Расчет и выбор электроприводов вагонных механизмов

Для правильного проектирования электропривода необходимо знать конструкцию механизма, технологический процесс и возможные источники электрической энергии.

Выбор типа электродвигателя заключается в выборе его конструктивного исполнения при определенных энергетических и экономических показателях.

13.2.1. Конструктивное исполнение электродвигателя определяется:

- способом сопряжения с механизмом (горизонтальное, вертикальное);

- способом защиты от действия окружающей среды (открытые, защищенные, закрытые, взрывобезопасные и герметичные);

- способом вентиляции (естественная, самовентиляция или принудительная).

13.2.2. Энергетическими показателями, влияющими на выбор электродвигателя, можно считать:

- нагрузку, характеризуемую во времени величиной момента (мощности) на валу или тока потребляемого из питающей сети [M=f₁(t), P=f₂(t) и I=f₃(t)], учет которой позволяет определить режим работы (длительный, кратковременный или повторно-кратковременный) и рациональнее использовать выбранный двигатель;

 

- вид механической характеристики электродвигателя и производственного механизма [n=f(M) или М=f(n)];

 

-диапазон, плавность и стабильность регулирования частоты вращения;

 

- динамические свойства.

 

13.2.3. Экономическими показателями, влияющими на выбор электродвигателя, являются:

- коэффициент полезного действия и коэффициент мощности (для машин переменного тока);

- стоимость, габариты и масса;

- надежность в эксплуатации, которая обусловлена безотказностью, долговечностью и ремонтопригодностью.

 

Поэтому перед выбором электродвигателя по справочнику или каталогу необходимо определить:

1) нагрузку,

2) режим работы,

3) частоту вращения,

4) род тока и напряжение,

5) схему соединения обмоток,

6) условия среды,

7) способ сочленения с производственным механизмом.

 

13.2.4. Нагрузку на валу электродвигателя можно определить по выражениям:

а) вентилятор:

 

Р_в = К ₃· N_пас· [Q]_расч · H / 1000 · ŋ_в · k_рец кВт,

где Кз – коэффициент запаса (1,1…1,3);

N_пас- количество пассажиров в вагоне;

[Q]_расч– производительность вентилятора, м³/c (составляет от 4·10^-7 до 7·10^-7 м³/с для

зимнего и летнего периода перевозок, соответственно);

H – аэродинамическое сопротивление воздуховодов вентиляции (суммарный напор

или разность давлений на входе и выходе воздуховода), Па (составляет:

350…400 Па для воздуховода вагона, 200 Па – калорифера основного отопления,

100 Па – электрического калорифера отопления вагонов с кондиционированием

в межсезонье и от 135 до 200 охладителя кондиционера УКВ;

k_рец – коэффициент рециркуляции воздуха в помещениях вагона (составляет от 0,25 до

0,4);

η_в – кпд вентилятора (от 0,4 до 0,6).

 

б) центробежный водяной насос:

 

Р_н = К₃ · Q · H / 1000 · η_н кВт,

 

где Кз – коэффициент запаса (1,1…1,3);

Q – производительность насоса, м³/c (для системы водяного топления вагона –

0,001…003);

Н - гидравлическое сопротивление трубопроводов отопления (высота напора, равная

разности высот всасывания и нагнетания), Па (для системы водяного отопления

вагона можно принять 25 кПа, а для водяного калорифера обогрева наружного

воздуха – 20 кПа);

η_н– кпд насоса (составляет: от 0,7 до 0,98 для поршневых насосов; от 0,6 до 0,75 для

центробежных насосов при напоре свыше 40 м и от 0,3до 0,6 для центробежных

насосов при напоре менее 40 м).

 

в) компрессор холодильной установки:

 

Р_к = К_з · К_р · К_п · ΔР_охл / 1000 · η_к кВт,

 

где Кз – коэффициент запаса (1,1…1,3);

К_р - коэффициент режима работы, который учитывает прерывистый характер работы

компрессора (составляет от 0,4 до 0,6);

К_п – коэффициент, учитывающий выделение тепла работающим оборудованием и

инфильтрацию воздуха из помещений вагона (можно принять от 1,15 до 1,25);

ΔР_охл- мощность энергии теплового потока воздуха, которая должна быть затрачена

холодильной установкой УКВ на охлаждение, Вт);

η_к - кпд компрессора (составляет от 0,6 до 0,85).

 

Мощность энергии теплового потока воздухаΔР_охл можно определить по выражению:

 

 

ΔР_охл = 1,2 · F_пв · К_т · Ө_р + 0,08N_пас , кВт

 

где F_пв – общая поверхность ограждения вагона (составляет от 250 до 350 м²);

К_т - приведённый коэффициент теплопередачи ограждения вагона (составляет от 1,1

до 2,0);

Ө_р - расчетный перегрев (разность расчетных значений температуры наружного

воздуха и температуры воздуха внутри вагона, которые можно принять в

пределах от 40 до 50ºC и от 24 до 28ºC, соответственно);

N_пас- количество пассажиров в вагоне.

 

г) вентилятора охладителя конденсатора холодильной установки:

Р_в = К_з · Q · H / 1000 · ŋ_в, кВт

 

где К_з - коэффициент запаса (1,1…1,3);

Q – производительность вентилятора, м³/c (составляет от 3,0 до 4,5);

H – аэродинамическое сопротивление конденсатора холодильной установки, Па

(составляет от 150 до 350);

η_в – кпд вентилятора (от 0,6 до 0,8).

 

13.2.5. Расчетное значение мощности, для выбора электродвигателя по каталогу, определяется нагрузкой на валу и режимом работы:

а) длительный режим

Р_д.расч ≥ Р,

где Р – мощность нагрузки на валу:

б) кратковременный режим

Р_д.расч ≥ Р/λ,

где λ = М_макс./М_ном. - коэффициент перегрузочной способности (для двигателя

постоянного тока λ=2…2,5; для асинхронного двигателя с короткозамкнутым

ротором (к.з) λ=1,5…1,7; для кранового асинхронного двигателя с к.з. ротором

λ=2,5…2,7; для синхронного двигателя λ=2,5…3,0).

 

в) повторно-кратковременный режим

 

Р_д.расч ≥ Р· ПВ% / 100,

где ПВ% = Т_вкл/(Т_вкл + Т_п) – относительная продолжительность включения (Т_вкл - время

включенного состояния; Т_п – продолжительность паузы между включениями;

(Т_вкл + Т_п) ≤ 10мин.; по ГОСТ: ПВ% указывается на щитке (паспорте) машины и

может составлять значения: 15%, 25; 40%; 60%; двигатель, предназначенный для

работы в длительном режиме, имеет ПВ% = 100%, но на щитке машины

указывается режим - «длительный»).

---

Дата добавления: 2015-12-20; просмотров: 13; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

---

Мы поможем в написании ваших работ!