Расчет мощности и выбор электросилового оборудования

При выборе силового электрооборудования (электродвигателей, электропечей, сварочных аппаратов, гальванических ванн, трансформаторов, выпрямителей и пр.) следует предусматривать применение его новых модифи­каций, освоенных или планируемых к выпуску электропромышленностью, сравнив несколько вариантов их применения и выбрав экономически целесооб­разный по минимуму приведенных затрат. Применяемое электрооборудо­вание должно обеспечивать возможность выполнения электромонтажных ра­бот на проектируемом объекте индустриальными методами, проведения подготовительных работе мастерских электромонтажных заготовок (МЭЗ), а также механизацию работ на объекте.

Для выбора конструкции, вида исполнения и способа установки проектируемого оборудования исходными данными должны служить номинальное напряжение питающей сети и условия окружающей среды. Мощность электрооборудования должна выбираться такой, чтобы исключить недопустимый его на­грев в нормальных условиях эксплуатации.

Выбранный электродвигатель должен отвечать следующим требованиям:

а) механические характеристики двигателя должны соответствовать

характеристикам рабочего механизма;

б) мощность электродвигателя должна максимально использоваться в

процессе работы;

в) исполнение электродвигателя должно отвечать условиям окружающей среды;

г) характеристики электродвигателя должны соответствовать параметрам питающей сети.

Кроме того, необходимо знать следующие исходные данные механизма, для которого предназначен электродвигатель: наименование и тип; максимальную мощность на приводном валу механизма, если режим работы продолжительный и нагрузка постоянна, а в остальных случаях — графики измене­ния тока, мощности или моментов сопротивления в функции времени; часто­ту вращения приводного вала механизма; способ сочленения механизма с валом электродвигателя (при наличии передачи указывается род передачи и передаточное число); значение момента сопротивления при пуске; пределы регулирования частоты вращения приводимого механизма; характер и каче­ство необходимой регулировки частоты вращения (плавное или ступенчатое регулирование частоты); частоту пусков или включений привода в течение 1 ч; характеристику окружающей среды.

При наличии всех данных производится выбор типа электропривода, причем прежде всего рассматривается возможность применения асинхронного привода. Асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором просты в эксплуатации, дешевы, выпускаются электропромышленностью в широком ассортименте. Их следует применять в тех случаях, когда использование синхронного электродвигателя экономически нецелесообразно. Если необходимо регулирование частоты вращения и по пусковым условиям не проходит асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором (имеющий большой пусковой ток), применяют асинхронный с фазным ротором.

Синхронные электродвигатели рекомендуется использовать для механиз­мов с длительным режимом работы и не требующих регулирования частоты вращения при мощности более 100 кВт, так как они имеют более высокий коэффициент полезного действия (КПД), возможность повышать cosi£ систе­мы электроснабжения и, кроме того, у них меньшие эксплуатационные рас­ходы по сравнению с асинхронными. Электродвигатели постоянного тока применяют в том случае, если нужно плавно регулировать частоту вращения в больших пределах.

При выборе типа электродвигателя необходимо учитывать его экономические показатели: стоимость и затраты на монтаж двигателя с аппаратурой управления, источниками питания и преобразователями, а также его КПД. Габариты, масса электродвигателя и эксплуатационные требования к нему также принимаются во внимание. После технико-экономического сравнения нескольких типов электродвигателей выбирается наиболее экономичный вариант.

При наличии всех данных определяется требуемая мощность электродвигателя и наконец производится выбор его по каталогу с учетом указанных выше требований. Результаты расчетов и паспортные данные выбранного электросилового оборудования оформляются в виде таблицы 3.1.

Таблица 3.1 Технические характеристики силового электрооборудования

где: P_ном – номинальная мощность, кВт;

U_ном – номинальное напряжение, В;

I_ном – номинальный ток, А;

n – частота вращения, об/мин;

cosφ – коэффициент мощности;

η – коэффициент полезного действия,%.