Выбор кабеля для электропитания двигателя

Содержание

Введение

1. Выбор электродвигателя…………………………………………………………..3

2. Выбор кабеля для электропитания двигателя……………………………………4

3. Выбор аппаратуры управления и защиты электродвигателя от перегрузки…...5

4. Выбор защиты от короткого замыкания………………………………………….5

5. Построение принципиальной электрической схемы…………………………….6

Заключение……………………………………………………………………………7

 

Введение

Правильность подбора электродвигателя, учитывающая специфику приводного механизма, условия работы и окружающей среды определяет длительность безаварийной работы и надежность системы двигатель-нагрузка.

Широкое применение асинхронных двигателей обусловлено простотой их конструкции, обслуживания и эксплуатации, высокой надежностью и относительно низкой стоимостью. Недостатками таких двигателей являются большой пусковой ток, малый пусковой момент, чувствительность к изменениям параметров сети, а для плавного регулирования скорости необходим преобразователь частоты. Также асинхронные двигатели потребляют реактивную мощность из сети. Предел применения асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором определяется мощностью системы электроснабжения конкретного предприятия, так как большие пусковые токи при малой мощности системы создают большие понижения напряжения.

Использование асинхронных двигателей с фазным ротором помогает снизить пусковой ток и существенно увеличить пусковой момент благодаря введению в цепь ротора пусковых реостатов. Однако, ввиду усложнения их конструкции, и как следствие, увеличения стоимости, их применение ограничено.

После того, как определен тип электродвигателя, полностью учитывающий специфику рабочего механизма и условия работы, необходимо определиться с рабочими параметрами двигателя: мощностью, номинальным и пусковым моментами, номинальными напряжением и током, режимом работы, коэффициентом мощности, классом энергоэффективности.

В данной работе обосновывается выбор электродвигателя из условий функционирования и выбор аппаратуры управления и защиты.

Исходные данные для выполнения работы приведены в таблице 1.

 

Таблица 1

Вар.	Активная мощность нагрузки, кВт	Интервалы времени в цикле, с	Длина кабеля L, м, условия прокладки
P1	P1	P1	P1	P1	t1	t1	t1	t1	t1
	2,2	1,6	2,4	3,5	1,8						200; зем.

 

Выбор электродвигателя

1.1 Построение графика нагрузочной характеристики (рис. 1)

Рис. 1. Диаграмма изменения мощности нагрузки

 

 

1.2 Расчет эквивалентной мощности. Определяем режим работы электродвигателя. Так как за цикл работы двигателя мощность нагрузки не снижается до 0, то режим работы продолжительный, то есть двигатель работает непрерывно.

Находим длительность цикла

Это означает, что каждые 57 секунд изменения мощности нагрузки Р повторяются. Находим эквивалентную мощность

Это означает, что за цикл работы Т_Ц потери энергии и температура нагрева изоляции электродвигателя, работающего с неизменной мощностью Р=2,39 кВт, будут такими же, как и при переменной мощности нагрузки.

Используем список литературы для получения справочных данных и выбора двигателя. Выбираем асинхронный электродвигатель из условия, что :

Р_Н=3 кВт > P_экв=2,39 кВт.

Выбираем типоразмер 4A100S.

1.3 Проверка на перегрузочную способность. Определяем максимальную мощность:

Определяем максимальную мощность нагрузки из нагрузочной характеристики (рис. 1):

Двигатель может работать с перегрузкой при условии, что

Р_max=6 кВт > P_{max нагр}=3,5 кВт.

Окончательно выбираем асинхронный двигатель 4A100S со следующими характеристиками:

Рн=3кВт

КПД=82%

К_пуск=6,5

Выбор кабеля для электропитания двигателя

1. Расчет сечения и выбор марки кабеля. Сечение провода трехжильного кабеля выберем из условия нагрева при протекании по нему электрического тока. Рассчитаем номинальный ток провода при работе электродвигателя в номинальных условиях:

где Р_Н –номинальная мощность электродвигателя, кВт;

U_НЛ – номинальное линейное напряжение электрической сети, В;

η_Н – номинальное значение КПД, относительные единицы.

Из справочных материалов для кабеля, проложенного в воздушной среде, выбираем ближайшее большее значение допустимого тока I_доп=19 А и соответствующее ему сечение S=2,5 мм².

2. Проверка выбранного сечения на допустимую величину потери напряжения. Проверяем условие

где ΔU_П – фактическая потеря напряжения в проводе от источника до электродвигателя;

ΔU_ПД – допустимое отклонение напряжения на зажимах электродвигателя.

Здесь допустимое отклонение

ΔU_ПД = 0,05U_H = 0,05 380 = 19 В.

Найдем фактическую потерю напряжения в кабеле:

где I_H – номинальный ток электродвигателя, А;

L – длина кабеля, м;

- удельное сопротивление алюминия, Ом мм²/м;

S – сечение фазного провода кабеля, мм².

Итак, кабель удовлетворяет этому условию

Выбираем кабель АВВГ 3×2,5 с поливинилхлоридной изоляцией, с тремя алюминиевыми жилами.