Выбор двигателя для электропривода заслонки трубопровода

Пример. Требуется выбрать трехфазный асинхронный двигатель для электропривода заслонки трубопровода.
Частота вращения n2 = 930 ± 20 об/мин.
Режим работы кратковременный tp = 15 мин.
Статический момент сопротивления на валу двигателя реактивный Mc = 60 Н•м.
Способ монтажа IM1001.
Двигатель должен быть закрытого исполнения.
Климатические условия и место размещения УЗ.
Нагрузочная диаграмма кратковременного режима работы и график для определения коэффициента механической перегрузки:
Нагрузочная диаграмма кратковременного режима работы и график для определения коэффициента механической перегрузки
Решение.

Асинхронный двигатель — это

Определяем требуемую мощность двигателя по формуле:
P_{kp}=0,105*10^{-3}*M_c*n_2=0,105*10^{-3}*60*930=5,86 кВт.

Выбираем двигатель серии 4А (основное исполнение), степень защиты IP44; постоянная нагревания Тн = 30 мин, относительное значение времени рабочего цикла
t*=t_p/T_{H}=15/30=0,5.

По графику определяем коэффициент механической перегрузки pМ — 2,2.

Вычисляем мощность двигателя продолжительного режима, используемого в кратковременном режиме, по формуле:
P{prime}_{HOM.kp}={P_{kp}}/{p_{M}},
где P_{kp} — мощность кратковременного режима;
p_{M} — коэффициент механической перегрузки.
Тогда
P{prime}_{HOM.kp}={P_{kp}}/{p_{M}}={5,86}/{2,2}=2,66 кВт.

По каталогу двигателей серии 4А (основное исполнение) принимаем двигатель типа 4А112МВ6УЗ номинальной мощностью Pном = 3,0 кВт, номинальным скольжением 5,5 %, перегрузочной способностью 2,2; кратность пускового момента 2.

Учитывая перегрузку двигателя, определяем частоту вращения при кратковременной нагрузке Pкр = 5,86 кВт
n{prime}_{HOM}=n_1-P_{kp}*{{{n_1-n_{HOM}}/{P_{HOM}}}}=1000-5,86*{{1000-945}/3}=893 об/мин,
где n_{HOM} — частота вращения двигателя в продолжительном номинальном режиме: n_{HOM}=1000*(1-0,055)=945 об/мин.

Рассчитаем момент на валу двигателя, соответствующий кратковременной нагрузке Pкр = 5,86 кВт и частоте вращения nкр = 893 об/мин:
M_{kp}=9,55*10^{3}*{{5,86}/893}=62,34 Н•м,
т.е. момент на валу двигателя при кратковременной нагрузке Pкр = 5,86 кВт превышает заданное значение статического нагрузочного момента, Mкр > Mc → 62,34 > 60.

Вычисляем номинальный вращающий момент двигателя в продолжительном режиме:
M_{HOM}=9,55*10^{3}*{{P_{HOM}}/{n_{HOM}}}=9,55*10^{3}*{{3}/{945}}=30,3 Н•м.

Определяем максимальный момент двигателя:
M_{Makc}=30,3*2,2=66,7 Н•м.

Находим действительную перегрузочную способность двигателя:
{M_{Makc}}/{M_c}={66,7}/65=1,03.

При возможном уменьшении напряжения сети на 5 % перегрузочная способность составит 1,03 • 0,952² = 0,93.

Вычисляем пусковой момент двигателя: Mп = 30,3 • 2 = 60,6 Н•м, что превышает статический момент Mс = 60 Н•м. Значит, выбранный двигатель удовлетворяет требованиям электропривода по пусковому моменту и перегрузочной способности.

Выполняем проверку двигателя по минимальному моменту: для выбранного двигателя кратность минимального момента {M_{min}}/{M_{HOM}}=1,6, значит, M_{min}=1,6*M_{HOM}=1,6*30,3=48,48 Н•м, а это меньше статистического момента нагрузки Mс = 60 Н•м.

Двигатель мощностью 3 кВт не прошел проверку по минимальному моменту, выбираем двигатель типа 4А112МВ6УЗ номинальной мощностью Pном = 4,0 кВт, номинальным скольжением 5,1 %, перегрузочной способностью 2,2; кратность пускового момента 2.

Частота вращения при кратковременной нагрузке Pкр = 5,86 кВт:
n{prime}_{HOM}=n_1-P_{kp}*{{{n_1-n_{HOM}}/{P_{HOM}}}}=1000-5,86*{{1000-949}/4}=925 об/мин,
где n_{HOM} — частота вращения двигателя в продолжительном номинальном режиме: n_{HOM}=1000*(1-0,051)=949 об/мин.

Момент на валу двигателя, соответствующий кратковременной нагрузке Pкр = 5,86 кВт и частоте вращения nкр = 925 об/мин:
M_{kp}=9,55*10^{3}*{{5,86}/925}=60,5 Н•м,
т.е. момент на валу двигателя при кратковременной нагрузке Pкр = 5,86 кВт превышает заданное значение статического нагрузочного момента, Mкр > Mc → 60,5 > 60.

Номинальный вращающий момент двигателя в продолжительном режиме:
M_{HOM}=9,55*10^{3}*{{P_{HOM}}/{n_{HOM}}}=9,55*10^{3}*{{4}/{925}}=41,3 Н•м.

Максимальный момент двигателя:
M_{Makc}=41,3*2,2=90,86 Н•м.

Находим действительную перегрузочную способность двигателя:
{M_{Makc}}/{M_c}={90,86}/60=1,514.

При возможном уменьшении напряжения сети на 5 % перегрузочная способность составит 1,514 • 0,952² = 1,37.

Пусковой момент двигателя: Mп = 41,3 • 2 = 82,6 Н•м, что превышает статический момент Mс = 60 Н•м. Значит, выбранный двигатель удовлетворяет требованиям электропривода по пусковому моменту и перегрузочной способности.

Проверяем двигатель по минимальному моменту: для выбранного двигателя кратность минимального момента {M_{min}}/{M_{HOM}}=1,6, значит, M_{min}=1,6*M_{HOM}=1,6*41,3=66,08 Н•м, что превышает статистический момент нагрузки Mс = 60 Н•м.

Окончательно выбираем электродвигатель типа 4А112МВ6УЗ номинальной мощностью Pном = 4,0 кВт.

    Подобные расчеты
  • Расчет мощности электродвигателя вентилятора
  • Расчет мощности двигателя насоса
  • Расчет мощности двигателя центробежного водяного насоса
  • Расчет мощности двигателя транспортера
  • Расчет мощности двигателя для пилорамы
  • Определение мощности двигателя круглопильного станка
  • Выбор электродвигателя токарного станка