7,5
4А132М2У3				0,90	2,2	1,6	7,5
4А160S2У3				0,91	2,2	1,4	7,5
4А160М2У3	18,5		88,5	0,92	2,2	1,4	7,5
4А180S2У3			88,5	0,91	2,2	1,4	7,5
4А180М2У3			90,5	0,90	2,2	1,4	7,5
4А200М2У3				0,89	2,2	1,4	7,5
4А200L2У3				0,90	2,2	1,4	7,5
4А100L4У3				0,84	2,2
4А112М4У3	5,5		85,5	0,86	2,2
4А132S4У3	7,5		87,5	0,86	2,2		7,5
4А132М4У3			87,5	0,87	2,2		7,5
4А160S4У3				0,88	2,2	1,4
4А160М4У3	18,5			0,88	2,2	1,4
4А180S4У3				0,90	2,2	1,4
4А180М4У3				0,89	2,2	1,4
4А200М4У3				0,90	2,2	1,4
4А200L4У3				0,90	2,2	1,4
4А90L6У3	1,5			0,74	2,2		5,5
4А100L6У3	2,2			0,73	2,2		5,5
4А112МА6У3				0,76	2,2
4А112МВ6У3				0,81	2,2
4А132S6У3	5,5			0,80	2,2
4А132М6У3	7,5		85,5	0,81	2,2

 

Таблиця 4.12 (продовження)

 

4А160S6У3				0,86		1,2
4А160М6У3			87,5	0,87		1,2
4А180М6У3	18,5			0,87		1,2
4А200М6У3				0,90		1,2	6,5
4А200L6У3			90,5	0,90		1,2	6,5
4А225М6У3				0,89		1,2	6,5
4А250S6У3			91,5	0,89		1,2
4А250М6У3				0,88		1,2
4А280S6У3			92,5	0,89	1,9	1,2
4А280М6У3			92,5	0,89	1,9	1,2
4А315S6У3				0,90	1,9
4А315М6У3			93,5	0,90	1,9
4А355S6У3			93,5	0,90	1,9
4А355М6У3				0,90	1,9
4А71В8У3	0,25			0,65	1,7	1,6	3,5
4А80А8У3	0,37		61,5	0,65	1,7	1,6	3,5
4А80В8У3	0,55			0,65	1,7	1,6	3,5
4А90LA8У3	0,75			0,62	1,7	1,6	3,5
4А90LB8У3	1,1			0,68	1,7	1,6	3,5
4А100L8У3	1,5			0,65	1,7	1,6	5,5
4А112МА8У3	2,2		76,5	0,71	2,2	1,8
4А112МВ8У3				0,74	2,2	1,8
4А132S8У3				0,70	2,2	1,8
4А132М8У3	5,5			0,74	2,2	1,8
4А160S8У3	7,5			0,75	2,2	1,4
4А160М8У3				0,75	2,2	1,4
4А180М8У3				0,82		1,2
4А200М8У3	18,5		88,5	0,84	2,2	1,2
4А200L8У3			88,5	0,84		1,2
4А225М8У3				0,81		1,2
4А250S8У3				0,83		1,2
4А250М8У3			91,5	0,82		1,2
4А280S8У3				0,84	1,9	1,2	6,5
4А280М8У3			92,5	0,85	1,9	1,2	6,5
4А315S8У3				0,85	1,9		6,5
4А315М8У3				0,85	1,9		6,5
4А355S8У3			93,5	0,85	1,9		6,5

Таблиця 4.12 (продовження)

4А355М8У3			93,5	0,85	1,9
4А250S10У3				0,81	1,9	1,2
4А250М10У3				0,78	1,8
4А280М10У3			91,5	0,78	1,8
4А315S10У3				0,79	1,8
4А315М10У3				0,80	1,8
4А355S10У3			92,5	0,83	1,8
4А355М10У3				0,83	1,8
4А315S12У3			90,5	0,75	1,8
4А315М12У3				0,75	1,8
4А355S12У3			91,5	0,76	1,8
4А355М12У3				0,76	1,8

 

 

Таблиця 4.13

Основні технічні дані трифазних асинхронних короткозамкнених

електродвигунів з підвищеним пусковим моментом, 380 В, 50 Гц

 

Марка електродвигуна	Рном, кВт	nном, об/хв	ηном, %	сosφном
4АР160S6У3			85,5	0,83	2,2
4АР160М6У3			87,5	0,83	2,2
4АР180М6У3				0,80	2,2
4АР200М6У3			90,5	0,85	2,2		6,5
4АР200L6У3			90,5	0,86	2,2		6,5
4АР225М6У3			90,5	0,84	2,2
4АР250S6У3			91,5	0,82	2,2		6,5
4АР250М6У3			91,5	0,83	2,2		6,5
4АР160S8У3	7,5			0,75		1,8
4АР160М8У3				0,75		1,8
4АР180М8У3			86,5	0,70		1,8	5,5
4АР200М8У3	18,5			0,78		1,8	5,5
4АР200L8У3			88,5	0,80		1,8	5,5
4АР225М8У3				0,80		1,8	5,5
4АР250S8У3				0,72		1,8	5,5
4АР250М8У3			90,5	0,75		1,8	5,5

 

Таблиця 4.14

 

Основні технічні дані асинхронних короткозамкнених

трифазних електродвигунів з підвищеним ковзанням, 380 В, 50 Гц

Марка електродвигуна	Потужність кВт	nном об/хв	ηном %	сosφн
ПВ 15%	ПВ 25%	ПВ 40%
4АС71В6У3	0,8	0,65	0,63			0,70		2,1
4АС80А6У3	1,0	0,9	0,8			0,68		2,1
4АС80В6У3	1,5	1,3	1,2		66,5	0,73		2,1
4АС90L6У3	2,2	1,8	1,7			0,72	1,9	2,1
4АС100L6У3	3,1	2,9	2,6			0,76	1,9	2,1
4АС112МА6У3	4,5	3,8	3,2			0,74	1,9	2,1	6,5
4АС112МВ6У3	5,6	5,0	4,2			0,79	1,9	2,1	6,5
4АС132S6У3	8,5	7,5	6,3			0,80	1,9	2,1	6,5
4АС132М6У3			8,5			0,80	1,9	2,1	6,5
4АС160S6У3					82,5	0,85	1,9	2,1	6,5
4АС160М6У3						0,85	1,9	2,1	6,5
4АС90LA8У3	1,1	0,9	0,9			0,65	1,8		3,5
4АС90LB8У3	1,4	1,2	1,2			0,64	1,8		3,5
4АС100L8У3	1,8	1,6	1,6			0,63	1,8		5,5
4АС112МА8У3		2,6	2,2			0,65	1,8
4АС112МВ8У3	4,2	3,6	3,2			0,70	1,8
4АС132S8У3			4,5			0,70	1,8
4АС132М8У3	8,5	7,1				0,70	1,8
4АС160S8У3					81,5	0,80	1,8
4АС160М8У3			12,5		82,5	0,79	1,8
4АС180М8У3					83,5	0,83	1,8

 

Таблиця 4.15

Основні технічні дані трифазних асинхронних короткозамкнених

електродвигунів краново-металургійної серії, 380 В, 50 Гц

Марка електродвигуна	Потужність, кВт	nном об/хв	сosφн
ПВ 15%	ПВ 25%	ПВ 40%
4МТКF112L6	2,8	2,6	2,2		0,73	2,7	2,6	3,2
4МТКF112LB6	4,8	4,4	3,7		0,75	2,8	2,8	3,5
4МТКF132L6	7,1	6,5	5,5		0,75	2,7	2,5	4,2
4МТКF132LB6	9,7	8,8	7,5		0,70	2,8	2,7	4,3
4МТКF160L6					0,76	3,4	2,9	5,1
4МТКF160LB6		17,5			0,78	3,6	3,1	5,5
4МТКF160L8	9,2	8,4	7,5		0,71	3,0	2,5	3,6
4МТКF160LB8	13,5	12,4			0,76	3,4	2,9	4,0
4МТКF200L8	18,4				0,78	3,6	3,1	4,6
4МТКF200LB8					0,69	3,2	3,1	5,0

 

 

Таблиця 4.16

Основні технічні дані трифазних асинхронних електродвигунів

з фазним ротором краново-металургійної серії, 380 В, 50 Гц

 

Марка електродвигуна	Потужність, кВт	nном об/хв	сosφном
ПВ 15%	ПВ 25%	ПВ 40%
4МТF160L6					0,76	2,8
4МТF160LB6		17,5			0,77	3,0
4МТF200L6					0,79	3,0
4МТF200LB6					0,78	3,0
4МТH225M6					0,82	2,8
4МТH225L6					0,90	2,8
4МТH280S6					0,89	3,0
4МТF160LB8	13,5	12,4			0,74	2,7
4МТF200L8					0,71	2,8
4МТF200LB8					0,70	2,7
4МТH225M8					0,72	2,8
4МТH225L8					0,74	2,9
4МТH225S8					0,84	2,9
4МТH280М8					0,82	3,0

 

ЗАДАЧА № 5

РОЗРАХУНОК СТРУМІВ І ПОТУЖНОСТІ ТРИФАЗНОЇ МЕРЕЖІ.
ПІДВИЩЕННЯ КОЕФІЦІЄНТА ПОТУЖНОСТІ

Таблиця 5

Вихідні дані до задачі № 5

 

Факультет	«n»	Лінійна напруга мережі Uc^,В	Pосв,   кВт	Силові приймачі	Необхідний коефіцієнт потужності cosφз
Zф, Ом	cosφ
ІБІ				5,198	0,60	0,97
			11,33	0,65	0,87
			1,016	0,70	0,92
			2,393	0,70	0,89
			9,438	0,65	0,91
			1,245	0,60	0,90
			6,198	0,60	0,96
			7,722	0,65	0,92
			1,34	0,60	0,93
			5,776	0,60	0,95
ІІЕС БТІ ЕБ				6,38	0,68	0,92
			4,65	0,70	0,95
			6,73	0,66	0,94
			8,54	0,62	0,93
			3,76	0,72	0,90
			6,28	0,65	0,93
			3,58	0,75	0,95
			8,36	0,74	0,94
			5,64	0,69	0,92
			7,34	0,72	0,93

 

Примітка: «n» - остання цифра номера залікової книжки

Для електричної схеми на рис.5 за даними табл.5:

- розрахувати фазні і лінійні струми електроприймачів, включених в трифазну мережу за схемами «зірка» і «трикутник»;

- визначити активну, реактивну і повну потужності даної схеми, коефіцієнт потужності і лінійний вхідний струм;

- розрахувати компенсуючу реактивну потужність, необхідну для збільшення коефіцієнта потужності до заданого значення;

- розрахувати ємність конденсаторів у фазі батареї, що компенсує; вибрати марку конденсаторів, їх кількість у фазі батареї, що компенсує, а також кількість конденсаторів в батареї;

- визначити струми в лінійних проводах на вході схеми при включеній конденсаторній батареї;

- виконати в масштабі векторні діаграми напруг і струмів при
включеній компенсуючий батареї (для полегшення побудови діаграми можливо її виконання тільки для струмів однієї фази – «А»). У цьому випадку вектори струмів двох інших фаз можуть бути побудовані під кутами 120⁰ и 240⁰ відносно векторів струму фази А);

- накреслити електричну схему завдання і вказати на ній всі розрахункові струми. Частоту струму в мережі прийняти рівною 50 Гц.

 

 

Рис.5. Електрична схема включення приймачів в трифазну мережу

Розрахункові формули

Фазні струми навантажень схеми розраховуються за формулами:

- для освітлювального навантаження:

, (5.1)

- для силового навантаження:

, (5.2)

де потужність освітлювальних приладів в одній фазі ;

і фазні напруги навантажень ;

повний опір фази силового навантаження .

Активна і реактивна потужності силового навантаження (кВт):

, (5.3)

, (5.4)

де фазний струм силового навантаження, (див. формулу 5.2);

і активний і реактивний опори фази силового навантаження :

;

,

де - коефіцієнт потужності силового навантаження (див. табл. 5).

Лінійний вхідний струм схеми та її коефіцієнт потужності:

,(5.5)

,

,

, (5.6)

де сумарна активна потужність схеми ;

повна потужність схеми ;

– розрахунковий коефіцієнт потужності схеми.

Для того щоб підвищити коефіцієнт потужності схеми (тобто підняти його до заданого значення), необхідно зменшити частину реактивної потужності (компенсувати).

Реактивну потужність, яку треба компенсувати:

, (5.7)

де і – кути зсуву фаз, відповідні розрахунковим значенням і заданому значенню .

Зменшити реактивну потужність активно-індуктивного навантаження можна за допомогою підключення до схеми ємнісного навантаження. Причому, щоб домогтися заданого значення коефіцієнта потужності, необхідно до кожної фази схеми підключити конденсатори певної ємності, тому до трифазного ланцюга підключається конденсаторна батарея.

Розрахункові величини ємностей конденсаторів в кожній фазі конденсаторної батареї:

- при з'єднанні конденсаторів за схемою «трикутник»:

, (5.8)

- при з'єднанні конденсаторів за схемою «зірка»:

, (5.9)

де фазна напруга конденсаторної батареї .

Стандартні конденсатори вибираються за даними табл. 5.1 тільки для схеми Δ (як найбільш економічної) з урахуванням вимог:

; (5.10)

,

де робоча напруга конденсатора, ;

напруга фази конденсаторної батареї .

У випадку (найбільшої в табл. 5.1) слід передбачити паралельне включення декількох конденсаторів в кожній фазі батареї.

Слідом за цим розраховується ємнісний реактивний опір фази конденсаторної батареї, складеної з стандартних конденсаторів, її фазний і лінійний струми, фактична реактивна потужність батареї:

, (Ом) (5.11)

фактична ємність фази конденсаторної батареї, складеної з стандартних конденсаторів .

, (5.12)

,(5.13)

. (5.14)

де - фактична реактивна потужність конденсаторної батареї (кВАр).

Далі з урахуванням фактичної реактивної потужності батареї, що компенсує, визначається уточнене значення повної потужності схеми:

, (5.15)

а потім за формулами (5.5) і (5.6) – нова величина лінійного вхідного струму:

,,

і розрахункове значення коефіцієнта потужності схеми після компенсації (використовуючи отримане значення ).

 

Таблиця 5.1

Основні технічні характеристики однофазних косинусних
конденсаторів типу КС і КМ, внутрішньої установки

 

Марка конденсатора	Uраб.с, В	Qст, кВАр	Cст, мкФ
КМ1 - 0,22 - 4,5 - 2У3		4,5
КМ2 - 0,22 - 9 - 2У3
КС0 - 0,22 - 4 - 2У3		4,0
КС1 - 0,22 - 6 - 2У3		6,0
КС1 - 0,22 - 8 - 2У3		8,0
КС2 - 0,22 - 12 - 2У3
КС2 - 0,22 – 16 - 2У3
КМ1 - 0,38 - 13 - 2У3
КМ1 - 0,38 - 26 - 2У3
КС0 - 0,38 - 12,5 - 2У3		12,5
КС1 - 0,38 - 18 - 2У3
КС1 - 0,38 - 25 - 2У3
КС2 - 0,38 - 36 - 2У3
КС2 - 0,38 - 50 - 2У3
КС0 - 0,