Технические и эксплуатационные требования к электроприводу и электрооборудованию проектируемого объекта

Содержание

 

1. Введение……………………………………………………………….......4         
2. Краткая технологическая характеристика…………………………...7     
3. Технические и эксплуатационные требования к электроприводу и электрооборудованию проектируемого объекта……………………11   
4. Обоснование и выбор системы электропривода……………………14    
5. Расчёт мощности и выбор электродвигателя…………………….....16   
6. Выбор и разработка схемы управления и описание её работы..…22 
7. Расчёт и выбор силовой цепи электропривода…………………..…25    
8. Выбор и расчёт элементов схемы управления и необходимых защит……………………………………………………………………..28
9. Разработка мероприятий по охране окружающей среды, техники безопасности,  и противопожарных мероприятий …………………31  

10. Список литературы…………………………………………………….34         

 

 

 

 

 

 

Введение

 

 

 

 

 

\

 

 

 

 

  

   Вентиляторы – это механические устройства, служащие для перемещения воздуха по воздуховодам, или непосредственной подачи либо отсоса воздуха из помещения. Перемещение воздуха происходит из-за создания перепада давления между входом и выходом вентилятора.  
   Вентиляторы используются в вентиляционных агрегатах для перемещения воздуха, от источников забора воздуха по системе воздуховодов в помещение. Каждый вентилятор должен преодолеть сопротивление вентиляционной сети, создаваемое изгибами воздуховодов и другими вентиляционными принадлежностями. Это сопротивление вызывает перепад давления, и величина этого давления является решающим фактором при выборе вентилятора.

   По конструкции делятся на центробежные и осевые. Они выпускаются в нескольких                       Рис. 1. Схемы вентиляторов.    

исполнениях в зависимости  от направления                 а - центробежного типа

выхода воздуха (вверх, вниз, горизонтально и т. д.)          б – осевого типа

и направления вращения. Рабочее колесо 1

центробежного вентилятора (рис. 1,а) вращается в кожухе 2. Воздух засасывается через боковое отверстие 4 кожуха и выбрасывается через выходной раструб 3. Осевой вентилятор ( рис. 1, б) имеет рабочее колесо с несколькими лопатками 1, сходными по форме с лопатками воздушного или гребного винта. Колесо вращается электродвигателем 2, укрепленным внутри корпуса 3, и создается тяга (поток) воздуха через раструб вентилятора.                                           

   Наибольшее распространение на промышленных предприятиях получили центробежные вентиляторы. Они имеют зависимость статической мощности на валу от скорости ( ), называемую вентиляторной характеристикой. Момент на валу вентилятора изменяется пропорционально квадрату скорости, а производительность вентилятора пропорциональна угловой скорости в первой степени.

   Центробежный вентилятор представляет собой простую по конструкции машину, однако в ней происходит сложный физический процесс, обусловленный пространственным отрывным неустановившимся течением и взаимным влиянием вращающихся и неподвижных элементов вентилятора на возникающее в них течение воздуха. Поэтому увеличение экономичности вентиляторов в широком диапазоне параметров и разработка метода их аэродинамического расчета представляют большие трудности.

   Центробежные  вентиляторы относятся к классу  воздуходувных лопаточных машин  и наряду с осевыми и диаметральными  вентиляторами находят широкое  применение во всех отраслях  народного хозяйства.

    Перед  пуском вентиляционной системы в работу необходимо:

    •проверить  исходное положение выключателей  и тумблеров на пультах управления;

    •проверить  исходное положение воздушных  клапанов и шиберов;

убедиться в отсутствии посторонних предметов на оборудовании;

    •проверить  исправность передач от двигателей к вентиляторам.

 

 Перед пуском вентилятора необходимо:

  • убедиться в правильности центровки валов двигателя и вентилятора;

  • проверить наличие смазочного материала в подшипниках (на двигателе должна быть установлена табличка с указанием типа смазочного материала и временем его заложения);

  • проверить правильность направления вращения двигателя, произведя кратковременный пробный пуск.

   Порядок включения и выключения систем определяется инструкцией по эксплуатации.

   Пускать радиальный вентилятор следует при закрытом шибере на нагнетательном воздуховоде или при закрытом направляющем аппарате на всасывании, а осевой - при открытых соответствующих устройствах.

   Во время работы вентиляторов бездействующие ответвления сети следует отключать, так как, например, для радиальных вентиляторов излишний расход через сеть приводить к резкому увеличению потребляемой мощности.

  После выключения систем необходимо убедиться в закрытии утепленных клапанов, остановке самоочищающихся фильтров, выключении системы автоматической защиты водяных калориферов от замерзания.

   Первые исследования центробежных вентиляторов и их работы в сети были проведены в начале ХХ века с советскими учеными М.М.Федоровым, ,А.П. Германом, Г.М. Еланчиком. Г.Ф. Проскурой и др.

  

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Краткая

техническая характеристика

 

 

 

 

 

 

 

Основные характеристики вентилятора: 
   При выборе вентилятора для решения конкретной задачи в системе кондиционирования и вентиляции нужно учитывать его следующие основные параметры: 
   1. полное создаваемое давление  
   2. расход воздуха  
   3. потребляемая мощность  
   4. коэффициент полезного действия (КПД)  
   5. частота вращения  
   6. уровень звукового давления

   Индивидуальными характеристиками вентиляторов называются графическое зависимость напора Н, мощности Р и коэффициента полезного действия (КПД) ή от подачи Q при постоянном числе оборотов (n=const), полученные опытом путем при стандартных условиях на воздухе (То=293 К, ро=103 кПа, ρ=1,2 кг/м) для конкретных вентиляторов. Восходящий участок кривой Q- Н определяет неустойчивую зону характеристики, в пределах которой работа вентилятора протекает неустойчиво и наблюдаются пульсирующие колебания подачи и давления в напорном воздуховоде, в значительной степени способствующие щумообразованию.

   Вследствие вибрации возникают значительные напряжения в деталях вентилятора. Режим работы вентилятора должен всегда назначаться в устойчивой зоне, за пределами восходящего участка кривой Q- Н.

   Аналогично радиальным  вентилятором индивидуальные характеристики осевых вентиляторов показывают зависимость напора, мощности на валу и КПД от подачи.

  Радиальный вентилятор включает в себя конический патрубок, по которому воздух поступает к рабочему колесу.

  Рабочее колесо крепится к валу и помещается в спиральный корпус. Рабочее колесо состоит из ступицы, ведущего и покрывающего дисков и лопастей. Форма входного и выходного сечений корпуса может быть круглой или прямоугольной.

   При вращении рабочего колеса газ из патрубка увлекается лопастями и под действием центробежных сил движения от центра колеса к периферии.

   В рабочем колесе увеличиваются скорость движения газа и его давление.

  Далее газ поступает в канал спирального корпуса, площадь поперечного сечения которого увеличивается по направлению движения газа. В канале скорость движения потока газа уменьшается, происходит преобразование кинетической энергии потока в потенциальную, и газ подается к потребителю.

   Осевой вентилятор состоит из цилиндрического корпуса с помещенным внутри него рабочего колесом с консольными лопастями. Рабочее колесо консольно закреплено на валу двигателя и со стороны входа потока закрыто лопастным направляющим аппаратом, которой обеспечивает осевой вход газового потока на лопасти рабочего колеса. За рабочим колесом устанавливается спрямляющий лопастей аппарат.

   При вращении рабочего колеса газ захватывается лопастями, закрепленными под углом к плоскости вращения, и так как колесо, вращаясь, удерживается в осевом направлении, происходит перемещение газа вдоль оси. При этом поток несколько закручивается и, покидая рабочее колесо, попадет в спрямляющий аппарат, который устранят закрутку потока.        

 

   Радиальный вентилятор состоит из трех основных элементов: лопастного радиального колеса, спирального корпуса и станины с валом, подшипниками и двигателем.

  Радиальные вентилятора с лопатками, загнутыми вперед, обеспечивают одни и те же расходные и напорные характеристики, что и вентиляторы с лопатками, загнутыми назад, при меньшем диаметре колеса и более низкой частоте вращения. Таким образом, они могут достичь требуемого результата, занимая меньше места и создавая меньший шум. 

   Ступицы, предназначенные для насаживания рабочих колес на валы, бывают литыми или точеными. Их крепят заклепками, болтами или приваривают к задним дискам.

   К дискам, в свою очередь, прикрепляют лопасти с помощью заклепок или сварки. Удобно крепление с помощью шипов, которые оставляют при заготовке лопастей, вставляют в отверстие в дисках, расклепывают или «прихватывают». Колеса чаще всего выполняют из листовой стали, реже встречаются литые и пластмассовые.

   Корпуса вентилятора- спиральные, постоянной ширины- выполняют из листовой стали толщиной от 2 до 8 мм сваркой или клепкой, Торцевые поверхности корпусов вентиляторов являются своеобразными мембранами, колеблющимися под влиянием пульсаций давления в газовом потоке. Это вызывает интенсивный шум. Для снижения шума наружные поверхности корпусов крупных вентиляторов укрепляют приваркой ребер жесткости.

   При компоновке  вентилятора в системе воздуховодов большое значение имеют направление вращения вала и расположение выходного отверстия вентилятора. Наблюдение за направлением вращения осуществляется со стороны всасывания. 

   Корпуса небольших  вентиляторов могут выполняться  литыми. Спиральные корпуса больших вентиляторов устанавливают на самостоятельных опорах, у малых их крепят к станинам. Станины отливают из чугуна или сваривают из стали. На станинах в подшипниках, чаще всего шариковых, устанавливают валы и приводные двигатели. Рабочие колеса на валах укрепляют шпонками и стопорными болтами.

   На корпусе  каждого вентилятора имеется  табличка с указанием завода- изготовителя, маркировки, наибольшей  частоты вращения, года выпуска  и заводского номера вентилятор.

    Осевые колеса состоят из втулок и прикрепленных к ним лопастей. В зависимости от профиля лопастей колеса называют реверсивными или нереверсивными. Фактически все осевые колеса реверсивными. Так как при изменении направления вращения изменяется направление подачи.

   Лопасти колес  по мере приближения к втулке расширяются и закручиваются. Для упрощения конструкции иногда применяют и незакрученные лопасти постоянной ширины, что, одного, ухудшает аэродинамическое качества. Лопасти выполняют из стали или пластмасс, листовые и объемные.

    Правильным для несимметричных лопастей является вращение тупыми кромками или вогнутостью вперед. Осевые нереверсивные вентиляторы, которые правильно вращаются по часовой стрелке по отношению к наблюдателю, находящемуся на стороне всасывания, называют правыми, а в другую сторону – левыми.

   В конструкции  осевых вентиляторов с одним  или несколькими рабочими колесами  применяют устройства для повышения  КПД- направляющие и спрямляющие  аппараты. Спрямляющий аппарат обязателен  при последовательном расположении  колес.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

       Технические и

эксплуатационные

требования к

электроприводу и

электрооборудованию

проектируемого

объекта

 

 

 

 

 

 

    Главная цель регулирования работы вентиляторов- изменение их подачи до нужного значения, так как подбор вентиляторов обычно производится для режима максимальной производительности.

   Регулирования вентиляторов  можно производить двумя методами: качественным, т. е. изменением  их характеристик, и количественным, т.е. изменением характеристик  сети.

   Количественный метод регулирования, при котором увеличивают сопротивление сети дросселированием с помощью шибера, очень, прост, однако неэкономичен и позволяет производить регулировку только в сторону уменьшения подачи.

   Качественный метод регулирования  более экономичен и осуществляется путем изменения частоты вращения рабочего колеса или его геометрических параметров, а также применением направляющих аппаратов. При этом меняются характеристика вентилятора и его подача.

   Частоту вращения вентиляторов  можно регулировать путем изменения напряжения, подаваемого на вентилятор, которое можно изменять фиксированными шагами при помощи пятиступенчатого трансформатора или плавно с помощью тиристора.

   Тиристоры недороги, просты в установке, позволяют осуществлять плавное регулирование. Однако регулирование с помощью тиристоров может вызвать определенный шум двигателя, особенно в однофазных вентиляторах при низких частотах вращения.

   В электродвигателях постоянного  тока производить регулировку  частоты вращения можно достаточно просто, но постоянный ток для силовых цепей на объектах применяется редко.