Размещено на http://www.allbest.ru/

Вступ

Однією з базових галузей народного господарства є енергетика. Вона відіграла головну роль у науково-технічному прогресі .

Широке використання електричної енергії у сільському господарстві є однією з умов постійного розвитку сільськогосподарського виробництва.

Завдяки широкому застосуванню електроенергії сільськогосподарське виробництво стає високомеханізованою галуззю народного господарства. За останні роки значно розширилась і якісно змінилась енергетична база сільськогосподарських підприємств. Розширюється використання електромеханізованих поточних технологічних ліній на птахофермах, в кормоцехах та на зерноочисних потоках. Швидко зростає оснащення ферм сучасним обладнанням.

В сільському господарстві електропривод є основним засобом приведення в рух практично всіх стаціонарних машин і частини мобільних машин.

Електропривод в сільськогосподарському виробництві більшості випадків працює у навколишньому середовищі, параметри якого значно відхилені від встановлених норм для електродвигунів і апаратури керування. До таких параметрів відносяться: вологість, загазованість, запилення і різка зміна температури. Сукупність дій всіх цих факторів викликає зволоження і поступове руйнування ізоляції зі зниженням опору і підвищення втрат струму на корпус.

Вентиляція -- це регулювання повітрообміну в приміщенні з метою створення нормованих параметрів мікроклімату (температури, вологості, газового складу повітря,запиленості та швидкості руху повітря).

У виробничих приміщеннях сільськогосподарських підприємств, як правило, нормовані значення температури та вологості, а в тваринницьких приміщеннях -- ще і швидкість руху повітря. Вентиляція приміщень здійснюється припливними і витяжними вентиляційними системами.

Вентиляційні установки будують з природною тягою, механічним спонукачем тяги та комбіновані. Застосовуються припливні і витяжні механічні системи вентиляції. Припливні системи з механічним спонуканням тяги у деяких випадках мають підігрів повітря за рахунок водяних, парових та електричних калориферів або використовують припливно-витяжні установки серії ПВУ. В таких вентиляційних установках використовуються вентилятори.

Вентилятором називають гідравлічну машину, призначену для перемішування чи переміщення під певним тиском повітря або його сумішей з дрібними частинками за допомогою робочого органа вентилятора у вигляді лопаток. Вентилятори поділяються на радіальні (відцентрові) та осьові.

Слід зазначити, що мета електрифікації і автоматизації не обмежується лише зменшенням затрат праці і підвищення ефективності використання техніки. Вона сприяє створенню ресурсозберігаючих технологій, а також підвищенню продуктивності тварин і птиці, урожайності сільськогосподарських культур. Велике значення має створення сприятливих, а іноді комфортних умов для працівників, зайнятих у електрифікованому і автоматизованому сільськогосподарському виробництві.

Оскільки сільське господарство дедалі більше оснащуватиметься електричним і технологічним обладнанням і з застосуванням різних засобів і систем автоматизації , сучасний спеціаліст із технічною освітою має бути обізнаний з будовою різних систем автоматизації технологічних процесів.



1. Технічні дані витяжної вентиляційної установки, опис роботи технологічної схеми

У сільськосподарському виробництві вентиляційні установки застосовують для підтримання заданих параметрів мікроклімату (температури, вологості, газового складу і чистоти повітря). Для витяжних систем вентиляції тваринницьких, птахівницьких та інших виробничих приміщень, як правило, використовують осьові вентилятори серії ВО, які мають регулювання подачі повітря. Регулювання подачі вентиляторів здійснюється за рахунок зміни частоти обертання спеціальних двигунів АИРП та 4АПА, якими комплектуються вентилятори. Буква П в позначенні двигунів означає, що вони обдуваються вентиляторами з якими комплектуються. Такі двигуни стійкі проти вологи, хімічних речовин та впливу низьких температур.

Осьові вентилятори створюють статичний тиск від 30 до 300 Па. Як правило, вентилятори працюють у тривалому режимі з постійним або слабко змінним навантаженням.

Враховуючи вищенаведене для витяжної вентиляційної системи вибираємо вентилятор ВОФ 7,1А.

Технічні дані установки ВОФ 7,1А:

-діаметр робочого колеса -710 мм;

-робочий тиск- 110…120 Па.;

-максимальний ККД - 67%;

-швидкість обертання робочого колеса-930 об/хв.;

-вага -56 кг;

-потужність електродвигуна-0,55 кВт.

Осьові вентилятори ВОФ 7,1 А подають велику кількість повітря при низькому тиску. Вентилятор , мал. 1.1 , складається з корпуса -1, робочого колеса- 2, посадженого на вал електродвигуна-3, короба-4 закритого жалюзями-5. З боку електродвигуна вентилятор закритий огороджувальною решіткою-6. При непрацюючому вентиляторі жалюзі закривають вихідний патрубок. А під дією потоку повітря жалюзі відхиляються.

Мал.1.1 Технологічна схема вентилятора ВОФ 7,1 А.

2. Визначення потужності і вибір типу електродвигуна з розрахунком і побудовою механічної характеристики робочої машини та двигуна. Визначення режиму роботи електродвигуна

витяжний вентиляція електродвигун потужність

Як правило, вентилятори працюють у тривалому режимі з постійним або слабко змінним навантаженням, тому режим роботи двигуна-тривалий. Потужність двигуна, кВт, для привода осьового вентилятора можна визначити за виразом:

Р_р=К_зQ_нН_н /10³ з_перз_в , (2.1) [3.ст89 ]



де Q_в-подача вентилятора, м³/с;

Н_в-тиск вентилятора, Па;

К_з=1,15-коефіцієнт запасу(табл.2.10 Л3 ст.89)

з_пер=1 ККД передачі;

з_в=0,67 ККД насоса.

З технічних даних вентилятора Q_в=10500м³/год=2,92 м³/с, Н_в=110 Па

Р_р=1,15 ·2,92·110/ 10³·1·0,67=0,55 кВт.

З довідника (Л1 с.369)вибираємо електродвигун з підвищеним ковзанням для привода осьових вентиляторів номінальною потужністю за умовою Р_н ? Р_р 4АПА80А6У2 , Р_н=0,55 кВт, І_н=2,1А, К_і=4, n=930 об/хв., кратності критичного та пускового моментів: м _к=2,2 , м _п=2,0, ККД=66%, соsц=0,62. p=3-кількість пар полюсів, J_p=0,002кг·м².

Розраховуємо механічну характеристику асинхронного двигуна з короткозамкненим ротором, який працює в мережі з напругою 380В частотою 50Гц, 4АПА80А6У2

1.Визначаємо кутову частоту обертання магнітного поля статора:

w_о= (рад/с) (2.2) [5.ст48 ]

w_о==104,7 (рад/с)

2.Визначаємо номінальне ковзання:

S_н=(n_о-n_ном)/ n_о (2.3) [1.ст24 ]

S_н =(1000-930)/1000=0,07

3. Визначаємо номінальну кутову частоту обертання ротора двигуна w_ном:

З формули S_н=(w_о-w_ном)/ w_о,

w_ном= w_о(1- S_н)=104,7 (1-0,07)=97,4(рад/с).

4. Визначаємо номінальний момент:

М_ном=10³ Р_ном/ w_ном (Н м) (2.4) [1.ст24 ]

М_ном=10000,55/97,4=5,65 (Н м)

5. Визначаємо критичний та пусковий моменти:

М_к= М_ном· м _к (Н·м). (2.5) [1.ст24 ]

М_к==5,65 2,2=12,43(Н·м).

М_п= М_ном· м _п (Н·м). (2.6) [1.ст25 ]

М_п=5,65 2,0=11,3(Н·м).

6.Визначаємо критичне ковзання:

S_к = (2.7) [1.ст24 ]

S_к == 0,5

7. Визначаємо коефіцієнт

(2.8) [1.ст23 ]

=3

8. По уточненій формулі Клосса визначаємо інші обертальні моменти для різних значень ковзання:

М= (2.9) [1.ст23 ]

Для S=0,01 , М==1,17( Н м)

Для інших значень ковзання (одне- два значення S в межах від S_н до S_к, чотири-п'ять значеннь S в межах від S_к до 1 ) проводимо аналогічні розрахунки і результати зводимо в таблицю 2.1.

По визначеним точкам будуємо механічну характеристику мал. 2.1.

Таблиця 2.1.Зведені дані розрахунку моментів

S	0,01	0,07	0,1	0,2	0,3	0,5	0,6	0,7	0,8	1
М,Нм	1,17	5,65	7,5	10,5	11,8	12,43	12,34	12,15	11,9	11,3
Мс,Нм	6,3	5,65	5,3	4,3	3,44	2,03	1,5	1,09	0,8	0,565
Мд,Нм		0	2,2	6,2	8,36	10,4	10,84	11,06	11,1	10,74
Wс, с-1	103,7	97,4	94,23	83,76	73,3	52,35	41,88	31,41	20,94	0

Визначаємо координати для побудови графіка механічної характеристики робочої машини за формулою і будуємо механічну характеристику робочої машини:

М_с=М_с.о+(М_с.ном-М_с.о) · (W_с/W_c.ном)^х (2.10) [ 2 ст. 9 ]

де, М_с.о- момент статичних опорів тертя в рухомих частинах машини

М_с.о =(0,05…0,15) М_с.ном (2.9) [ 3 ст.37 ]

М_с.ном- момент статичних опорів при номінальній кутовій швидкості

М_с.ном= 5,65 Нм

W_с.ном- номінальна кутова швидкість

W_с.ном= W_ном=97,4 ( рад/сек.)

W_с- задана кутова швидкість

Х- показник степеня, який враховує вид характеристики.

Для вентиляторів , Х=2;

Приймаємо М_с.о =0,1М_с.ном , М_со=0,1· 5,65 =0,565 Нм;

М_с1=0,565 +(5,65 -0,565) · (103,7/97,4) ²=6,3 Нм;

Аналогічно розраховуємо інші значення М_с, дані розрахунків заносимо в таблицю 2.1

Механічна характеристика двигуна та вентилятора приведені на мал.2.1.

Малюнок 2.1 Механічна характеристика двигуна та вентилятора

3. Визначення тривалості пуску електродвигуна

Для визначення тривалості пуску використовуємо графоаналітичний метод. Для цього графічно будуємо криву динамічного моменту М_д мал 2.1 М_д=М-М_с , де М-механічна характеристика електродвигуна, М_с- механічна характеристика робочої машини, і поділяємо графік на 5 ділянок (104,7:5=20,94 рад/с), на кожній з яких момент передбачається постійним і рівним середньому значенню .

Розраховуємо зведений момент інерції:

J_зв =F_jJ_р-J_р-, (3.1) [ 1 ст.55 ]

де F_j-коефіцієнт інерції (табл. 3 ,ст55 Л1 приймаємо F_j=10) , J_р-момент інерції ротора електродвигуна (табличні довідкові дані J_p=0,002кг·м².).

J_зв =10·0,002-0,002=0,018 кг·м².

-на кожній i-^й ділянці знаходимо приріст часу за виразом :

?t_і= = (3.2) [ 1 ст.62]

де ?w_і -і-та ділянка кутової швидкості , j_зв-зведений момент інерції кг·м², М_{дин.сер.і}-середнє значення динамічного моменту і-ї ділянки.

?t₁= =0,034 с; ?t₂= =0,034 с;

?t₃= =0,036 с; ?t₄= =0,045 с;

?t₅= =0,17 с;

Знаючи тривалість розгону на кожній ділянці ?t_і , повний час пуску визначається сумою : t_п = .

t_п =0,034 +0,034 +0,036 +0,045 +0,17 =0,32с.

4. Визначення повної, активної та реактивної потужності, споживаної електродвигуном

У паспортних або каталожних даних вказується активна потужність електродвигуна та коефіцієнт потужності (Р=0,55 кВт, cosц=0,62), тому повну потужність можна визначити з формули:



cosц = = (4.1) [1 ст. 102]

= (4.2) [1 ст. 102]

==0,89 кВА

Реактивну потужність споживану двигуном визначаємо за формулою:

= (4.3) [1 ст.102]

= (4.4) [1 ст.102]

= = 0,7 кВАР

Результати розрахунків зведемо в таблицю 4.1:

Таблиця 4.1 Результати розрахунку потужностей

Потужність	Позначення	Значення	Одиниці вим.
повна		0,89	кВА
активна	Р	0,55	кВт
реактивна		0,7	кВАР

5. Розробка схеми керування електроприводом установки , опис роботи схеми

Принципова електрична схема включає елементи керування, захисту та сигналізації приведена на мал.5.1

Живиться установка від мережі напругою 380В частотою 50 Гц. Для захисту двигуна від струмів короткого замикання використаний автоматичний

вимикач з електромагнітним розчіплювачем QF1. Для захисту двигуна від струмів перевантаження використано електротеплове реле КК1. Вмикання та вимикання електродвигуна здійснюється кнопками SB1 та SB2 через електромагнітне проміжне реле КV1. Індикаторна лампа НL1сигналізує про подачу напруги в схему керування. Перемикач SА1 дозволяє перемикати виводи автотрансформатора до обмоток двигуна, змінюючи частоту обертів. Захист схеми керування забезпечується запобіжником FU1.

При використанні в системі витяжної вентиляції більшої кількості вентиляторів типу ВОФ доцільно використати в якості системи керування комплектний пристрій шафу керування ШОА 9203-347УХЛ3. Обладнання даної шафи передбачає ручне та автоматичне керування параметрами мікроклімату.



Мал.5.1 Електрична принципова схема витяжної вентиляційної установки



6. Вибір апаратів керування та захисту

Для забезпечення надійного захисту двигуна від струмів короткого замикання і недопустимості вимикання його під час пуску вибирають з довідників автоматичний вимикач зі струмом розчіплювача за умовою: І_е.ном.?І_дв.ном. , та перевіряють вибраний автомат з розчіплювачем на можливість спрацювання при пускові двигуна. Вибираємо вимикач ВА51Г25-34 зі струмом розчіплювача 2,5 А, К_е/т=14І_нр.

Визначаємо силу розрахункового струму спрацювання розчіплювача при пускові двигуна:

І_е.роз=К_зап К_ру К_рп К_і І_дв.ном (6.1) [1 ст.145]

де: К_зап=1,1 -коефіцієнт запасу , що враховує коливання напруги в мережі;

К_ру=1,25- коефіцієнт , що враховує неточність уставки за струмом спрацювання електромагнітних розчіплювачів;

К_рп=1,2- коефіцієнт , що враховує можливе відхилення пускового струму(ГОСТ-183-74)

К_і- кратність пускового струму двигуна;

І_дв.ном -номінальний струм двигуна;

І_е.роз=1,65·2,1·4=13,86 А

визначають значення каталожного струму спрацювання вибраного розчіплювача:

І_е.кат= І_е.номК_е/т (6.2) [1 ст.145]

де: І_е.ном номінальний струм вибраного електромагнітного розчіплювача;

К_е/т -кратність струму спрацювання електромагнітного розчіплювача

І_е.кат=2,5·14=35А

порівнюємо значення каталожного струму спрацювання вибраного розчіплювача та значення розрахункового струму спрацювання розчіплювача при пускові двигуна, при цьому , якщо виконується умова:

І_е.кат.? І_е.роз. (6.3) [1 ст.145]

то такий вимикач при пуску двигуна не спрацює.

Електромагнітній пускач вибираємо за величиною (номінальним робочим струмом).

Приймаємо шість однакових електромагнітних пускачів типу ПМЛ 121002 з силою номінального струму І_{ном.роб}= 10 А , напругою втягувальної котушки

220 В та контактні приставки ПКЛ-2204 з двома контактами на розмикання. Перевірка електромагнітного пускача за умовами комутації :

І_{ном.роб.} ?І_{дв.пуск.}/6 (6.4) [3 ст.63]

І_{дв.пуск} =2,1·4 =8,4 А

10?8,4/6=1,4 А

умова виконується.

Теплове реле вибираємо серії РТЛ за номінальним струмом двигуна І_дв.ном=2,1 А: РТЛ1007 -межі регулювання сили струму не спрацювання від 1,5 до 2,6 А.

Для пуску та зупинки двигуна з довідника вибираємо кнопковий пост

ПКЕ 212-2У3.

Автотрансформатор Т1 -АТ-10, який дозволяє подавати напруги для 1, 2, 3, 4, 5,6, ступенів частоти обертання двигуна вентилятора відповідно 70, 90, 110, 160, 220, 380 В.

Для перемикання пускачів вибрано шестипозиційний перемикач 6П1Н2.

Проміжне реле -РПУ 0-561 УХЛ4.

Захист схеми керування здійснює запобіжник FU1. Для його вибору знаходимо струм споживання котушки електромагнітного пускача:

споживана потужність котушки електромагнітного пускача 1 величини серії ПМЛ при вмиканні становить 84 ВА, при напрузі живлення 220 В струм споживання котушки становить

І_к=84/220=0,4А,

Сигнальна лампа потужністю 10 Вт споживає струм

І_л=10/220=0,05А, загальний струм І_з=І_к+І_л=0,45А

вибираємо запобіжник ПРС-6-1 з номінальним струмом плавкої вставки 1 А.

7. Розробка схеми внутрішніх з'єднань пристрою керування

Схеми внутрішніх та зовнішніх з'єднань показують електроз'єднання основних частин об'єктів, визначають провода, джгути, за допомогою яких виконані ці з'єднання, також місця приєднання вводу. Пристрої на цих схемах показують у вигляді прямокутників або зовнішніх обрисів цього пристрою. Схема внутрішніх з'єднань приведена на мал. 7.1 та в графічній частині.



Мал. 7.1 Схема внутрішніх з'єднань

8. Вибір проводів і кабелів

Від довговічності і надійності проводок залежить безперебійність роботи електроспоживачів, безпека людей і тварин.

Вид електропроводок, марку та спосіб прокладання проводу або кабелю вибирають залежно від призначення, цінності та архітектурних особливостей будівлі, умов навколишнього середовища, характеристики та режиму роботи електроприймачів, вимог техніки безпеки та протипожежних правил тощо.

Ізоляція проводів і кабелів в усіх випадках повинна відповідати номінальній напрузі електроустановки, а захисні оболонки повинні відповідати активності навколишнього середовища та способу прокладання.

Для стаціонарного устаткування електропроводок застосовують переважно проводи і кабелі з алюмінієвими жилами.

За номінальним струмом Ін=2,1А вибираємо провід 4АПВ-2,5 ГОСТ 6323-71 прокладений у трубі діаметром 30 мм, Вибраний провід задовольняє всі вимоги і його переріз відповідає по умові нагрівання та відповідності апарату захисту.

9. Перелік елементів

Таблиця 9.1 Перелік елементів

Позн.	Найменування	Кіл.	Примітка
QF1	ВА51Г25-34 ТУ16.522.157-83	1
KM1- KM6	ПМЛ 121002 ТУ16.644.001-83	6
KK1	РТЛ-101404 ТУ16.523.549-82	1
FU1	ПРС-6-1	1
HL1	10 Вт 220 В	1
КV1	РПУ 0-561 УХЛ4	1
SA1	6П1Н2	1
SB1-SB2	ПКЕ 212-2У3 ТУ 16.642.006-83	1



Висновок

В процесі розробки курсового проекту на тему «Електропривод витяжної вентиляційної установки» я систематизував і розширив свої знання з дисципліни «Електропривод сільськогосподарських машин», в питаннях будови, функціонування вентиляційних установок..

Підчас розрахунку електроприводу вентиляційної установки я ознайомився з особливостями вентиляційних установок, розглянув їх привідні характеристики.

Розрахувавши курсовий проект, я зробив висновок, що раціональний електропривод до будь якої машини можна вибрати лише на підставі аналізу привідних характеристик робочої машини.

Виконавши проектування за даною темою, я став краще орієнтуватися у вимогах до вентиляційних установок.



Використана література

1. Кашенко П.С. Електропривід сільськогосподарських машин - К.: НМЦ, 2005.-410с.

2. Жулай Є.Л. Електропривід с.г. машин, агрегатів та потокових ліній-К.:Вища освіта, 2001.-288с.

3. Кашенко П.С., Біленко О.І.та інші Курсове і дипломне проектування - К.:Аграрна освіта, 2008.-502с.

4. Кудрявцев І..Ф.Електрообладнання і автоматизація с.г. агарегатів і установок - М.:Агропромздат, 1988р.

5. Гончар В.Ф. , Тищенко Л.П Електрообладнання і автоматизація сільськогосподарських агрегатів і установок - К.: Вища школа, 1989.-343с.

6. Марченко О.С. Електропривід - К.: Урожай , 1995р.



Додаток

До пояснювальної записки курсового проекту додаю графічну частину, викладену на форматі А1. Принципова схема та схема внутрішніх з?єднань пристроїв керування витяжної вентиляційної установки.

Размещено на Allbest.ru

...