Rzeszów, 2012-01-24

POLITECHNIKA RZESZOWSKA

Im. Ignacego Łukasiewicza

Wydział Elektrotechniki i Informatyki

Projekt z Napędu Elektrycznego

Kubik Michał

3-EE-DI, P 02

Zadanie nr 30

Dobrać silnik, zabezpieczenia dla przebiegu momentu podanego na rysunku.
Dane: T1=50Nm, T2=70Nm, T3=40Nm, t1=40s, t2=30s, t3=25s, t4=35s, Ω1=1450obr/min, Ω2=1000obr/min. Przyjąć, że po czasie t4 występuje długa przerwa w pracy silnika.

1. Obliczenia:

1. Moc dla poszczególnych momentów:

P1=T1* Ω1/9,55=7,6kW

P2=T2* Ω1/9,55= 10,6kW

P3=T3* Ω2/9,55= 4,2kW

2. Moc zastępcza:

3. Moc silnika przy pracy dorywczej S2-10min:

4. Prędkość znamionowa:

n_N=1450obr/min

5. Przeciążalność silnika:

T_MAX/T_N=70/40

λ_N>1,75

2. Parametry dobranego silnika:

Producent: ZELTECH

Rodzaj silnika: Silnik 3f indukcyjny 4-biegunowy

Typ: Sg 132M-4

P_N: 7,5kW 10,2KM

n_N: 1450obr/min

I_N(przy 400V): 14,6A

η_N: 87%

Cos ϕ: 0,85

I_R/I_N: 6,7

T_R/T_N: 2,4

T_MAX/T_N: 3,1

Masa: 73 kg

Stopień ochrony: IP 55

Klasa izolacji: F

Rodzaj pracy: praca dorywcza S2-10min

3. Parametry zabezpieczeń:

1. Przekaźnik kontroli faz PKF-333ZSE

- dwa kanały podnapięciowe

- zakres napięć znamionowych: 3 x (50...250)V

- kontroli asymetrii fazowej napięć zasilających

- pomiar napięcia w rzeczywistych wartościach True RMS

- nastawialne parametry:

napięcie odpadania U_O,

napięcie powrotu U_P,

czas odpadania T_O,

czas powrotu T_P,

odchyłka kąta fazowego,

- wykrywanie kolejności faz

- dwa niezależne wyjścia przekaźnikowe: styki przełączalne

- pobudzenie przekaźników sygnalizowane diodami LED

- wymiary 54 x 90 x 58mm

2. Zabezpieczenie:

Wyłącznik silnikowy magneto-termiczny Rockwell Automation 140M-I
- zakres prądowy 10…50 A

- zabezpieczenie zwarciowe i przeciążeniowe

- klasa wyzwalania 5…20

3. Regulacja Prędkości:

Falownik: HYUNDAI N700 High Performance Vector

Zastosowanie: 3f; 400V; 5,5-132kW;

4. Sprawdzenie:

Źródła silników i zabezpieczeń:

http://www.Elektromontex.com

http://www.Zeltech.pl

http://www.racontrols.pl

Zadanie nr 34

Wyznaczyć przebieg prędkości w funkcji czasu podczas rozruchu w układzie gwiazda/trójkąt silnika asynchronicznego o danych: P=10kW, n=1440obr/min, s_K=0,23. Przyjąć liniową charakterystykę silnika (na obu stopniach) wyznaczoną prostymi przechodzącymi przez punkty: s=1 i s=s_K (T=T_K=const) oraz s=0 i s=s_K. Pozostałe dane J_spr=0,1kgm², T(n)=2+0,041*n, gdzie prędkość n wyrażona w [obr/min]. Przełączenie z gwiazdy na trójkąt następuje po czasie 0,5s.

1. Obliczenia:

1. Poślizg znamionowy i krytyczny:

s_K=0,023

s_N=n₀-n/n₀=0,04

2. Moment znamionowy i krytyczny silnika:

T_N=(30*P_N)/(π*n_N)=66,3Nm

T_K=T_N*(s_N/s_K+ s_K/s_N)/2=196,4Nm

3. Moment obciążenia:

Moment obciążenia jest podany w funkcji prędkości, będzie on wyrażony funkcją liniową:

4. By obliczyć czas rozruchu, niezbędne jest narysowanie charakterystyki mechanicznej silnika, wraz z obciążeniem. By narysować tą charakterystykę trzeba policzyć pozostałe wartości momentów dla odpowiadających im prędkościom. Obliczamy je korzystając z wzoru Klossa. Obliczmy również moment dynamiczny Md, by móc wyznaczyć długość przedziałów czasowych podczas rozruchu silnika.

s	1	0,9	0,8	0,7	0,6	0,5	0,4	0,3	0,23	0,2	0,1	0,04	0
n	0	150	300	450	600	750	900	1050	1155	1200	1350	1440	1500
Mm	2,00	8,15	14,30	20,45	26,60	32,75	38,90	45,05	49,36	51,20	57,35	61,04	63,50
MΔ	85,80	94,23	104,31	116,49	131,28	149,13	169,74	189,67	196,40	194,50	143,63	66,31	0,00
MY	28,60	31,41	34,77	38,83	43,76	49,71	56,58	63,22	65,47	64,83	47,88	22,10	0,00

By móc obliczyć czas kolejnych przedziałów podczas rozruchu, musimy zaaproksymować charakterytykę mechaniczną i narysowac ją w postaci liniowej.

5. Korzytając z zależności
   obliczamy długość przedziałów czasu w jakich obdywa się rozruch. Potrzebujemy przeliczyć prędkość liniową silnika na kątową. Z racji, że przełączenie z gwiazdy na trójkąt obdywa się po 0,5 s, należy skorygować ewentualne błędy.

n	0	150	300	450	600	750	900	1050	1155	1200	1350	1440	1500
ω	0	15,71	31,42	47,12	62,83	78,54	94,25	109,96	120,95	125,66	141,37	150,80	157,08
Δti	-	0,63	0,72	0,81	0,88	0,92	0,91	0,26	0,08	0,03	0,14	0,33	∞
Md	26,60	23,26	20,47	18,38	17,16	16,96	17,68	144,62	147,05	143,30	86,28	5,27	-63,50
t	0	0,0631	0,1350	0,2160	0,3044	0,3965	0,4872	0,5132	0,5207	0,5240	0,5380	0,5705	∞

Widać na wykresie, że w momencie przełączenia następuje załamanie charakterystyki, jest to spowodowane tym, że przy układzie połączeń w trójkąt silnik ma 3 razy większy moment niż odowiadająca mu gwiazda.

Literatura:
Ryszard Schab - Naped i automatyka napedu elektrycznego.

---