Размещено на http://allbest.ru

ВВЕДЕНИЕ

Широкое распространение в современном ремонтном производстве получил электрический нагрев (сушка электрических машин, нагрев деталей и материалов под закалку и ковку, для горячей посадки и съемки деталей). В условиях депо приходится заменять вышедшие из строя нагревательные элементы, создавать новые установки электронагрева, для чего необходимо знать принципы расчета электронагревательных установок.

При разработке проектов электроустановок часто приходится разрабатывать электрическую схему установки или приспосабливать готовую электрическую схему к местным условиям.

В данной работе произведен расчет электрической печи для тяговых электродвигателей. Рассчитывается размеры печи, а также производится подбор вентилятора и двигателя для печи, выбор электрической аппаратуры.

1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕОБХОДИМОЙ МОЩНОСТИ УСТАНОВКИ

Количество тепла, требуемого для нагревания заданного количества воздуха Q_в, кДж, определяем по формуле (1.1)

	(1.1)
где	с	-	средняя удельная теплоемкость воздуха, принимаем с=1,3 кДж/(м3?С);[1]
	L	-	производительность вентилятора, м3/с;
	tк	-	температура, до которой необходимо нагреть воздух, ?С;
	tн	-	первоначальная температура воздуха, ?С (температура цеха);

Мощность (предварительная) электрического нагревателя, P_n, кВт, определяем по формуле (1.2)

	(1.2)
где	1,3	-	коэффициент запаса, учитывающий неучтенные потери тепла через стенки печи и калорифера;
	t	-	время, с; принимаем t = 1c;[1]

В зависимости от полученной мощности и количества ступеней регулирования температуры принимаем для установки два-три калорифера.

Мощность одного калорифера P_к, кВт, определяем по формуле (1.3)

	(1.3)
где	n	-	количество принятых калориферов, принимаем n = 1;



Мощность одной фазы каждого калорифера, Р_ф, кВт определяем по формуле (1.4)

	(1.4)

При заданном напряжении калорифера U_к = 380 В выбираем ТЭН - 100А13/1,6O380, который имеет следующие параметры:

U_н = 380 В;

P_н = 1,6 кВт;

I_н = 4,21 А;

R_н = 90,25;

W_доп = 4,26 Вт/см²;

l_А = 920 мм;

d = 13 мм;

m = 0,66 кг.

Живое сечение калорифера S_ж, м², определяем по формуле (1.5)

	(1.5)
где	vв	-	скорость воздуха в калорифере, км/ч;

Количество ТЭНов на фазу в калорифере n_т, определяем по формуле (1.6)

	(1.6)

Расстояние между нагревателями c, м, определяем по формуле (1.7)

	(1.7)
где	b	-	длина калорифера ,м; принимаем b = 0,92м;

Ширина калорифера a, м, определяем по формуле (1.8)

	(1.8)

Для дальнейших расчетов необходимо, чтобы выполнялось условие а=l_a, так как условие не выполняется производим дальнейший расчет.

При с = 0,0055 м;

2. РАСЧЕТ РАСХОДА ТЕПЛА НА НАГРЕВАНИЕ ИЗДЕЛИЯ И ТЕПЛОВЫЕ ПОТЕРИ ПЕЧИ

2.1 Определение размеров печи и калорифера

В проектированной печи производится сушка одного остова и двух якорей тягового электродвигателя электровоза, который имеет следующие размеры:

длина остова h_ост = 1086 мм;

диаметр остова d_ост = 1208 мм;

длина якоря h_я = 385 мм;

диаметр якоря d_я = 660 мм;

масса m = 4350 кг.

Длину тележки l_тел, мм, определяем по формуле (2.1)

	(2.1)
где	dост	-	диаметр остова, мм;
	dя	-	диаметр якоря, мм;
	lм	-	расстояние между остовом и якорем, мм; принимаем lм = 100 мм; [1];
	lк	-	расстояние от остова или якоря до края тележки, мм; принимаем lк = 20 мм; [1];

Ширину тележки b_тел, мм, определяем по формуле (2.2)

	(2.2)

Высоту тележки h_тел, мм, определяем по формуле (2.3)

	(2.3)
где	dк	-	диаметр колеса тележки, мм; принимаем dк = 200 мм; [1]
	l	-	основание тележки, мм; принимаем l = 100 мм; [1]

Высоту печи h_печи, м, определяем по формуле (2.4)

	(2.4)
где	d4	-	расстояние от верхней точки якоря до потолка печи, м; принимаем h4 = 0,3…0,4 м; [1]

Длину печи l_печи, м, определяем по формуле (2.5)

	(2.5)
где	l4	-	расстояние от крайней точки тележки до стенки печи, м; принимаем h4 = 0,35 м; [1]

Ширину печи b_печи, м, определяем по формуле (2.6)

	(2.6)
где	h4	-	расстояние от крайней точки тележки до стенки печи, м; принимаем h4 = 0,5 м; [1]

Удельный тепловой поток через каждые из выше перечисленных элементов печи, приходящиеся на 1м² этих элементов (стенки, пола и потолка) q_0пот, Вт/м², определяем по формуле (2.7)

Таблица

	(2.7)
где	tвн	-	температура внутри печи ?С;
	tнар	-	температура снаружи печи ?С;
	д	-	толщина стенок, пола, потолка печи, м;
	л	-	коэффициент теплопроводности материала стенок, пола и потолка печи, Вт/(м2?С);
	бвн	-	коэффициент теплоотдачи температуры в печи, Вт/(м2?С);
	бнар	-	Коэффициент теплоотдачи температуры снаружи, Вт/(м2?С);

Коэффициент теплопроводности материала л общий как для стенок, потолка и пола печи, зависит от средней температуры и материала кладки печи.

Среднюю температуру печи t_ср, ?С, определяем по формуле (2.8)

	(2.8)
где	t	-	температура стенки печи внутри, ?С;
	t		Температура наружной поверхности установки, ?С;

Тогда при найденной t_ср = 93 ?С, и материале изоляции печи кирпич шамотный, коэффициент теплопроводности материала л, Вт/(см?С), определяется по формуле (2.9)

	(2.9)

Коэффициент теплоотдачи температуры в печи и снаружи б_вн и б_нар, Вт/(м²?С), определяем по формулам (2.10) и (2.11)

для потолка

для пола

для стенок

(2.10)

для потолка

для пола

для стенок

(2.11)

Для потолка

Для пола

Для стенок

Зададимся следующими д для потолка, пола и стенок соответственно:

д_{потолка}= 0,33 м; д_пола= 0,47 м; д_стенок= 0,38 м.

Тогда подставим в уравнение удельного теплового потока q₀ соответствующие толщины и найденные выше значения б_вн и б_нар, получим:

для потолка

для пола

для стенок

Для правильности определения д и q₀ необходимо провести проверку по формуле (2.12)

(2.12)

Тогда для потолка при t = 41?C

для пола при t = 41?C

для стенок при t = 41?C

Так как температура t₂ оказалась ниже температуры наружной поверхности печи, то толщину стенки печи уменьшаем и снова определяем q₀ и t₂. При t = 41?C;

Для потолка д_{потолка}= 0,20 м;

Для пола д_пола= 0,36 м;

Для стенок д_стенок= 0,26 м;

Высоту калорифера h_к, м, определяем по формуле (2.13)

	(2.13)
где	P	-	расстояние между трубами калорифера, м; принимаем P = 0,04м; [1]



2.2 Определение полных потерь тепла через стенки печи

Полные потери тепла печи потолка Q_пот, Дж, определяем по формуле (2.14)

	(2.14)
где	Fвн	-	площадь потолка внутри печи, м2;
	Fнар	-	площадь потолка снаружи печи, м2;
	Fср	-	средняя площадь потолка снаружи и внутри печи, м2;

Если , то , иначе .

Длины, по которым вычисляются площади F_вн и F_нар для потолка, пола и стенок соответственно, берутся из эскиза печи.

Для пола печи F_вн^пот и F_нар^пот, м²,определяем по формуле (2.15) и (2.16)

	(2.15)
	(2.16)

Для калорифера F_вн^кал и F_нар^кал, м², определяем по формуле (2.17) и (2.18)

	(2.17)
	(2.18)
где	дк	-	Толщина стенки калорифера, м; принимаем дк = 0,05 м;

Для стенок калорифера F_{вн ст}^кал и F_{нар ст}^кал, м², определяем по формуле (2.19) и (2.20)

	(2.19)
	(2.20)
где	hк	-	высота калорифера, м;

Для потолка F_вн^пот и F_нар^пот, м², определяем по формуле (2.21) и (2.22)

	(2.21)
	(2.22)

Для стенок F_вн^ст и F_нар^ст, м², определяем по формуле (2.23) и (2.24)

	(2.23)
	(2.24)

Для пола

Для калорифера

Для стенок калорифера

Для потолка

Для стенок

Тогда полные потери тепла потолка печи

Полные потери пола печи

Полные потери стенок печи

Полные потери тепла печи Q_пп, Дж, определяем по формуле(2.25)

	(2.25)

Полные потери стенок тепла калорифера

Полные потери тепла печи с учетом калорифера Q, Дж, определяем по формуле (2.24)

	(2.24)

2.3 Уточнение размеров и мощности калорифера

Уточненная мощность нагревателя P_у, кВт, определяем по формуле (2.25)

	(2.25)

Уточненная мощность одного калорифера P_ку, кВт, определяем по формуле (2.26)

 (2.26)

Уточненная мощность одной фазы калорифера P_фу, кВт, определяем по формуле (2.27)

(2.27)

Количество ТЭНов на фазу в калорифере n_т, кВт, определяем по формуле (2.28)

(2.28)

Расстояние между ТЭНами с, м, определяем по формуле (1.7)

Ширина калорифера a, м, определяем по формуле (1.8)

Необходимо, чтобы выполнялось условие а=l_a, так как условие не выполняется производим дальнейший расчет.

При с = 0,010 м;

3. АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ ПЕЧИ

3.1 Аэродинамический расчет печи при открытой циркуляции воздуха

Потеря давления на каждом участке воздухопровода P, Па, определяем по формуле (3.1)

	(3.1)
где	l	-	длина соответствующего участка воздуховода, м;
	л	-	коэффициент сопротивления трения»
	d	-	диаметр воздуховода, м;
	ж	-	коэффициент местного сопротивления;
	с	-	плотность воздуха, кг/м3;
	V	-	Скорость воздуха, м/с;

Эквивалентный диаметр там, где он необходим d_эк, определяем по формуле (3.2)

	(3.2)
где	a, b	-	соответственно ширина и длина прямоугольного сечения, м;

Производим расчет падения напора по всем участкам с учетом коэффициентов местных сопротивлений [2].

Падение давления в калорифере определяем отдельно, в зависимости от скорости воздуха V в нем и плотности этого воздуха с.

Падение давления удобно определять в табличной форме. Расчет падение давления при открытой циркуляции воздуха представлен в таблице 3.1 - Падение давления воздуха в печи при открытой циркуляции воздуха.

Таблица 3.1 - Падение давления воздуха в печи при открытой циркуляции воздуха

№	l, м	Уж	d, м	V, м/с	сv2/2,МПа	л/d	lл/d 106	lл/d+ Уж	P,Па	P',Па
1	-	-	-	-	-	-	-	-	44,8	44,8
2	0,3	0,74	0,92	1,6	1,52	0,022	0,0065	0,75	1,14	45,94
3	0,59	0,99	2,58	0,2	0,02	0,007	0,0045	0,99	0,024	45,96
4	1,25	0,15	0,46	6,4	24,4	0,043	0,054	0,20	4,98	50,94
5	0,15	0,81	0,224	26,8	433,3	0,089	0,013	0,82	356,78	407,73
6	5	1,5	0,4	8,43	42,61	0,05	0,25	1,75	74,57	482,3
7	1	1,5	0,4	8,43	42,61	0,05	0,05	1,55	66,05	548,35
8	0,11	1,7	0,36	10,12	61,46	0,055	0,0061	1,71	104,8	653,22

Схема печи, с нанесенными на нее длинами участков представлении на рисунке 1

4. ВЫБОР ВЕНТИЛЯТОРА И ДВИГАТЕЛЯ ПЕЧИ

4.1 Выбор вентилятора для печи

При следующих исходных данных и вычисленных величинах: L = 3800 м3/ч; P_max = 653,2 Па из источника [1] выбираем вентилятор Ц4-70 №4, у которого

L= 4000 м³/ч;

з_в = 0,81;

P = 653,2 Па;

щ = 200 рад/с;

n_в = 1528 об/мин.

Принимаем n_в = 1500 об/мин.

4.2 Выбор двигателя вентилятора для печи

Электродвигатель вентилятора работает в длительном режиме. Мощность электродвигателя определяется Р_э, кВт, определяем по формуле (4.1)

	(4.1)
где	L	-	производность вентилятора, м3/ч;
	H	-	полный напор, Па;
	зВ	-	КПД вентилятора;
	зn	-	КПД передачи, принимаем зn = 0,8.

Используя полученное P_в = 1,07 кВт, n_в = 1500 об/мин и источник [1] выбираем двигатель ВАО, у которого

Р = 1,1 кВт;

n = 1420 об/мин;

з = 76,5;

cos ц = 0,77;

I_n/I_н = 4,5;

М_n/М_н = 2,0;

М_м/М_н = 2,5.

4.3 Выбор двигателя для привода тележки печи

Статическая мощность электродвигателя для передвижения тележки, Р_ст, кВт, определяем по формуле (4.2)

	(4.2)
где	К1	-	коэффициент, учитывающий трение реборды ходового колеса о рельс; при изменении отношения колеи рельсового пути к базе тележки для цилиндрического обода 2…2,3; принимаем К1 = 2,3;
	G	-	сила тяжести (вес) перемещаемого груза, Н;
	G1	-	сила тяжести (вес) тележки, Н;
	м	-	коэффициент трения скольжения, для роликоподшипников принимаем м = 0,015;
	r	-	радиус шейки вала колеса, м;
	f	-	коэффициент трения качения;
	vн	-	скорость перемещения тележки м/с; принимаем vн = 0,115 м/с;
	Rxk	-	радиус холодного колеса, м; принимаем Rxk = 0,2 м;
	з	-	КПД механизма перемещения; принимаем з = 0,7;

Сила тяжести перемещаемого груза G, Н, определяем по формуле (4.3)

	(4.3)
где	g	-	ускорение свободного падения, м/с; g = 9,81 м/с;
	n0	-	число остовов на тележке; принимаем n0 = 1;
	m0	-	масса одного остова, кг; принимаем m0 = 2610 кг;

Сила тяжести тележки G₁, Н, определяем по формуле (4.4)

	(4.4)
где	mm	-	масс транспортной тележки кг; принимаем mm = 400 кг;

Тогда

Расчетная мощность электродвигателя Р_р, кВт, определяем по формуле (4.5)

	(4.5)
где	K1	-	коэффициент допустимой механической перегрузки, принимаем K1 = 1,8;

Используя полную мощность Р_р = 1,6 кВт и источник [1] выбираем двигатель ВАО для привода двери тележки, у которого

Р = 2,2 кВт;

n = 1430 об/мин;

з = 80,5;

cos ц = 0,83;

I_n/I_н = 5,0;

М_n/M_н = 1,6;

М_м/М_н = 2,3.

Номинальный момент выбранного двигателя М_н, Н м, определяем по формуле (4.6)

	(4.6)
где	Pн	-	номинальная мощность выбранного электродвигателя, кВт;
	nн	-	номинальная скорость вращения выбранного электродвигателя, об/мин;

Максимальный момент выбранного электродвигателя с учетом возможного снижения напряжения М_max, Нм, определяем по формуле (4.7)

	(4.7)
где	Км	-	кратность максимального момента, принимаем Км = 2,3;

Пусковой момент выбранного электродвигателя М_n, Нм, определяем по формуле (4.8)

	(4.8)
где	Кn	-	кратность пускового момента, принимаем Кn = 1,6;

Момент сопротивления механизма передвижения тележки М_ст, Нм, определяем по формуле (4.9)

	(4.9)
где	Рст	-	статическая мощность для привода тележки, кВт;
	nс	-	скорость вращения механизма, об/мин; принимаем nс = 1500 об/мин;

Если найденные значения и больше , то выбранный двигатель удовлетворяет необходимым условиям

что больше

что больше

Двигатель выбран правильно.

4.4 Выбор электродвигателя привода двери печи

Электродвигатель привода двери также работает в кратковременном режиме работы. Статическая мощность электродвигателя двери Р_ст, кВт, определяем по формуле (4.10)

	(4.10)
где	G	-	сила тяжести (вес) поднимаемой двери, Н;
	vн	-	скорость подъема (опускания) груза, м/с;
	з	-	КПД механизма подъема;

Сила тяжести поднимаемой двери G, Н, определяем по формуле (4.11)

	(4.11)
где	md	-	масса двери печи, кг; принимаем md = 200 кг;

Тогда

Расчетная мощность электродвигателя Р_р, кВт, определяем по формуле (4.12)

 (4.12)

Используя полученную мощность Р_р = 0,18 кВт и источник [1] выбираем двигатель типа ВАО для привода двери тележки, у которого

Р = 0,2 кВт;

n = 1380 об/мин;

з = 64,0;

cos ц = 0,69

I_n/I_н = 4,5;

М_n/M_н = 2,0;

М_м/М_н = 2,1.

Номинальный момент двигателя М_n, Нм, определяем по формуле (4.13)

	(4.13)
где	Pн	-	номинальная мощность выбранного электродвигателя, кВт;
	nn	-	номинальная мощность вращения выбранного электродвигателя, об/мин;

Максимальный момент выбранного электродвигателя с учетом возможного снижения напряжения М_max, Нм, определяем по формуле (4.14)

	(4.14)
где	Км	-	кратность максимального момента, принимаем Км = 2,1;

Пусковой момент выбранного электродвигателя М_n, Нм, определяем по формуле (4.15)

	(4.15)
где	Кn	-	кратность пускового момента, принимаем Кn = 2,0;

Момент сопротивления механизма передвижения тележки М_ст, Нм, определяем по формуле (4.16)

	(4.16)
где	Рст	-	статическая мощность для привода тележки, кВт;
	nс	-	скорость вращения механизма, об/мин; принимаем nс = 1500 об/мин;

Если найденные значения и больше , то выбранный двигатель удовлетворяет необходимым условиям

что больше

что больше

Двигатель выбран правильно.

5. РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ ПЕЧИ ДЛЯ СУШКИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЕЙ

При составлении принципиальной электрической схемы печи необходимо учесть следующие требования и ограничения:

а) электрическая схема должна обеспечивать возможность ступенчатого автоматического и ручного регулирования температуры в печи;

б) вентилятор печи должен включаться только при закрытых дверях печи;

в) электрические калориферы могут быть включены в сеть только после включения вентилятора, чтобы не пережечь нагревательные элементы в отсутствии потока воздуха в калорифере;

г) перемещение тележки в печь и из печи должно быть возможным только в случае нахождения двери печи в крайнем верхнем положении (дверь полностью открыта);

д) подъем и опускание двери печи возможны только при нахождении тележки в двух крайних положениях: в печи и полностью выведенной из печи;

е) при достижении тележкой двух крайних положений электродвигатель тележки должен автоматически отключаться от сети;

ж) электродвигатели вентилятора, тележки и двери должны быть снабжены защитой от токов короткого замыкания и перегрузки;

з) электродвигатели тележки и двери должны быть снабжены реверсивными пускателями;

и) нагревательные элементы электрокалорифера должны быть обеспечены защитой от токов короткого замыкания;

к) должна быть обеспечена световая сигнализация о наличии напряжения в трехфазной сети;

л) должна быть предусмотрена возможность перехода с автоматического регулирования температуры в печи на ручное регулирование.

Требование п.п. а) может обеспечиваться переключением нагревателей со звезды на треугольник и выключением части секций калорифера. Автоматизация процесса нагрева обеспечивается введением в электрическую схему регуляторов температуры.

Требования п.п. а), г), д), е) обеспечивается введением в электрическую схему конечных выключателей.

Требование п.п. б) обеспечивается вспомогательными контактами магнитного пускателя электродвигателя вентилятора.

Защита электродвигателей от перегрузки обеспечивается при помощи электротепловых реле, которые вмонтированы в магнитные пускатели.

Защита электродвигателей и электронагревателей от токов короткого замыкания обеспечивается плавкими предохранителями или автоматическими выключателями с электромагнитными расцепителями.

Реверсирование электродвигателей производится реверсивными магнитными пускателями или применением двух нереверсивных магнитных пускателей.

Для сигнализации наличия напряжения в трех фазах питающей линии между фазами питающей линии включают электрические сигнальные лампы.

Включение нагревательных элементов в цепь производится контакторами. Контактор в отличие от магнитного пускателя не имеет встроенных электротепловых реле и не имеет кожуха.

Количество вспомогательных контактов в магнитных пускателях и конечных включателях ограничено.

Если требующееся количество вспомогательных контактов в магнитных пускателях или конечных выключателях превышает их наличие на указанных аппаратах, то применяют промежуточные реле или размножители контактов.

При защите электродвигателей от короткого замыкания при помощи плавких предохранителей катушки магнитных пускателей должны включаться на междуфазное напряжение (380 В), а при защите автоматическими выключателями, катушки магнитных пускателей должны включаться между фазой и нулевым проводом (220 В).

В электрической схеме должен быть предусмотрен разъединитель для снятия напряжения со всей схемы в случае необходимости ремонта или ревизии всей установки.

6. ВЫБОР ЭЛЕМЕНТОВ СИЛОВОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЦЕПИ

6.1 Выбор элементов силовой цепи для двигателя вентилятора

Так как данный двигатель работает более 4000 часов в год, то расчет ведем как для длительного режима работы. В этом случае провод выбираем по экономическому сечению токоведущей жилы и нагревательному действию тока.

Рабочий ток двигателя I_р^внет , А, определяем по формуле (6.1)

(6.1)

По нагревательному действию тока соответствует кабель марки ПРТО с сечением токоведущей жилы 1мм² и токовой нагрузки 12 А.

Экономическое сечение провода F_эк, мм², определяем по формуле (6.2)

	(6.2)
где	jэк	-	плотность тока, А/мм2; принимаем jэк = 1,8 А/мм2;

Так как по нагревательному действию тока получается провод большего сечения, то окончательно принимаем провод, полученный по условию нагрева кабеля. Окончательно принимаем кабель ПРТО с сечением токоведущей жилы 1 мм² и токовой нагрузки 12 А.

Выбираем магнитный пускатель ПМЕ 122 с тепловым реле ТРН-8 с предельной мощностью двигателя 4 кВт и номинальным током I_ном = 10 А, с защищенным исполнением, с потребляемым током катушки 0,06 А и напряжением 380 В, числом замыкающих контактов 2 и размыкающих контактов 2.

По рабочему току катушки пускателя выбираем кнопку управления КУВ-2 с числом кнопочных элементов 2, взрывобезопасного исполнения.

I = 2,5…10 А.

Выбор предохранителей по номинальному току плавкой вставки I_в, А, производим по формуле (6.3)

	(6.3)
где	K	-	коэффициент, который выбирается в зависимости от длительности прохождения пикового тока, при более длительных пусках К = 1,6…2,0; принимаем К=2,0;

Проверяем условие

Так как условие выполняется, то выбираем плавкие предохранители ПК-45 с номинальным током плавкой вставки I_в = 3,83 А.

Выбор плавких предохранителей для цепи управления производим по длительному действию тока, т.е. I_дл = I_к^вент, I_дл = 0,060 А; I_в > I_дл. Выбираем плавкие предохранители с номинальным током плавкой вставки I_в = 0,2 А.

6.2 Выбор элементов силовой цепи для двигателя перемещения тележки

Так как двигатель работает менее 4000 часов в год, то расчет провода ведем по нагревательному действию тока.

Рабочий ток для привода тележки I_р^т, А, определяем по формуле (6.4)

(6.4)

Так как по нагревательному действию тока получается провод большего сечения, то окончательно принимаем провод, полученный по условию нагрева кабеля. Окончательно принимаем кабель ПРТО с сечением токоведущей жилы 1 мм² и токовой нагрузки 12 А.

Выбираем магнитный пускатель ПМЕ 224 с тепловым реле ТРН-24 с предельной мощностью двигателя 10 кВт и номинальным током I_ном = 23 А, с защищенным исполнением, числом замыкающих контактов 2 и размыкающих контактов 2.

Выбираем кнопку управления типа КУВ-3 с числом кнопчатых элементов 3 («вправо», «влево», «стоп»), продолжительным током 2,5…10 А, взрывобезопасного исполнения.

Выбор предохранителей по номинальному току плавкой вставки I_в, А производим по формуле (6.5)

(6.5)



Выбираем плавкие предохранители ПН2-100 с номинальным током плавкой вставки I_в = 30 А.

Проверяем условие

Так как условие выполняется, то выбираем плавкие предохранители ПН2-100 с номинальным током плавкой вставки I_в = 3,83 А.

6.3 Выбор элементов силовой цепи для двигателя поднятия двери

Так как двигатель работает менее 4000 часов в год, то расчет провода ведем по нагревательному действию тока.

Рабочий ток для двигателя поднятия двери I_р^д, А, определяем по формуле (6.6)

(6.6)

Так как по нагревательному действию тока получается провод большего сечения, то окончательно принимаем провод, полученный по условию нагрева кабеля. Окончательно принимаем кабель ПРТО с сечением токоведущей жилы 1 мм² и токовой нагрузки 12 А.

Выбираем магнитный пускатель ПМЕ 122 с тепловым реле ТРН-8 с предельной мощностью двигателя 2,2 кВт и номинальным током I_ном = 10 А, с защищенным исполнением, числом замыкающих контактов 2 и размыкающих контактов 2.

Выбираем кнопку управления типа КУВ-3 с числом кнопчатых элементов 3 («вправо», «влево», «стоп»), продолжительным током 2,5…10 А, взрывобезопасного исполнения.

Выбор предохранителей по номинальному току плавкой вставки I_в, А производим по формуле (6.7)

(6.7)

Выбираем плавкие предохранители ПН2-100 с номинальным током плавкой вставки I_в = 30 А.

Проверяем условие

Так как условие выполняется, то выбираем плавкие предохранители ПН2-100 с номинальным током плавкой вставки I_в = 0,99 А.

6.4 Выбор элементов силовой цепи для схемы калорифера

Так как калорифер работает более 4000 часов в год, то расчет ведем как для длительного режима работы. В этом случае кабель выбираем по экономическому сечению токоведущей жилы и нагревательному действию тока.

Рабочий ток калорифера I_р^к, А, определяем по формуле (6.8)

(6.8)

По нагревательному действию тока выбираем три кабеля марки ВРГ с сечением токоведущей жилы 50 мм²и токовой нагрузкой 120 А.

Экономическое сечение кабеля F_эк, мм², определяем по формуле (6.9)

(6.9)

Где j_эк - плотность тока, А/мм²; принимаем j_эк = 2А/мм²;

Окончательно принимаем кабель марки ВРГ с сечением токоведущей жилы 35 мм² и токовой нагрузки 110 А, так как полученный по нагревательному действию тока кабель имеет наименьшее сечение.

По рабочему току одного калорифера I_p1^к = 278,8 A и напряжению Uл = 380 B выбираем электромагнитные трехполюсные контакторы с гашением дуги, марки КТВ-35 с I_доп = 450 А и напряжением U = 380 B.

Выбор плавких предохранителей производим по длительному действию тока, т.е I_дл = I_рк; I_дл = 278,8 А; I_в > I_дл. Выбираем плавкие предохранители ПР-2 с номинальным напряжение 440 В, номинальным током плавкой вставки 300 А.

Выбор плавких предохранителей для цепи управления производим по длительному действию тока, т.е. I_дл = I_кк. Самое большое потребление тока в цепи управления калорифером происходит в начальный момент, когда работают катушки двух контакторов, тогда их суммарный ток I_кк, А определяем по формуле (6.10)

	(6.10)
где	Iк1	-	ток, потребляемый катушкой контактора, А; принимаем Iк1 = 2 А;
	Iк2	-	ток, потребляемый катушкой реле, А; принимаем Iк2 = 0,3 А.

Тогда I_дл = 8,6 А; I_в > I_д. Выбираем плавкие предохранители ПР-2 с номинальным током плавкой вставки I_в = 10 А.

Выбираем промежуточные реле КР1 типа ПМ12-004220 с номинальным напряжением до 600 В, длительно допустимым током 4 А, с двумя размыкающими контактами.

В качестве кнопок управления принимаем КУВ-2, взрывобезопасного исполнения, с числом кнопочных элементов - 2 и продолжительным током 2,5 - 10 А.

6.5 Выбор ограничивающего резистора и ламп цепи сигнализации

Предусматриваем лампочки для сигнализации о наличии напряжения в трех фазной цепи. Выбираем лампы со следующими параметрами: U_л = 26 В, I_л = 0,12 А. Для подключения этих ламп в трехфазную сеть необходимо предусмотреть ограничивающие резисторы. Номинальную величину ограничивающего резистора R_р, Ом, определяем по формуле (6.11)

	(6.11)
где	Umax	-	максимальное напряжение в сети, В; принимаем Umax = 440 А;

Для увеличения срока службы лампы нужно снизить на ней напряжение, увеличив ограничивающее сопротивление резистора. R_p = 3200 Ом. Выбираем резистор ПЭВ-50, I_н = 50 А.

6.6 Выбор элементов схемы для подводящих проводов

Выбор производим по току, который будет проходить по кабелям при одновременной работе калорифера и вентилятора, так как остальные двигатели работают в кратковременном режиме I_р^подв, А, определяем по формуле (6.12)

	(6.12)

По нагревательному действию тока соответствует два кабель марки ВРГ с сечением токоведущей жилы 50 мм² и токовой нагрузки 140 А.

Экономическое сечение кабеля F_эк, мм², определяем по формуле (6.13)

	(6.13)

Принимаем кабель ВРГ с сечение токоведущей жилы 70 мм2 и токовой нагрузки 160 А.

Выбираем рубильник Р-34 с номинальным током 400 А и числом полюсов 3.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

электрический печь тепловой

1 Родько В. И. Разработка электрической цепи для сушки тяговых электродвигателей: Пособие для курсового проектирования по дисциплине «Основы разработки, проектирования и эксплуатации технологического оборудования» / В. И. Родько. - Гомель: БелГУТ, 2001. - 43 с.

2 Калинушкин М. П. Вентиляторные установки: Учеб. пособие для строит. вузов. - 7-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая школа, 1979.- 218с.

Размещено на Allbest.ru

...