Выбор электродвигателя к дымососу по условиям пуска

В качестве дымососа (ДС) на пылеугольных блоках мощностью 300 МВт широко используются рабочие машины типа ДОД-31,5 с каталожными данными по табл.П4.5.

Таблица П1.1. Каталожные данные дымососа ДОД-31,5

Q, тыс.м3/час	Н, кПа	nн, об/мин	J, кг·м2	h, о.е.
725/850	3,2/4,35	500/600		0,87

Определение расчетной мощности на валу ДС

Для двухскоростных двигателя и механизма расчёт ведётся на 2-ой скорости (при большей производительности). Переведем для удобства единицы измерения напора (см. табл.1):

4,35 кПа = 4350 Па = 4350/98066,5 кгс/см² = 0,04436 кгс/см² =
443,6 кгс/м².

Расчётная мощность дымососа определяется по выражению (1)

,(кВт) (П1.1)

где Q – расход рабочей машины, м³/час; Н – напор, кгс/м²; h_дс – КПД ДС, о.е.; h_пер. – КПД передачи в о.е., принимаемое равным 1,0 при отсутствии передачи (например специальной муфты или редуктора).

Определение номинальной мощности и типа АД для привода ДС

Номинальная мощность АД по выражению (3) равна

Р_ном = К × Р = 1,3 × 1180,3 = 1534, (кВт),

здесь К принят равным 1,3 – коэффициент запаса по условиям пуска.

Предварительно выбирается АД типа ДАЗО-1910-12/10

Р_ном=1600 кВт, n_н = 596 об/мин (по второй скорости).

Проверка выбранного АД по условиям пуска

Весь дальнейший расчет производится в относительных единицах, причем за 1 о.е. принимается номинальная мощность выбранного АД. В относительных единицах по отношению к этой мощности записывается также выражение для момента сопротивления механизма. Однако, поскольку мощность АД отлична от расчетной мощности Рмех, это обстоятельство [5] учитывается соответствующим коэффициентом приведения. Для нашего примера фактический коэффициент приведения равен

к_з = Р_мех./Р_{ном АД} = 1180,3/1600 = 0,74.

Для расчета времени пуска необходимо решить графо-аналитическим методом уравнение движения (11)

,

(при рассмотрении процесса пуска, когда s изменяется от 1 до s_ном ≈ 0, приращение ds < 0), найдя из него время пуска по выражению (12), а в более удобной форме для графо-аналитического метода решения - по формуле (23)

, (П1.2)

где T_J – механическая постоянная времени агрегата, состоящего из дымососа и двигателя, с; Ds_i – выбранный интервал скольжения, о.е.; m_{изб.ср.i} – средний избыточный момент в интервале Ds_i, о.е.

Для решения уравнения движения необходимо построение механических характеристик дымососа и асинхронного электродвигателя.

Механическая характеристика ДС

Это зависимость момента сопротивления механизма (в примере – это ДС) от скольжения . Для дымососа применимо выражение (18). Тогда m_с, о.е. равен

.(П1.3)

Начальный момент сопротивления принимается m_с.нач = 0,15 о.е.

Результаты расчёта m_с по формуле (П1.3) для разных значений скольжения s занесены в табл.П1.2.

 

Таблица П1.2. Момент сопротивления механизма при различных значениях s

mс, о.е.	0,111	0,117	0,136	0,168	0,212	0,268	0,337
s, о.е.		0,9	0,8	0,7	0,6	0,5	0,4

Продолжение таблицы П1.2.

mс, о.е.	0,419	0,514	0,62	0,7	0,732	0,74
s, о.е.	0,3	0,2	0,1	0,032	0,0066

 

Характеристика момента сопротивления, построенная по точкам таблицы, представлена на рис.П1.1.

Механическая характеристика асинхронного двигателя
типа ДАЗО-1910-12/10 (по 2ой скорости)

Для построения необходимы каталожные данные электродвигателя, приведенные по данным [17] в таблице П1.2.

Таблица П1.3. Паспортные данные АД ДАЗО-1910-12/10

Рн, кВт	Uн, кВ	nн, об/мин	sн, %	hн, %	cos jн о.е.	Кi, о.е.	mп, о.е.	mмакс (bном),о.е.	J, кг·м2
			0,66		0,82	5,3	0,85	2,5

 

Для построения механической характеристики АД используется упрощенная формула (14)

(П1.4)

для которой находится критическое скольжение

,(о.е)

через номинальное скольжение

, (о.е.).

Расчёты по формуле (П1.4) для всего диапазона изменения скольжения при пуске сведены в табл.П1.4.

Таблица П1.4. Момент АД по упрощенной формуле

m, о.е.	0,16	0,178	0,20	0,228	0,266	0,319
s, о.е.		0,9	0,8	0,7	0,6	0,5

Продолжение таблицы П1.4.

m, о.е.	0,397	0,527	0,78	1,45	2,5		-
s, о.е.	0,4	0,3	0,2	0,1	0,032	0,0066

Далее необходимо найти m_изб. Для удобства построения и вычисления значений m_изб по формуле (П1.4) определяется значение m_с для s = s_н и s = s_кр (m_c = 0,7 при s_кр = 0,032; m_c = 0,732 при s_ном = 0,0066). Дополнительные значения m_c также вносятся в табл.П1.2.

Формула (П1.4) дает точные значения момента m для АД, применяемых в системе СН, только в области скольжений 0£s£s_кр . Поэтому в области скольжений s_кр£s£1 кривая момента АД должна быть скорректирована. Корректировка зависимости проводится упрощенно, с учётом рекомендаций п.2.4.1:

при s = 1 (двигатель стоит) – берётся пусковой момент (см. паспортные данные АД) m_п = 0,85;

при s = 0,5 m = 1,1∙m_п = 1,1∙0,85=0,935;

при s = s_кр m = m_макс = в_ном = 2,5.

По этим трём точкам и корректируется кривая , путем соединения точек плавной линией. В результате имеем уточненную зависимость момента электродвигателя. По кривой уточненной зависимости снимаются точки значений функции при разных скольжениях и заносятся в табл.П1.5.

Таблица П1.5. Уточненная кривая момента электродвигателя после корректировки

m, о.е.	0,85	0,86	0,87	0,88	0,9	0,935
s, о.е.		0,9	0,8	0,7	0,6	0,5

Продолжение таблицы П1.5.

m, о.е.	1,04	1,2	1,48	1,94	2,5		-
s, о.е.	0,4	0,3	0,2	0,1	0,032	0,0066

Уточненная характеристика момента двигателя представлена на том же рис.П1.1.

Рис.П1.1. Характеристика момента сопротивления механизма m_c=f(s)
и момента двигателя m_дв=f(s)

По данным табл.П1.2 и табл.П1.5 определяются значения избыточного момента для каждого значения скольжения m_изб = f(s), как

m_избi = m_i - m_ci, . Результаты вносятся в табл.П1.6.

Таблица П1.6. Зависимость избыточного момента от скольжения

mизб, о.е.	0,739	0,743	0,734	0,712	0,688	0,667
s, о.е.		0,9	0,8	0,7	0,6	0,5

Продолжение таблицы П1.6.

mизб, о.е.	0,703	0,781	0,966	1,32	1,8	0,268
s, о.е.	0,4	0,3	0,2	0,1	0,032	0,0066

 

При номинальном скольжении s_н = 0,0066 принимаем m_изб = 0 (рабочая точка), невзирая на то, что графически возможно получится значение ≠ 0. Зависимость m_изб = f(s) наносится на рис.П1.2.

Определение времени пуска агрегата ДС-АД при номинальном
напряжении на зажимах АД

Время пуска определяется с использованием табл.П1.6 по ранее полученному из уравнения движения выражению (П1.2). Механическая постоянная времени T_J определяется по одной из формул (9), (10)

или , (с)

где GD² = 4·J_агр = 4∙(J_дв + J_р.м.) = 4∙(2125+5000) = 28500 (кг·м²).

 

Принимаем значение T_J = 17,5 с. Интервалы Ds выбираются между соседними значениями s_i по табл.П1.6. Заметим, что все интервалы |Ds₁|.. |Ds₉| одинаковы и равны 0,1, а два интервала отличаются:
|Ds₁₀| = 0,1 – 0,032 = 0,068; |Ds₁₁| = 0,032 – 0,0066 = 0,0254. Средние значения m_{изб.ср.i} определяются как полусуммы значений m_изб на границах интервала Ds_i. Результаты расчетов сведены в табл.П1.7.

 

Таблица П1.7. Средние значения избыточного момента на интервалах Ds_i

|Dsi |	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1
mизбср i	0,741	0,738	0,723	0,7	0,677

Продолжение таблицы П1.7.

|Dsi |	0,1	0,1	0,1	0,1	0,068	0,0254
mизбср i	0,685	0,742	0,873	1,143	1,56	1,034

Тогда с использованием данных табл.П1.7 по формуле (23), или что то же (П1.2) находится время пуска:

t_п = 17,5∙(0,1/0,741+0,1/0,738+0,1/0,723+0,1/0,7+0,1/0,677+0,1/0,685+

+0,1/0,742+0,1/0,873+0,1/1,143+0,068/1,56+0,0254/1,034) = 21,88 (с).

Определение нагрева обмотки АД за время пуска

Превышение температуры обмотки статора над температурой окружающей среды в конце одного пуска двигателя из холодного состояния в ^оС определится по выражению (25)

ºС, (П1.5)

здесь K_u = U/U_н = 1 (номинальное напряжение);K_i = 5,3 – кратность пускового тока – каталожный параметр ЭД; j = 3,5 А/мм² – среднее значение плотности тока для двигателей серии ДАЗО; t^’_п = t_п, т.к. напряжение номинальное.

Согласно данным табл.3 значение перегрева 34,22 ºС допустимо для изоляции всех классов нагревостойкости (J_{доп.мин} = 60^оС – кл.А).

ГОСТ разрешает для АД проводить два пуска подряд из холодного состояния при номинальном напряжении. Эту возможность необходимо проверить для выбранного для дымососа электродвигателя. В конце двух пусков, проведенных подряд, превышение температуры определится по выражению (26)

ºС,

где К_п = 0,58 – коэффициент, учитывающий два пуска подряд, согласно [3]. Видим, что также допустимо использование любой изоляции, тем более, что для электродвигателя ДАЗО-1910-12/10 используется, как минимум, изоляция класса В.

Итак, двигатель ДАЗО-1910-12/10 удовлетворяет условиям пуска на 2-ой скорости при номинальном напряжении на его зажимах. Условия пуска на 1-ой скорости, как правило, легче.

Двигатели рабочих машин, участвующих в самозапуске, должны быть проверены по условиям пуска при пониженном напряжении: U £ 0,8·U_н, то есть при К_u = 0,8. Значения вращающего момента АД пропорциональны квадрату напряжения, т.е.

m¢ = (для каждой точки табл.П1.5).

 

В табл.П1.8 сведены значения m¢ = f(s), полученные умножением значений m из табл.П1.5 на коэффициент K_u² = 0,64.

Таблица П1.8. Значения момента электродвигателя при пониженном напряжении

m¢, о.е.	0,544	0,55	0,557	0,563	0,576	0,598
s, о.е.		0,9	0,8	0,7	0,6	0,5

Продолжение таблицы П1.8.

m¢, о.е.	0,666	0,768	0,947	1,24	1,6	0,64
s, о.е.	0,4	0,3	0,2	0,1	0,032	0,0066

 

Избыточные моменты в зависимости от скольжения также примут другие значения (разность значений табл.П1.8 и табл.П1.2). Помещаем их в табл.П1.9.

Таблица П1.9. Значения избыточных моментов при напряжении 0,8∙Uн

mизб¢	0,433	0,433	0,421	0,395	0,364
s		0,9	0,8	0,7	0,6

Продолжение таблицы П1.9.

mизб¢	0,33	0,329	0,349	0,433	0,62	0,9	-0,092
s	0,5	0,4	0,3	0,2	0,1	0,032	0,0066

 

При s_н = 0,0066 аналогично предыдущему случаю принимаем
m_изб¢ = 0 (рабочая точка). Зависимость m_изб¢ = f(s) при напряжении
U = 0,8∙U_н также приводим на рис.П1.2.

Рис.П1.2. Характеристика избыточного момента m^´_изб = f(s)

при U = 1,0·U_н и при U = 0,8∙U_н

Как в предыдущем случае задаёмся теми же интервалами Ds_i и определяем средние значения избыточных моментов в интервале Ds_i. Результаты расчётов сводим в табл.П1.10.

Таблица П1.10. Средние значения избыточных моментов при напряжении 0,8∙Uн

|Ds|	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1
mизб.ср¢	0,435	0,429	0,408	0,379	0,347

Продолжение таблицы П1.10.

|Ds|	0,1	0,1	0,1	0,1	0,068	0,0254
mизб.ср¢	0,329	0,339	0,391	0,526	0,76	0,404

Время пуска агрегата t_п¢ при напряжении U= 0,8∙Uн определяется по выражению (23)

t¢_п = 17,5(0,1/0,435+0,1/0,429+0,1/0,408+0,1/0,379+0,1/0,347+0,1/0,329+

+0,1/0,339+0,1/0,391+0,1/0,526+0,068/0,76+ 0,0254/0,404) = 37,3 с.

Превышение температуры обмотки над температурой охлаждающей среды в конце одного пуска на пониженном напряжении

ºС.

Полученное превышение температуры меньше допустимого для изоляции всех классов нагревостойкости. Следовательно, выбранный для привода дымососа ДОД-31,5 асинхронный электродвигатель типа ДАЗО-1910-12/10 удовлетворяет всем нормируемым эксплуатацией условиям пуска.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: