电动机容许起动计算.doc

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1、电动机容许起动计算1起动时机端电压最小值应满足Usm(式中:Mj机械负载的静阻力矩相对值；M曲一电动机起动转矩相对值；.2机组起动时间计算对于离心式和轴流式压缩机负载，在起动过程中，可认为电动机的剩余 加速力矩变化不大（机械阻力矩上升时，电动机的转矩也在上升），起动时间t5 可按下式近似计算：U% x Mg - M3JT _ GD2 x ir0365xPmxlO3GD2 = GD:m + GD；（nj/nm）2式中：Tn机组的机械时间常数，SUg起动时机端电压相对值；Mg-电动机的平均转矩相对值：对一般异步电机，ManMsm十OZMg-Mg）对同步电动机，Mara= Msra 或Msm=l.l

2、Msm（当MHMy时）M、一同步电机牵入转矩相对值：“皿一电动机最大转矩相对值；“卸一机械负载的半均阻力矩：可按照制造厂提供的阻力矩曲线取若干 点求其平均值，注意（负载转矩必须按下式折算至电机转速。即 Mjm= MjOl/llmGD2机组的飞轮力矩，kg m2i 电动机的同步转速，r/nnnPem-电动机的额定功率，kWGDn）2 一电动机的飞轮力矩，kg m2GDj2 机械负荷的飞轮力矩，kg m2nj 机械负荷的额定转速，r/nmiNm电动机的额定转速，i/jinii3 起动时电机温升校验a定子绕组起动温升（d计算（对铜线绕组）(d = 0.85(Usm(Ks(Jd)2( &(1/

3、150s式中：2电动机起动电流倍数；Jd电动机定子绕组的额定电流密度，A/jiun2 其余符号同前。电动机在冷态状态起动2次，其定子温度0 :(d=40+2(d电动机在热态起动1次，其定子温度Q :(d = (ed + (d =120 十(d对B级绝缘、或F级绝缘按B级考核的电机，(ed取120(C, (d不应超 过 220( Cob转子容许发热校验按同步电动机的阻尼笼条或异步电机转子导条的温度不超过300(C容 许的最长起动时间口皿、为：._235 xG& nnxPem X U'=m xMam式中：G 同步电动机的阻尼笼条或异步电机转子导条的铜重量，kg 其余符号同前4计算实

4、例例1某机组两机配置，主风机：AV71-11型,轴流压缩机；变速箱：AD63H型(徳 国产品)；电动机：YCH1000-4 型8000kW,10kV,1179A.a负载(含斥缩机、变速箱、联轴节等)的起动条件：(1) GD2 = 28900kg.nr (已折算至电机轴)(2) 轴流床缩机的静叶开度为14(,折算至电机轴的最大起动转矩为(2) 23529N.m。起动时转矩曲线(折算至电机轴)如下：转速f/nun03006007509001050120012751350转矩相对值0.0160.0080.020.040.060.090.1260.150.17转速r/niin1380141014251

5、4401455147014851493转矩相对值0.1730.1790.1890.1970.200.200.2030.203b电动机有关数据:(1) 起动时机端电斥(2) 起动转矩相对值(3) 最大转矩相对值(4) 起动电流倍数(5) 转子飞轮力矩(6) 同步转速Usm=0.70 (0.74)Msni=0.51Mii)ax=1.83Ks=4.10GD2m=5972 kg.mnO 1500 r nun(7) 额定转速nm= 1486 r/niin(8) 额定转矩Mi)i= 115677 N.m=11797 kg.mc机组起动时间计算机组的 GD2 = 5972+28900 =34872 kg.n

6、r机组时间常数Tn34872 xl5002 _Tn= 365 x 18000 x 103 1.94 s电动机的半均转矩MamMan>=0.5H-0.2 (1.83-0.51) =0.774负荷的平均阻力矩MnjMjij = M j + M? j + +MJ /li =(o 016+0.008+0.02+(+0.203)/17=0.131机 组 起 动 时 间 (0.7Un)USxM"”,11.940.702 x 0.774-0.131= 4&ls动 电 压 为0.74 时11.940.74? x 0.774-0.131= 40.8d定子绕组起动温升(d及温度(d计算(d

7、=0.85(Usm(Ks(Jd)2(ts(l/l 50=0.85(0.70(4.1 (4.48)2(48.1(1/150=4 5(C 冷态起动2次定子绕组温度(d=40+2(45=130(C热态起动1次定子绕组温度(d = 120+45=165(C(22(yCe转子导条温度不超过3001 C,容许起动时间计算G imx=51.8 s (48.1 s235 xG _235x1505Pcm x U2 x Mnm 18000x0.70:x 0.774emQm或 ts nxix=46.3 s (40.8 s235 xG _235x1505P x U2o x _ 18000 x 0.742 x 0.77

8、4可见，电动机的容最及性能满足起动要求。例2某机组三机配置，电动机起动，烟气机：YL-1300A型，主风机：AV63 -11型，轴流压缩机；变速箱：NDL5360T型，电动机：YCH1000-4 型,14000kW,6kV,1544Aoa负载(含压缩机、烟气机、变速箱、联轴节等)的起动条件：(1) GD2 = 25000kg.m2 (已折算至电机轴)(2)轴流床缩机的静叶开度为22,折算至电机轴的最大起动转矩为29045N.1D,起动时转矩曲线(折算至电机轴)如下：转速r/niin030045060075090010501200转矩，静叶2200.0470.0490.060.0850.1230

9、.1530.20转矩，静叶1400.040.0430.0520.0740.1070.1330.174转速r/imn12751350138014251455147014851493转矩，静叶2/0.230.260.2770.290300.310.310.323转矩，静叶14*0.200.2260.240.2520.2610.270.270.28注静阻力矩为零是考虑该机组起动前有电动盘车。b电动机有关数据:12345678 /IV fk /V /k fv (X起动时机端电压 40.77(0.82)起动转矩相对值Msm=0.41最大转矩相对值Mwax=1.69起动电流倍数 转子飞轮力矩 同步转速 额

10、定转速 额定转矩Ks=3.74GD2m=5072 kg.ni2 n0=l 500 r nun nin= 1488r UlinMm=89823 N.m =9165 kg.mc机组起动时间计算机组的 GD，= 5072十25000 =30072 kg.nr机组时间常数Tn30072 xl5002 _Tn= 365x 14000 xlO5 _ 3.2 s电动机的平均转矩MamMan）=0.41+0.2 （1.69-0.41） =0.67负荷的平均阻力矩Maj （静叶220Maj = Mj + M,j + +MJ /n =30 047十0（）49十（十0 323）/6=o. 188 或 Ma尸（0+0

11、.04+0.043+0.052十（十0.28）/16=0.164 （静叶 14Q机组起动时间：（静叶22（）起动电压为0.77时"=13.20.772 x0.67-0.188 63.1T1 X 9起动电压为0.82时丄=S= =503 sU x M nn - M n0.82- x 0.67 -0.188UJHUJ或机组起动时间：（静叶14Q起动电压为0.77时，f严13.20.772 x 0.67-0.164= 56.6T1 X 7起动电压为0.82时，/ = ； =46 sU2smxMiim-MiV 0.822 x 0.67-0.164d定子绕组起动温升(d及温度(d计算(d=0.

12、85(Usm(Ks(Jd) 2(ts(l/l 50=0.85(0.77(3.74(3.44)2(65.2(1/150=36(C 或(d=0.85(0.82(3.74(3.44)2(52(1/150=32.8(1) 冷态起动2次定子绕组(d =40+2(36= 112( C 或(d =40+2(32.8 = 105.6(2) 热态起动1次定子绕组温(d = 120 + 36 = 156( C或(d =120+32.8=152.8( Ce转子导条温度不超过30外C,容许起动时间计算DUX-=54.5 s(5&5 s)s (50.8 s)235 xG _235x1290P m x U2 x

13、- 14000 x 0.772 x 0.67235 xG _235x1290P m x U2 x - 14000 x 0.82: x 0.67 emam可见，当静叶开度为2公起动时，电机将无法起动（转子导条超温）。 有关转矩、转动惯量等单位换算见附录。附录单位换算NameConversionLengthlm=3937 in=3.284 ft=1.09vd1 in=25.4mmArealmm=0.00155 m21 m2=645.16 mm2Volume1 L=0.22 UK gal=0.26 US gal=O.O35 ft5=10-3 mWeight1 kg=2.2 lbForce1 kgf2

14、.2 lbf=9.8 NPressure, stress1 at-1 kgf/cm2-14.22 psi-9.8xl04 Pa1 kgf7nim2=9.8 Mpa=9.8 N/mm21 Pa=l N/mzVelocity1 m/s=3.28 ft/sMoment1 kgfm=7.23 lb ft=9.8 Nm1 Nm=0 102 kgfm=0.737 lb ftPower1 hp=O. 746 kW1 ps=0.735 kWTtemperatureCentigrade=扌 Fahrenheit 一 32°)f9Fahrenheit 32 + x Centigradec-40-20-1

15、504060100F-40-4532104140212Temperature difference 1 deg-1 K(Kelin)or C-l degCQuantity of heat1 cal=4.187 j (Joule)Moment of inertiaWK? (kgm2)r GDz (kgn?尸j (kgmJ转动惯量41 kgm23.73 Lb ft2WK"lb ft2 尸 5.93XGD，(kgm2)-23.73xj (kgm2)in lb fr refeired to radius is obtained by multiplying 5.93 times GD2 m

16、kgn?referred to diameter.例如，某引进机组负我的转动惯量V,X2-89218 lbfr 一折算到电机转速电机的飞轮力矩GDz=4536.2kgnr机组总的转动惯量 WK?=89218 lb ft244536.2-4)x23.73=116129 lb ft2机组总的飞轮力矩 GDX89218-23.73)x4=15039 kgm:旋转机械的转矩M、转速n与功率P之关系：M=975x- n式中.kgm PkW. nr/min高、低速轴之间转矩、飞轮力矩换算：NL-MKnn,)关于美国线规：CLrculumd（园密尔）=直径为lrnil的园面积，即1CM= x x 0.0012 = 7.854 x 10_7/>r = 5.067 x 104nun1, lmil=0.001 m, 41MCM（阮|密尔尸1000xlCM=0.6067mm2 例如，750MCM=379.5mm:AWG14-4110CM=2.08mm2 .AWG10-10380cm=5.25mm2 .