Пример расчета и выбора электродвигателя для центробежного вентилятора

МЕТОДИЧЕСКИЕ

И СПРАВОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ

КУРСОВОГО ПРОЕКТА

ПО МДК Электрическое и электромеханическое оборудование

Для специальности 140448 - Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования.

Рассмотрено на заседании МО

электротехнических дисциплин

протокол №4 от 21.12.13

Председатель МО ____________

Автор – разработчик преподаватель _________ Лазаренко Л.Т.

Рецензент преподаватель ____________ Кожевников М.В

Методическая разработка предназначена для студентов, выполняю-щих курсовой проект по междисциплинарному курсу «Электрическое и электромеханическое оборудование». В разработке приведены рекоменду-емые разработчиком методические указания по выполнению всех пунк-тов пояснительной записки в соответствии с заданием на курсовое проектирование. По каждой из методик приведен пример выполнения расчетов и выбора электрооборудования. Приведены справочные материалы и ссылки для их отыскания в указанной литературе. Даны рекомендации по выполнению текстовых частей проекта.

Введение.

Изменения в характере применяемого в настоящее время в промыш-ленности и быту электрического и электромеханического оборудования требуют соответствующего уровня подготовки специалистов, предназна-ченных для его эксплуатации.

Основная тенденция изменений состоит во всё большей унификации и стандартизации оборудования, в насыщении его сенсорными узлами, микропроцессорами, роботизированными устройствами, устройствами автоматического контроля, наладки и регулирования рабочих процессов, внедрением управляющих контроллеров. Все большую роль играет проникновение на наш рынок электротехнической продукции зарубежного производства и применение импортных комплектующих единиц отечественными производителями электрооборудования.

Знание номенклатуры выпускаемых промышленностью изделий, их рабочих параметров, позволяет в условиях эксплуатации быстро и качественно решать вопросы ремонта и модернизации электроустановок.

Знание устройства, характеристик и условий применения различного электрооборудования позволяет квалифицированно производить его сервисное обслуживание.

Знание нормативных требований, предъявляемых к установкам, уме-ние выполнять необходимые расчеты и выбор оборудованияпозволяют не только успешно эксплуатировать уже имеющиеся электроустановки, но и создавать, при необходимости, новые.

Основой приобретения необходимых знаний и уменийявляется изу-чение студентами спецпредметов и выполнение практических работ, в т.ч. курсовых проектов.

Курсовое проектирование по междисциплинарному курсу Электрическое и электромеханическое оборудование проводится в соответствии с рабочей программой. Служит выполнению требований государственного образовательного стандарта к минимуму содержания и базовому уровню подготовки выпускников по специальности 140448.

ü Успешное выполнение и защита курсового проекта по МДК ЭиЭмО способствует обретению студентами всех профессиональных компет енций, предусмотренных образовательным стандартом последнего поколения.

ОБЩИЕ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ.

Курсовой проект должен носить расчетно-конструкторский характер и включать в себя:

1. Пояснительную записку (объём записки 20-25 листов формата А4).

2. Графическую часть (2-4 листа -планов, схем, таблиц, чертежей, графиков и других иллюстрирующих элементов- формата А1).

Курсовой проект должен выполняться на основании материалов, собранных студентами во время производственной практики с учетом коррективов, внесенных в эти материалы руководителем курсового проектирования перед началом выполнения проекта.

Курсовой проект должен быть выполнен в соответствии с выдан-ным заданием.

В задании указан состав пояснительной записки и состав графичес-кой части проекта.

При выполнении проекта рекомендуется использовать следующую литературу:

1. Е.Н.Зимин В.И.Преображенский И.И.Чувашов Электрооборудование промышленных предприятий и установок М, Энергоиздат 1982

2. А.Э.Кравчик и др. Асинхронные электродвигатели серии 4А; Справочник Москва, Энергоиздат 1982

3. Справочник по проектированию автоматизированного электропривода и систем управления технологическими процессами под редакцией В.И.Круповича Москва, Энергоиздат 1982

4. ПУЭ 7-е издание Санкт-Петербург 2002.

5. ПУЭ 6-е издание Москва Энергоатомиздат 1987

6. Цигельман И.Е. Электроснабжение ГЗ и КП М, Высшая школа 1982.

7. Справочник по электроснабжению промышленных предприятий Под редакцией А.А. Федорова Москва Энергия 1974.

8. Сибэлектросервис Каталог электротоваров

9. Шеховцов В.П. Расчет и проектирование ОУ и электроустановок промышленных механизмов Москва Форум 2010

Дальнейшие методические указания касаются выполнения отдельных пунктов задания на курсовое проектирование.

Электрооборудование объекта:

Для выполнения задания необходимо иметь (собранные во время практики) сведения:

ü Назначение, устройство, принцип действия и режимы работы одного из производственных механизмов;

ü Эскиз, рисунок или фотографию механизма;

ü Технические характеристики механизма, необходимые для расчета мощности электропривода;

ü Условия размещения и характеристику окружающей среды на месте установки механизма;

ü Схему электрическую принципиальную управления механизмом.

УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ПУНКТА 1.

1. Описание назначения, устройства и режимов работы механизма, заданного для проектирования.

По данному вопросу следует дать максимально подробное описание механизма, заданного для проектирования. Описывать нужно механичес-кую и технологическую часть. Обязательно перечислить все технические характеристики механизма, кроме характеристик электрических, электро-оборудование упоминаться не должно (его пока как бы нет). Нужно описать по порядку все технологические операции, производимые меха-низмом в процессе его работы, т.е. выпуска продукции. Рекомендуется привести эскиз или фото механизма с указанием составных частей.

УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ПУНКТА 2.

2. Расчет мощности и выбор электродвигателя или электронагревателя для производственной установки.

Далее приведены указания по выполнению расчетов для различных механизмов и примеры расчетов и выбора электроприводов.

Каждому надо выбрать свое.

2.1. Расчет и выбор электродвигателя для вентилятора или компрессора или насоса:

Технические характеристики механизма, необходимые для расчета мощности электропривода:

Тип (центробежный, поршневой, осевой), марка

Производительность (подача)

Давление (напор) нагнетания

Коэффициент полезного действия механизма

Необходимая скорость вращения вала механизма

Способ сочленения машины и привода (тип передачи)

Требования к регулированию параметров работы

Для центробежных механизмов расчеты ведутся по формулам (17-2) и (18-1) [1]

Для поршневых механизмов расчеты ведутся по формулам (17-1) [1]

Пример расчета и выбора электродвигателя для центробежного вентилятора

Вентилятор, установленный на открытом воздухе имеет следующие паспортные данные:

- тип вентилятора – центробежный;

- производительность (Q) = 150 м³/ч;

- давление (Р) = 11,2 кПа

- необходимую скорость вращения (n_в) = 960 об/мин

- коэффициент полезного действия (h_в) = 75 %

- вентилятор непосредственно соединен с двигателем

Необходимо выбрать электродвигатель для привода данного вентилятора.

РЕШЕНИЕ:

Вычисляем величину механической мощности, необходимой для вращения вентилятора:

Р_р.в = Q_в.*Р*10^-3 / h_в , кВт,

где Q_в. - производительность вентилятора, м³/с;

Р – давление воздуха, создаваемое вентилятором, Па;

h_в – коэффициент полезного действия вентилятора, доли единицы.

Р_р.в = 150*11200 / 3600*0,75*1000 = 0,622 кВт

Вводим коэффициент запаса для учета неподдающихся расчёту факторов при вычислении мощности, требуемой от привода.

Р_{р.в уточн.} = К_з*Р_в, кВт,

где К_з = коэффициент запаса;

Р_{р.в уточн} = 1,3*0,622 = 0,81 кВт

Выбираем электродвигатель для привода вентилятора:

Для привода центробежных механизмов с вентиляторным характером нагрузки на валу наиболее подходят асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором.

Величина расчетной мощности привода показывает, что это должен быть низковольтный электродвигатель.

Таким образом, выбираем серию электродвигателей 4А.

Поскольку двигатель должен быть установлен на улице, выбираем степень защиты его от воздействия окружающей среды IP44.

Скорость вращения электродвигателя должна соответствовать требованиям вентилятора.

Номинальная мощность электродвигателя должна соответствовать условию:

Р_н ³ Р_{р.в уточн}.

Выбираем: электродвигатель 4А80В6У3 (табл.2.1. [2])

Номинальная мощность двигателя - Р_н. = 1,1 кВт;

Синхронная скорость вращения = 1000 об/мин;

Номинальный коэффициент полезного действия = 74%

Номинальный коэффициент мощности = 0,74

Коэффициент загрузки = Р_{р.в уточн} /Р_н. = 0,81 / 1,1 = 0,73 = 73%

Номинальное скольжение = 8%

Пусковой коэффициент тока = 4

Время разгона на холостом ходу = 0,03с