Описание технологической схемы

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

" Электропривод вентиляционной установки "

 

 

Содержание

 

Введение

1. Описание технологической схемы

2. Определение необходимой производительности

3. Выбор электродвигателя

4. Проверка электродвигателя по перегрузочной способности и пусковому моменту

5. Построение характеристик рабочей машины

6. Построение нагрузочной диаграммы электропривода

7. Обоснование и описание схемы управления системой электроприводов

8. Выбор аппаратуры управления и защиты

9. Подсчет стоимости выбранного комплекта электрооборудования

10. Расчет устойчивости системы двигатель - рабочая машина

Перечень элементов

Заключение

Литература

 

 

Введение

 

С незапамятных времен человек пытается заменить тяжелый физический труд работой автоматических механизмов и машин. Для этого он использовал силу животных на сельскохозяйственных работах, энергию ветра и воды на мельницах и оросительных системах, а позже - химическую энергию топлива. Так появился привод - совокупность энергий двигателя, устройство передачи движения к механизму в виде редуктора, ременной, цепной или зубчатой передачи и устройств управления механической энергией. Датой рождения электропривода считается 1838 год, год, когда русский ученый, академик Петербургской академий наук Б.С Якоби установил на лодку изобретенный им электродвигатель постоянного тока.

Электропривод - это система, состоящая из электродвигательного, передаточного и управляющего устройств, предназначенных для приведения в движение вспомогательных органов рабочей машины и управления этим движением. Электропривод способствует повышению качества продукций, снижению себестоимости, высвобождению рабочих, избавлению людей от тяжелого и утомительного труда.

Электровооруженность в сельскохозяйственном производстве приобретает особое значение, так как оно в значительной степени определяет производительность труда, уровень комплексной механизации, электрификации и автоматизации технологических процессов. Научно - технический прогресс в сельском хозяйстве вызывает необходимость дальнейшего совершенствования и подготовки специалистов. Целью данной курсовой работы является изучение основных сведений по теории расчету, выбору и применению автоматизированных электроприводов в сельскохозяйственном производстве.

 

 

Выбор электродвигателя

 

Расчетный напор вентилятора:

 

 (10)

 

где Н_Д— динамический напор, Па; Н_с — статический напор, Па.

 

 (11)

 

где γ — удельный вес воздуха; γ = 11,77 Н/м³; v — скорость движения воздуха; v = 0,6 м/с; g — ускорение свободного падения; g = 9,81 м/с².

 

 (12)

где R_o — удельное сопротивление движению воздуха, Па/м.

 

 (13)

 

где D — диаметр воздуховода; D = 280 мм.

Потери напора в местных сопротивлениях составляют порядка 10... 12% динамического напора; Σβ = 0,1 Н = 0,022 Па.

По часовой производительности и расчетному напору выбирают вентилятор Ц4-70 № 3;

L в, м^3/ч	Нв, Па	n В, мин^-1	η В,
3000	490,5	1330	0,58

Потребная мощность вентилятора:

 

 (14)

 

где К_З — коэффициент запаса; К_З= 1,2; η_в — коэффициент полезного действия вентилятора; η_в = 0,58; η_п—коэффициент полезного действия передачи; η_п = 1.

Выбор электрического двигателя. Опыт эксплуатации вентиляционных установок животноводческих помещений показывает, что приводы приточных вентиляторов в основном работают в длительном режиме.

В связи с этим выбирают электрический двигатель, исходя из следующих условий:

1. Климатическое исполнение и категория размещения СУ2.

2. Способ защиты от воздействия окружающей среды IP54.

3. Конструктивное исполнение и способ монтажа IM1081.

4. По модификации (двигатель сельскохозяйственного исполнения со встроенной температурной защитой).

5. По частоте вращения:

n_нд>n_в; 1395 > 1 330 мин^-1.

6. По роду тока и напряжения (переменного тока ~I, U_H = 380/220 В).

7. По мощности:

По литературе [элтехсправочник] выбираем электродвигатель

Выбирают двигатель АИР80А4БСУ2;³

P, кВт	n, об/мин	Iн, A	nн, %	Cos	Mп	М*К	К I	J кг-м^2	m кг
0,75	1395	2.3	75	0.81	2,2	2,2	5.5	3.2 -10"^3	13,8

 

Максимальные потери в приводе вентилятора:

 

 (15)

где М_н— номинальный момент двигателя, Н·м; ω_ои ω_н—угловая синхронная н номинальная скорости вращения приводного двигателя; ω₀ = 157 рад/с; ω_н = 146,5 рад/с.

 

 (16)

 

Относительные максимальные потери:

 

 (17)

 

Потери при номинальной скорости вращения:

 

 (18)

 

4 Проверка электродвигателя по пусковому моменту

 

1) По пусковому моменту:

 

М_{пуск.дв.} ≥ (1,2...1,3) М_тр.р.м.

или

 (19)

где - коэффициент, учитывающий снижение напряжения (до 30%) на зажимах пускаемого двигателя; М_{пуск.дв} = μ_пуск М_ном - пусковой момент двигателя; при этом μ_пуск = М_{пуск.дв}/М_ном - кратность пускового момента (берется из каталога); М_ном = Р_ном/w_ном - номинальный момент двигателя; Р_ном - номинальная мощность двигателя в Ваттах (каталог); w_ном - номинальная частота вращения электродвигателя (каталог), если в каталоге вместо w_ном приводится синхронная w_о, то номинальную частоту вращения, рад/с, определяют как:

 

w_ном = w_о · (1 - S_ном), (20)

 

здесь S_ном - номинальное скольжение (каталог), обычно оно изменяется в пределах 0,06...0,07. При этом связь между синхронной скоростью вращения, об/мин, и синхронной частотой вращения, рад/с имеет вид: w_о = 0,105 n_о;

М_тр.р.м. - момент трогания рабочей машины (берется из нагрузочной диаграммы рабочей машины для нулевого значения ее скорости).

 

6,25 Н·м>0,6 Н·м

 

Следовательно, условие выполняется.

5 Построение характеристик рабочей машины

1) Механическая характеристика машины представляет собой зависимость между моментом сопротивления, т. е. Mс= f(w).

Механическая характеристика механизмов в общем случае описывается уравнением:   (24)

где Мтр — момент трогания механизма;

Мсн — момент сопротивлении при номинальной угловой скорости;

х — показатель степени.

Для вентиляторов показатель степени х =2.

Момент трогания насосов, вентиляторов и дробилки ориентировочно можно принять Мтр= (0,2—0,3) Мсн. Номинальный момент сопротивления Мсн определяется, исходя из анализа усилий, возникающих в механизме при его работе.

Номинальный момент сопротивлений дробилки, вентиляторов, насосов определяется из выражения:

 

 (25)

 

где Рн — номинальная мощность машины, Вт;

ω_Н—номинальная угловая скорость вала двигателя, рад/с.

Мтр= 0,2*2,5=5Нм

 

Таблица 1 – расчет механической характеристики

W	0	50	100	150	200	250	296,1	350
Мс	0,5	0,56	0,73	1,01	1,41	1,92	2,5	3,29

 

Рисунок 3 – Механическая характеристика вентилятора

 

2) Нагрузочная характеристика или нагрузочная диаграмма рабочей машины представляет зависимость усилий или моментов сопротивлений от времени или пути, т. е. Fc, Mc= f(t, а). При постоянной скорости зависимость Fc, Мс = f(t) равноценна зависимости Fc, Mc= f(a). Поэтому для машин, предусмотренных заданиями, нагрузочные диаграммы строятся как зависимости приведенного к валу двигателя момента сопротивлений от времени. Характер нагрузочной диаграммы машины в значительной степени зависит от ее технологической и кинематической характеристик. Необходимо тщательно проанализировать эти характеристики и установить величины и длительность действия тех или иных моментов или усилий сопротивлений.

Для вентиляторной характеристики характерный спокойный пуск и постоянный момент сопротивления, равный рассчитанному выше. Нагрузочная характеристика представлена на рисунке 4.

 

Рисунок 4 – Нагрузочная характеристика вентилятора

 

3) Инерционная характеристика машины представляет собой данные о величине момента инерции машины и законов его изменения от различных факторов.

Величина момента инерции машин определяется массами движущихся деталей и грузов и радиусами инерции. Приведенный к валу двигателя момент инерции зависит также or кинематической характеристики системы двигатель — машина.

Величину приведенного к валу двигателя момента инерции машины необходимо определить как для холостого хода, так и для работы под нагрузкой.

Приведенный к валу электродвигателя момент инерции машины определяется, исходя из равенства запасов кинетической энергии до приведения и после приведения.

 

 (26)

 

где Jдв - момент инерции двигателя, кг/м²;

Jрм - момент инерции рабочей машины, кг/м²

Jрм = 8* Jдв=8*0,0008=0,0064кг/м²

J=0,0064+0,0008=0,0072 кг/м²

Выбор магнитного пускателя.

Выбираю магнитный пускатель КМ1, КМ2:

U_н=660 В > U_с=380 В

I_н=25 А > I_раб=11,5 А

U_к= U_ц.упр=220В

ПМЛ 2101 У3

U_н=660 В > U_с=380 В

I_н =25 А > I_раб=11,5 А

U_к=220 В > U_ц.упр=220 В

 

Выбираю тепловые реле РТЛ

По номинальному напряжению: U_н=660 В > U_с=380 В

Номинальный ток: I_{н.теп.р.} > I_ТР.=1,2·5,75=6,9 А

Номинальный ток теплового расцепителя: I_{н.теп.р.}=7 А

Пределы регулирования 5,5-8,0(А)

Тепловое реле РТЛ – 1012 04

Выбор сигнальной лампы.

Для световой сигнализаций выберу аппаратуру АС – 14011У3. Лампа коммутаторная, U_л=220В, цвет светофильтра – зеленый.

Выбор кнопок управления.

КМЕ4111У3.

По рабочему току – до 6А.

По количеству контактов – 1з - 1р.

По климатическому исполнению и категорий размещения У3.

Автоматический выключатель SF1: АЕ2024-00-54У3

Блок питания: БП 24 фирмы «ОВЕН»

Реле напряжения KV1… KV2: ЕЛ-8

Многоканальный измеритель – регулятор ТРМ 138И фирмы «ОВЕН»

Блок управления тиристорами и симисторами БУТС фирмы «ОВЕН»

Термо-датчики ТСМ 014-50М.В3.20/05

Датчик влажности ВХЛ 72-4К.Э3

Силовой тиристор КУ 202 К

 

Заключение

 

Основная задача проектирования рационального электропривода состоит в том, чтобы наиболее правильно сочетать свойства всех его элементов со свойствами рабочей машины и технологического процесса, выполняемого машинным устройством.

Свойства технологического процесса и рабочей машины, знание которых необходимо для проектирования электропривода, описываются приводными характеристиками машины. К этим характеристикам относятся: технологическая, кинематическая, энергетическая, механическая, нагрузочная.

Автоматизация является одним из основных направлений в развитий сельскохозяйственного электропривода. После внимательного изучения технологической, кинематической характеристик машины и требований к схеме автоматического управления составляется принципиальная схема автоматического управления.

 

 

Литература

1. Коломиец А.П., Ерошенко Г.П., Кондратьева Н.П., Владыкин И.Р., Юран С.И. и др. Устройство, ремонт и обслуживание электрооборудования в сельскохозяйственном производстве. / Учебник. – М.: Издательский центр «Академия», 2003. – 368 с.

2. Коломиец А.П., Потапов В.А., Кондратьева Н.П., Владыкин И.Р. Электробезопасность на предприятиях./ Учебное пособие для студентов ВУЗов – Ижевск: РИО «Шеп», 2003, 148 с.

3. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей. – М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2003. – 208 с.

4. Правила устройств электроустановок (ПУЭ), издание седьмое, раздел 1 (главы 1.1; 1.2; 1.7; 1.9), раздел 7 (главы 7.5; 7.6; 7.10) – М.: Изд во НЦ ЭНАС, 2003. - 176 с.

5. Правила устройств электроустановок (ПУЭ), издание седьмое, раздел 6, раздел 7 (главы 7.1; 7.2). – М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2002, - 80 с.

6. Коломиец А. П., Ерошенко Г.П., Кондратьева Н.П., Фокин В.В., Владыкин И.Р., Расторгуев В.М. и др. Устройство, ремонт и обслуживание электрооборудования в сельскохозяйственном производстве. (учебник) - М.: Издательский центр «Академия», 2003, - 368 с.

7. Ерошенко Г.П., Коломиец А.П., Кондратьева Н.П., Таран М.А., Медведько Ю.А. - Эксплуатация электрооборудования (Допущено М-СХ РФ в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 311400 – электрификация и автоматизация с.х.) (учебник) М.: Колос,- 2005

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

" Электропривод вентиляционной установки "

 

 

Содержание

 

Введение

1. Описание технологической схемы

2. Определение необходимой производительности

3. Выбор электродвигателя

4. Проверка электродвигателя по перегрузочной способности и пусковому моменту

5. Построение характеристик рабочей машины

6. Построение нагрузочной диаграммы электропривода

7. Обоснование и описание схемы управления системой электроприводов

8. Выбор аппаратуры управления и защиты

9. Подсчет стоимости выбранного комплекта электрооборудования

10. Расчет устойчивости системы двигатель - рабочая машина

Перечень элементов

Заключение

Литература

 

 

Введение

 

С незапамятных времен человек пытается заменить тяжелый физический труд работой автоматических механизмов и машин. Для этого он использовал силу животных на сельскохозяйственных работах, энергию ветра и воды на мельницах и оросительных системах, а позже - химическую энергию топлива. Так появился привод - совокупность энергий двигателя, устройство передачи движения к механизму в виде редуктора, ременной, цепной или зубчатой передачи и устройств управления механической энергией. Датой рождения электропривода считается 1838 год, год, когда русский ученый, академик Петербургской академий наук Б.С Якоби установил на лодку изобретенный им электродвигатель постоянного тока.

Электропривод - это система, состоящая из электродвигательного, передаточного и управляющего устройств, предназначенных для приведения в движение вспомогательных органов рабочей машины и управления этим движением. Электропривод способствует повышению качества продукций, снижению себестоимости, высвобождению рабочих, избавлению людей от тяжелого и утомительного труда.

Электровооруженность в сельскохозяйственном производстве приобретает особое значение, так как оно в значительной степени определяет производительность труда, уровень комплексной механизации, электрификации и автоматизации технологических процессов. Научно - технический прогресс в сельском хозяйстве вызывает необходимость дальнейшего совершенствования и подготовки специалистов. Целью данной курсовой работы является изучение основных сведений по теории расчету, выбору и применению автоматизированных электроприводов в сельскохозяйственном производстве.

 

 

Описание технологической схемы

 

Рассмотрим схему вентиляции, выполненной с помощью крышных осевых вентиляторов, представленную на рисунке 1.

 

Рисунок 1 – Технологическая схема вентиляционной установки,

где 1 – стойла для лошадей, 2 – вентиляционные отверстия крышных вентиляторов

 

В связи с тем, что в животноводческих помещениях имеются выделения различного рада, имеющие неблагоприятные появление (влага, углекислота, теплота и т.п.), есть необходимость в постоянном активном вентилировании, особенно где содержатся много животных. Помимо естественной вентиляции применяется вынужденная, посредством применения вентиляторов. Вентиляционные отверстия размещены равномерно по длине и ширине помещения. Схема крышного осевого вентилятора изображена на рисунке 2, где отображены основные элементы и направления движения воздушного потока.