Контрольное задание 1.1.2 № цеха Наименование цеха Силовая нагрузка Рн, кВт Кс сosφ tgφ Pрс, кВт Осветительная нагрузка Qрс, квар F1, м2 Pуд.у ст, Вт/м Kсо Pно, кВт Pро, кВт Совместная силовая и осветительная нагрузка Pрс+Pро Qрс, Sр, , квар кВ.А кВт 2 1 1 2 4 2 Кузнечнопрессовый Механосборочный Главный корпус Итого Итого по РП с учетом потерь 3 3100 4 0,25 5 0,65 6 1,17 7 775 8 906,8 9 9600 10 17,6 11 0,8 12 168,9 13 135,1 14 910,1 15 906,8 16 1284,7 2200 2900 0,6 0,5 0,75 0,7 0,88 1,0 1320 1450 1161,6 1450 3000 2100 25,5 20,1 0,95 0,95 76,5 42,2 72,7 40,1 1392,7 1490,1 1161,6 1450 1813,5 2079,2 3792,9 3790 3518,4 3834 5173,5 5391,1 Контрольное задание 1.2.2 Рассчитать токи электроприемников и выбрать предохранители в распределительном шкафу. Исходные данные: Р1, кВт – 3,5 Р2, кВт – 7,1 Р3, кВт – 5,3 Р4, кВт – 2,3 Р5, кВт – 6,1 Р6, кВт –19,5 cosφ1 – 0,8 cosφ2 – 0,7 cosφ3 – 0,8 cosφ4 – 0,7 cosφ5 –0,6 cosφ6 –0,6 Kc – 0,8 Решение: Iнвст ≥ Ip Ip = Pн / Ин * cosφ Рн = Руст * Кс Рн1 = 2,8 Рн2 = 7,1*0,8 = 5,7 Рн3 =5,3*0,8=4,2 Рн4 = 2,3*0,8 = 1,8 Рн5 = 6,1*0,8=4,9 Рн6 = 19,5*0,8 = 15,6 Iр1 = 2,8 / 0,22*0,8 = 15,9А – ПН2 – 100 с Iнвст = 16А Iр2 = 5,7 / 0,22*0,7 = 37А – ПН2 – 100 с Iнвст = 40 А плавкие Iр3 = 4,2 / 0,22*0,8 = 23,9А – ПН2 – 100 с Iнвст = 25А Iр4 = 1,8 / 0,22*0,7 = 11,7А – ПН2 – 100 с Iнвст = 16 А Iр5 = 4,9 / 0,22 * 0,6 = 35А – ПН2 – 100 с Iнвст = 40 А Iр6 = 15,6 / 0,22*0,6 = 118,2А – Вставка плавкая ПН2 – 250 – 120 А Iнвст Контрольное задание 1.2.4 Рассчитать токи электроприемников и выбрать выключатели в распределительном шкафу серии ПР8501. Исходные данные: Р1, кВт – 10,0 Р2, кВт – 7,8 Р3, кВт – 2,7 Р4, кВт – 0,75 Р5, кВт – 3,8 Р6, кВт –2,2 cosφ1 – 0,8 cosφ2 – 0,6 cosφ3 – 0,6 cosφ4 – 0,6 cosφ5 – 0,8 cosφ6 – 0,8 Kc – 0,8 Iна ≥ Iр Iнр ≥ Iр Iр = Рн / Ин * cosφ Рн = Руст * Кс Рн1 = 10*0,8 = 8 Рн2 = 7,8 * 0,8 =6,2 автоматические Рн3 = 2,7 * 0,8 = 2,2 Рн4 = 0,75*0,8 = 0,6 Рн5 = 3,8 * 0,8 = 3 Рн6 = 2,2 * 0,8 = 1,8 Iр1 = 8 / 0,22 * 0,8 = 44,5 – ВА – 57Ф35 с Iна = 50А, Iнр = 50 А Iр2 = 6,2 / 0,22 * 0,6 = 47 – ВА – 57Ф35 с Iна = 50А, Iнр = 50А Iр3 = 2,2 / 0,22 * 0,6 = 16,7 - ВА – 5735 с Iна = 25А, Iнр = 25 А Iр4 = 0,6 / 0,22 * 0,6 = 4,5 – ВА – 5125 с Iна = 10 А, Iнр = 10 А Iр5 = 3 / 0,22*0,8 = 17 – ВА – 5735 с Iна = 25А, Iнр = 25А Iр6 = 1,8 / 0,22 * 0,8 = 10,2 – ВА - 5135 с Iна = 16А, Iнр = 16А Контрольное задание 1.2.6 Рассчитать ток и выбрать установки тепловых реле магнитных пускателей для защиты электродвигателей от перегрузки. Исходные данные: Тип электродвигателя: 4А132S4У3 Рн, кВт - 7,5 cosφн – 0,86 ղн, % - 87,5 Определяем длительный расчетный ток электродвигателя: Ip = iн = Рн / √3U * cosφ * ղ = 7,5 / (1,73 * 0,38 * 0,86 * 0,875) = 15А Выбираем магнитный пускатель серии ПМЛ1230Д, Iном.т.р. = 16А Контрольное задание 1.3.2 Выбрать сечения жил проводов и кабелей по допустимому нагреву электрическим током. Исходные данные: 46А на напряжение 10 кВ; Температуры окружающего воздуха, оС – 10; Марка провода, кабеля – АНРГ; Способ прокладки проводников – в коробе, при прокладке 4 кабелей; Нормированная температура жил провода, кабеля, оС – 65. Iдоп ≥ Iр / Кп = 46А / 1,05 = 43,8 А Сечение жил проводов по допустимому нагреву 16 мм2, 1х16 мм2. Контрольное задание 1.4.2 Выполнить выбор количества и мощности силовых трансформаторов цеховой комплектной трансформаторной подстанции по исходным данным. Исходные данные: Рр, кВт – 470; Qр, квар – 401; Категория электроприемников по надежности электроснабжения – I. Полная расчетная мощность цеха: Sр = √Рр2 = Qp2 = √4702 + 4012 = √ 220900 + 160801 = √381701 = 618 кВ*А. Коэффициент нагрузки трансформаторов составит: К3 = Sp / Sнт = 618 / 1013 = 0,61, удовлетворяет условиям. По расчетной мощности (618 кВ*А) и требуемому уровню надежности электроснабжения (I категория электроприемников) можно принять двухтрансформаторную подстанцию с мощностью трансформаторов Sнтл = 400 кВ*А и Sнтл = 630 кВ*А. Контрольные задание 2.1.2 Задача 1. Имеется электропривод, содержащий электродвигатель, редуктор и рабочий орган. На вал рабочего органа действует статический реактивный момент. Редуктор имеет передаточное отношение q и к.п.д. ղ. Определить: с какой скоростью должен вращаться электродвигатель и какой при этом он должен развивать момент и мощность, чтобы вращать рабочий орган со скоростью ωро. Исходные данные: Мро - 2,4; ωро – 26; q – 24; ղ – 0,8. ωро = ωдв / q = ωдв = ωро * q = 26 * 24 = 624 рад/с. Р = 2,4 * 624 = 1497 Вт Мдв = Р / ωдв = 1497 / 624 = 2,4 Н*м Задача 3. Имеется электропривод, содержащий электродвигатель и редуктор с передаточным коэффициентом q и к.п.д. ղ. На выходном валу редуктора укреплен барабан диаметром Дб, на который намотан трос. К тросу подвешен груз массой m. Определить: с какой скоростью должен вращаться электродвигатель и какой момент и мощность при этом он должен развивать, чтобы равномерно поднимать груз со скоростью V. Исходные данные: q – 24; ղ – 0,8; Дб – 0,24; V – 8,5; m – 20. ωб = 2 * П * V / 0,5 Дб = 444 рад/с ωб * q = 444 * 24 = 10656 рад/с. Мдв = Рдв / ωдв = 25574 / 10656 = 2,4 Н*м Рдв = q * ωдв = 24 * 10656 = 25574 Вт Задача 4. Имеется электропривод, содержащий электродвигатель с моментом ротора Jрд, редуктор, имеющий передаточное отношение q и к.п.д. ղ, и рабочий орган. Момент инерции вращающихся частей рабочего органа Jро. На вал рабочего органа действует статический реактивный момент. Определить: какой потребуется момент двигателя для разгона рабочего органа до скорости ωро за время to с постоянным ускорением, и какую максимальную мощность при этом должен развить двигатель. Исходные данные: Мро – 2,4; ωро – 26; q – 24; ղ – 0,8; Jрд – 0,004; Jро – 0,4; t0 – 0,8. ωро = ωдв / q = ωдв = ωро * q = 26 * 24 = 624 рад/с. Р = 2,4 * 624 = 1497 Вт Мдв = Р / ωдв = 1497 / 624 = 2,4 Н*м Задача 5. Имеется электропривод, содержащий электродвигатель с моментом инерции ротора Jрд и редуктор с передаточным коэффициентом q и к.п.д. ղ. На выходном валу редуктора укреплен барабан диаметром Дб и моментом инерции Jро, на который намотан трос. К тросу подвешен груз массой m. Определить: какой потребуется момент двигателя для того, чтобы поднять груз, равномерно увеличивая скорость подъема, за время tо и на высоту h. Исходные данные: q – 24; ղ – 0,8; Дб – 0,24; m – 20; Jрд – 0,004; Jро – 0,4; t0 – 0,8; h – 0,8. Сначала выразим требуемое ускорение g из уравнения движения: h = (1/2) * g * t02 = 7,68 Из этого уравнения можно найти ускорение g: g = 2h / t02 = 2 * 7,68 / 0,64 = 24 Затем найдем требуемую силу подъема: F = m * g = 20 * 24 = 480 И, наконец, рассчитаем момент на валу электродвигателя, используя передаточное число редуктора и коэффициент КПД: Mп = (F * Dб) / 2 = 480 * 0,24 / 2 = 57,6 Mг = Mп * q = 57,6 * 24 = 1382,4 Mн = Mг / η = 1382,4 / 0,8 = 1728 Контрольные задание 2.2.2 Задача 1. Необходимо выбрать асинхронный двигатель с синхронной частотой вращения n = 1500 мин-1, если Токр = 25о. Задачу решить методом эквивалентной мощности, проверку выбранного двигателя провести методом средних потерь и осуществить проверку двигателя на перегрузочную способность. Исходные данные: Р1 – 13 Р2 – 15.5 Р3 – 8 Р4 – 15.3 Р5 –6.1 Р6 – 11 t1 –20 t2 –8 t3 –10 t4 –12 t5 –16 t6 –15 Выбираем двигатель: 4А160S4У3 Рн - 15 кВт Sн – 2,7% cosφ – 0,88 КПД ղн – 89% Мп – 2,6 Мк – 1,6 Мmin – 1,3 Iп – 7 Эквивалентная мощность нагрузки: Рэ = √132*20+15,52*8+82*10+15,32 * 12 + 6,12*16+112*15 / 81 = √137 = 11,7 Проверим выбранный двигатель на перегрузочную способность. Максимальная мощность во время работы Рmax = 15 кВт. Условие перегрузочной способности: Мi.max / Mн < μк – 0,25 Т.к. скорость вращения при работе асинхронного двигателя меняется незначительно, отношение моментов можно мощностей. Тогда условие перепишется в виде: заменить отношением Рi.max / Рi < μк – 0,25 15 / 11,7 = 1,28 ≤ 11,7 – 0,25 = 11,45 Условие выполняется, двигатель выбран правильно. Задача 2. Определить для заданного варианта расчетную мощность двигателя и выбрать по каталогу асинхронный двигатель, предназначенный для привода механизма с циклическим графиком нагрузки в повторнократковременном режиме работы. Провести проверку двигателя по перегрузочной способности. Исходные данные: М1 – 30 М2 – 15 М3 – 25 t1 –5 t2 –20 t3 –10 t0 –55 n2ном – 950 Рассчитаем среднюю мощность и период работы двигателя. Мы можем использовать формулу для расчета средней мощности 𝑃ср = (𝑀1 * 𝑡1 + 𝑀2 * 𝑡2 + 𝑀3 * 𝑡3) / 𝑡0. Подставляя численные значения, мы получаем: 𝑃ср = (30 * 5 + 15 * 20 + 25 * 10) / 55 ≈ 18.18 Теперь нам нужно определить период работы двигателя. Период работы определяется как отношение рабочего времени к полному циклу исследования: 𝜏 = (𝑡1 + 𝑡2 + 𝑡3) / 𝑡0. По заданным данным, мы имеем: 𝜏 = (5 + 20 + 10) / 55 ≈ 0.727 Исходя из полученных данных, находим расчетную мощность 𝑃расч = 𝑃ср / 𝜏 ≈ 18.18 / 0.727 ≈ 25 Вт. Контрольные задания 2.3.2 Задача 1. Проверить электродвигатель на возможность пуска при питании от трансформатора через линию электропередач. Исходные данные: Двигатель – АИР32М4 Параметры линии: 1, км – 1; Rn – 1,4. Параметры трансформатора: xn – 0,4; Sn – 100; uk – 5,5. Тип электродвигателя: АИР32М4 Мощность Рн – 11,0 Частота вращения nн – 1450 Ток статора – 22,2 КПД – 88,5 cosφн – 0,85 Iпуск / Iном – 7,5 Мпуск / Мном – 2,2 Ммакс / Мном – 3,1 Рассчитаем сопротивление линии электропередачи, используя формулу: R = ρ * L / S, где ρ — удельное сопротивление провода (для алюминия ρ ≈ 0,028 Ом/м), L — длина линии (1 км), S — сечение провода (1.4 мм²), то есть: R = 0.028 * 1 / 1.4 = 0.02 Ом Теперь мы можем использовать полученное сопротивление для расчета падения напряжения на линии. Для этого воспользуемся формулой: ΔU = I * R, где I — ток статора (22,2 А). Подставляя значения, получим: ΔU = 22.2 * 0.02 = 0.444 В Сравнение показывает, что падение напряжения в 0.444 В на фоне номинального напряжения в 5500 В крайне незначительно, что говорит о том, что питание двигателя от данного трансформатора через линию электропередачи возможно. Контрольное задание 3.2 Спроектировать расположение светильников и рассчитать общее равномерное освещение помещения ремонтной мастерской при помощи люминесцентных ламп методом коэффициента использования светового потока. Рассчитать осветительную сеть помещения. Исходные данные: Длина помещения А, м – 11 Ширина помещения В, м – 7 Высота Н, м – 4,2 Коэффициенты отражения рп, рс, рр – 30 10 10 Определяется площадь пола помещения, подлежащего освещению: S = А * В = 11 * 7 = 77 м2 Устанавливается норма освещенности на рабочих поверхностях в зависимости от разряда зрительный работ по СНиП 23-05-95. Норма освещенности для заданного варианта Ен – 300 лк. Выбирается схема размещения светильников в зависимости от габаритов помещения и определяется число рядов светильников. Для заданного варианта выбирается схема 1, число рядов: 1 и 2. Принимаем количество светильников Nл = 12 в ряду для помещения длиной А. Общее количество светильников в помещении N = 24. В соответствии с типом светильника устанавливается количество ламп в светильнике n. n = 2 ламп. Определяется индекс помещения i i = А*В / Нр (А+В) = 24 * 7 / 3,6 (18) = 2,6 Выбирается коэффициент использования светового потока ղ = 48% Рассчитывается величина светового поток для одной лампы: Ф = 100 * Ен * S * Z * K / N*n*ղ = 100 * 77 * 300 * 1.1 * 1.5 / 24 * 2 * 48 = 1654,29 Лк Выбирается люминесцентная лампа ВЭЛАН55 с величиной светового потока равной 2310 Лк. 24 лампы типа ВЭЛАН 55 с величиной светового потока равной 2310 Лк требуется освещенности. для создания в данном помещении нормированной
