Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Республики Коми

Государственное профессиональное образовательное учреждение

«Сыктывкарский индустриальный колледж»

(ГПОУ «СИК»)

Курсовой проект

Тема: Проектирование панели управления насосной установки

Руководитель:

преподаватель

Бойчак А.С.

Исполнитель:

студент группы МЭ-41

Мальцев М.Р.

Сыктывкар 2014

Введение

Насосные установки широко применяются во всех отраслях промышленности для перекачивания жидких сред, а также технологической и охлаждающей воды. Сюда относятся насосы для перекачки охлаждающей эмульсии в металлообработке, насосы в системе водоснабжения и канализации, специальные насосы для химических сред в гальванических цехах, насосы для пропиточных составов, лакокрасочных материалов и т.п.

Среди многих типов насосов, таких как насосы вытеснения, струйные, пневматические, наибольшее применение получили центробежные.

Этот тип насосов имеет простую конструкцию, простоту изготовления, эксплуатации, сравнительно небольшой вес, небольшие габариты по сравнению с насосами других типов. Этот насос обеспечивает плавность подачи, равномерность подачи. Также у него отсутствует клапанная головка, как у насосов вытеснения.

Насос имеет свои недостатки: низкий напор, небольшой КПД, малую всасывающую способность.

Цели и задачи.

Целью данной курсовой работы является проектирование насосной установки, закрепление теоретических знаний в области гидравлических машин, освоения навыков, инженерных расчётов насосных установок, освоения работы со справочной литературой.

Схема центробежного насоса

Данный насос работает под действием центробежной силы, которую вызывает вращение рабочего колеса. В корпусе насоса расположены одно или несколько колес, которые жестко закреплены на валу. Каждое колесо, если их несколько, имеет выпуклые лопасти, соединяющие пару дисков. Жидкость поступает через всасывающий патрубок. При активации агрегата вал, который соединен с электромотором, запускает колесо. Оно начинает захватывать воду и отбрасывать ее от центра к периферии колеса. Нарастающая центробежная сила способствует перемещению жидкости в нагнетательный трубопровод посредством направляющей камеры. Так, между лопастями растет давление по мере того как освобождается пространство, что и позволяет новой порции жидкости поступать из трубопровода. Обычно всасывающий патрубок имеет фильтр, который не дает взвесям и мусору проникать в корпус насоса. Принцип действия одноступенчатых и многоступенчатых насосов аналогичен. Разница заключается в том, что в многоколесных агрегатах давление растет в каждом последующем колесе.

1. Исходные данные

Данные для расчета приведены в таблице 1.

Таб. 1

Рисунок 1. Кинематическая схема насосной установки

1-Насос

2-Резервуар

h1- Глубина подъема

h2-Высота подъема

проектирование панель управление насос

В качестве привода насоса применяем асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.

2. Расчет мощности и выбор двигателя

Существует много механизмов, работающих продолжительно с неизменной или мало меняющейся нагрузкой без регулирования скорости, например насосы, компрессоры, вентиляторы и т.п.

При выборе электродвигателя для такого режима необходимо знать мощность, потребляемую механизмом. Если эта мощность неизвестна, ее определяют теоретическими расчетами.

При известной мощности механизма мощность электродвигателя выбирается по каталогу с учетом КПД промежуточной передачи.

Мощность двигателя определяем по формуле:

Где:

Q-Производительность насоса

H-Общая высота подьема

Y-удельный вес воды

-кпд двигателя, насоса, передач

Определяем мощность:

По справочнику выбираем электродвигатель типа АИР 250М2 90 кВт 3000 об/мин

Данные по двигателю представлены в таблице 2.

Таб. 2

3. Выбор схемы питания привода насоса

Питание двигателя насоса осуществляется от трехфазной сети переменного тока напряжением 380В, частоты 50Гц. В схеме управления насоса предусмотрен ручной и автоматический режим с реле уровня заполнения бака. Схема управления предоставлена в графической части курсового проекта.

4. Описание работы схемы

Переключение режимов работы (ручной и автоматический) и питание реле осуществляется с помощью переключателя SA1.

Ручной режим

В ручном режиме пуска двигателя управление осуществляется кнопками стоп SB1 и пуск SB2. При нажатии кнопки пуск SB2 ток начинает проходить через следующие элементы: предохранитель FU1, переключатель SA, кнопку стоп SB1, кнопку пуск SB2, катушку контактора KM и замыкается на ноль. При этом катушка притягивает подвижный сердечник контактора что замыкает силовые контакты. 13 и 14 вспомогательные контакты пускателя замыкаются, осуществляя самоподхват. Для отключения следует нажать кнопку стоп SB1.

Автоматический режим

В автоматическом режиме управление двигателем осуществляется электродным реле заполнения бака. К выводам XT1, XT2, XT3, подключаются электроды, причем, электрода XT3 не должен быть выше электрода XT2. Электрод XT1 располагается на верхней границе, при достижении которой насос отключается. Электрод XT3 располагается на дне бака или может быть прикреплен к самому баку в случае, если бак металлический или из нержавеющей стали. Электрод XT2 располагается на нижней границе бака.

При отсутствии воды (или при уровне воды ниже датчика XT1) в резервуаре транзистор VT1 закрыт и реле обесточено, при этом насос включен в сеть через нормально замкнутые контакты реле К1 и контакты переключателя SA. Резервуар наполняется водой.

При достижении водой датчика нижнего уровня XT2 ничего не происходит, так как датчик отсоединён от схемы нормально разомкнутыми контактами реле К1.1. При достижении водой датчика верхнего уровня XT1 через транзистор начинает протекать базовый ток, транзистор открывается, включается реле К и своими контактами К1 отключает насос.

При этом замыкаются и контакты реле К1.1, подключая к схеме датчик нижнего уровня XT2.

Теперь насос не включится, пока уровень воды не опустится ниже датчика XT2.

Можно регулировать чувствительность схемы подбором номинала резистора R2.

Светодиод HL1 служит для индикации подачи питания на схему

Трансформатор снижает переменное напряжение 220 В до 24-30 В, диодный мост D1-D4 выпрямляет это напряжение, а конденсатор С1 служит для сглаживания пульсаций выпрямленного напряжения.

Диод D5 служит для защиты транзистора VT1 от бросков напряжения при коммутации реле К.

5. Выбор аппаратов и питающих проводников

Выбор автоматического выключателя QF

Автоматический выключатель - это механический аппарат, предназначенный для коммутации (включения и отключения) электрической цепи. Он может коммутировать как электрические цепи находящиеся в нормальном состоянии, так и при коротких замыкания.

В любом автоматическом выключателе задействуется два устройства для его отключения это тепловой и электромагнитный.

Устройство теплового расцепителя -- этот механизм предотвращает протекание токов больших чем номинальные. Состоит он из биметаллической пластины, через которую протекает ток.

Устройство электромагнитного расцепителя - этот механизм срабатывает при возникновении резкого увеличения тока. Такое происходит при коротких замыканиях. Суть действия этого механизма сводится к тому, что при возникновении токов короткого замыкания сердечник втягивается в катушку и прикрепленный к сердечнику подвижный контакт размыкает цепь, то есть выключает автоматический выключатель.

Для выбора АВ определяем номинальный ток двигателя по формуле:

где:

P(Вт)-мощность двигателя

U(В)-напряжение сети

Определяем расчетный ток расцепителя по формуле:

где:

-расчетный ток расцепителя

-номинальный ток

Выбор автоматического выключателя осуществляется по условию:

где:

Iртаб - расчетное табличное

значение тока расцепителя

Выбираем автоматический выключатель типа АЕ2066М1

Iртаб =160А.

Выбор контактора КМ

Контактор - двухпозиционный электромагнитный аппарат, предназначенный для частых дистанционных включений и выключений силовых электрических цепей в нормальном режиме работы.

Выбор контактора осуществляется путем сравнения требуемых и выбранных данных. Составляем сравнительную таблицу 3 и выбираем контактор типа КТ6623.

Сравнительная таблица 3

Выбор реле контроля уровня воды

Реле контроля уровня используются для регулирования объема жидкости и применяются для управления сливом и наполнением резервуаров.

Выбор осуществляем путем сравнения требуемых характеристик и характеристик прибора, составляем сравнительную таблицу.

Таб. 4. Сравнительные данные реле уровня воды

Применяем реле типа EBR-1.

Описание:

Данные приборы монтируются на DIN-рейку. Реле контроля уровня EBR-1 (одноканальный) управляет работой насосов и клапанов для регулирования уровней жидкости, а также применяется для защиты насосов от сухого хода или защиты баков от переполнения жидкостью. Прибор поддерживает заданный уровень жидкости в резервуарах промышленного назначения, бассейнах, водонапорных башнях и т.п. Максимальное расстояние между электродами и реле составляет 100 метров.

Технические характеристики:

Рабочая температура: -10 єC до +45 єC.

Номинальное напряжение: 230В.

Чувствительность: 50 кОм макс.

Потребляемая мощность: 4Вт.

Монтаж: На DIN-рейку.

Выбор предохранителя FU1

Электрический предохранитель -- компонент электрических и радиоэлектронных устройств, предназначенный для защиты оборудования и приборов от повреждений при их неисправностях или для защиты питающей сети от аварийных электрических токов, возникающих при авариях и отказах, неправильного включения, ошибок монтажа.

В плавких предохранителях при превышении тока свыше номинального происходит разрушение токопроводящего элемента предохранителя.

Для выбора предохранителе определяем номинальный ток цепи управления по формуле:

где:

P-мощность потребителей (Вт)

U-напряжение сети (В)

В сеть управления включены следующие потребители:

-катушка магнитного пускателя 250Вт.

-реле уровня жидкости 4Вт.

Определяем ток:

По справочнику применяем предохранитель 1.5А 220В.

Выбор кнопок управления и переключателя

Для управления в ручном режиме применяем кнопки стоп (нормально замкнутую) и пуск (нормально разомкнутую). Выбор осуществляется по току и напряжению сети, необходимому количеству типов контактов. Составляем сравнительную таблицу.

Таб. 5. Сравнительные данные кнопок управления и переключателя

Применяем кнопки типа КЕ 011 (черный/красный), переключатель КЕ 062.

Размещено на Allbest.ru