Технические и эксплуатационные требования к электроприводу и электрооборудованию проектируемого объекта

    При наличии промежуточной  передачи частоту вращения вентилятора  регулируют изменением передаточного  числа, наиболее часто применяется  ременная передачи, в которой  регулирование производится путем изменения диаметров шкивов.

    Для регулирования вентиляторов можно применить электромуфты, действующие по принципу электромагнитной индукции. Электромуфта представляет собой индуктор вал которого соединен с валом вентилятора, а ротор- с валом двигателя. При увеличении или уменьшении тока возбуждения индуктора изменяются сила магнитного потока и взаимодействие между ротором и статором индуктора. Вследствие этого в широких пределах может изменяться частота вращения рабочего колеса.

  Существенным преимуществом электормуфт является возможность простого дистанционного управления ими, хотя они имеют невысокий КПД и высокую стоимость. Для качественного регулирования вентиляторов широко используются конструктивно простые и эффективные лопастные направляющие аппараты, устанавливаемые на стороне всасывания.

   Диагональной  вентилятор- вентилятор, у которого  направление меридиональной скорости  потока газа на входе в рабочее  колесо параллельно оси его  вращения, а на выходе из рабочего  колеса- под углом, образующим с осью его вращения около 45 .

 

   По направлению  вращения вентиляторы классифицируют  на вентиляторы правого и левого  вращения. Вентилятор правого вращения- вентилятор, рабочего колесо которого  вращается по часовой стрелке (вид со стороны всасывания). Вентилятор левого вращения- вентилятор, рабочее колесо которого вращения против часовой стрелки (вид со стороны всасывания).

   По перемещаемой  среде и условиям эксплуатации  вентиляторы подразделяют на  вентиляторы общего назначения- для газов с температурой до 80 С, теплостойкие вентиляторы- для газов с температурой выше 80 С, коррозийно- стойкие вентиляторы- для коррозионных сред, взрывозащищенные вентиляторы- для взрывоопасных сред, пылевые вентиляторы- для запыленного воздуха с твердыми примесями в количестве более 100 мг/м . 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обоснование

и

выбор

системы

электропривода

 

 

           

 

 

 

 

      Необходимость в установке нескольких совместно работающих вентиляторов может возникнуть при следующих обстоятельствах:

1. один вентилятор не обеспечивает требуемую подачу и напор, а замена его большим вентилятором невозможна;
2. подача или напор установленного вентилятора подвержены резким изменениям вследствие изменения характеристики сети;
3. требуется гарантировать надежность эксплуатации вентилятора путем создания определенного резерва.

    Во всех  остальных случаях следует избегать  совместной установки вентиляторов, так как она всегда снижает экономичность эксплуатации. 

        Совместная работа вентиляторов может быть как параллельная, так и последовательная. Если нужно изменить характеристику так, чтобы увеличились подача газа, то вентиляторы цело сообразно соединять параллельно, если при той же подаче нужно увеличить напор (что требуется в области малых значений Q), то необходимо последовательное соединение вентиляторов. Для совместной работы чаще всего применяют вентиляторы с одинаковыми характеристиками.

 

При параллельном соединении вентиляторы подают газ в общую сеть, причем через каждый вентилятор проходит только часть общего количество газа. В месте соединения потоков установится некоторое общее для обоих потоков давление, а расход будет равен сумме подач обоих вентиляторов. Отсюда  следует, что для построения суммарной характеристики Q-Н параллельно соединенных вентиляторов следует алгебраически складывать их подачи при равных напорах.

 

При последовательном соединении вентиляторы устанавливают один за другим, причем через каждый вентилятор проходит весь газ. Для построения суммарной  характеристики последовательно соединенных  вентиляторов следует алгебраически складывать их напоры при равных подачах.     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчёт

мощности

и

выбор

электродвигателя

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  Выбираю асинхронный двигатель типа АД серии 4А в соответствии с рекомендацией Международной Электротехнической Комиссией (МЭК).

         

          Q=5м /ч

          Р=570Па                                 

 

Определяем мощность электродвигателя: 

Рдв = кз* ;           кВт (1)

Q- производительность  изолятора

Н- напор, давление газа (Па)

ηв – КПД вентилятора осевой ηв=0,5-0,85 центробежный вентилятор ηв=0,4-0,7

 

  кВт

  

Выбираю Асинхронный двигатель  с короткозамкнутым ротором серии 4А160S6УЗ

 

Таблица – 1. Технические данные выбранного двигателя:

 

4А160S6УЗ
Рн			Cosφ					J
11	975	86	0,86	2,0	1,2	1,0	6,0	13,8*10
кВт	об/мин	%						кг*м

 

Проверка:

   (1)        

                                                             1,62≥0,7  

Двигатель проверку прошёл.

 

 

 

Механическая  характеристика:

 

  Механическая характеристика – зависимость вращающего момента от скольжения. F = М (S)

   Механическая характеристика строится по 8 точкам, 4 из которых являются основными. Основные точки: холостой ход, номинальный режим, критическая точка, пусковая. 1 точка – холостого хода, 2 точка – номинальный режим, 3 точка – критическая точка, 4 точка – пусковая. Механическая характеристика двигателя строится, для выбранного и проверенного двигателя, по упрощенной формуле Клосса.

 

;                                                                                (3)

Где =   - относительные значения моментов, в любой точке характеристики;

=   - относительное значение критического (максимального) значения момента двигателя.

 

1 точка. 

Холостой ход:

 

М=0;  S=0;

 

2 точка. 

Номинальное скольжение двигателя:

 

     (4)

 

Номинальный момент двигателя:

 

         (5)

 

 

3 точка. 

Критическое скольжение двигателя:

 

      (6)

 

λ= = 2,0                 (7)

 

Критический момент двигателя:

 

= 22,4 кН*м            (8)

 

4 точка. 

Режим пуска:

 

 S=1,0  М=0

 

Таблица 2. Данные для построения механической характеристики

 

S	0	0,025	0,08	0,1	0.5	0.7	0.9	1
W=S-1	1	0.975	0.92	0.9	0,5	0.3	0.1	0
Ṁ	0	0,9	2	1,95	1	0,6	0,4	0,3
M=Ṁ*	0	12,75	22,4	21,85	11,15	6,9	4,4	3,56

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                              

  При построении пусковой диаграммы применяю метод пропорциональных отрезков. На естественной механической характеристике двигателя есть перепад скорости, который соответствует номинальному сопротивлению двигателя.

 При включении в  цепь ротора добавочных резисторов  перепад скорости возрастает прямо пропорционально. Количество искусственных характеристик зависит от количества ступеней пуска.

   

Расчет пусковой диаграммы:

 

 

 

 

 

 

 

                                              ∆t₁=0,28*3=0,84  сек.       (13)

 

                                              ∆t₂=0,28*0,8=0,22  сек.

 

                                              ∆t₃=0,28*0,9=0,25  сек.

 

                                              ∆t₄=0,28*0,5=0,14  сек.

 

                                              ∑∆t=1,45  сек.                    (14)

 

 

 

 

 

 

Выбор и

разработка 

схемы

управления  и

 описание  её 

работы

 

 

  

 

 Приведена схема управления вентиляционной установки, состоящей из вентиляторов В1-В4 с приводными асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором Д1- Д4, предназначенной для проветривания помещений и поддержания при этом заданной температуры. Эти требования осуществляются ступенчатым регулированием угловой скорости двигателей путем изменения напряжения статора с помощью автотрансформатора АТ, а также выбором количества находящихся в работе вентиляторов. Схема обеспечивает ручное и автоматическое управления вентиляторами; выбор режима работы осуществляется переключателем УП.

 

      Ручное  управление имеет место при  переводе рукоятки УП в положение +45 , при этом подготавливаются к включению цепи катушек контактов КЛ,К1-К4. Двигатели вентиляторов по питанию разделены на две группы: (Д1 и Д2) подключена к шинам на вторичной стороне АТ постоянно; вторая группа Д3 и Д4 присоединяется к шинам АТ и включается в работу (при ручном управлении) переводом рукоятки переключателя ПК2 в положение 2, при котором срабатывает контактор К4.

 

      Управление  угловой скоростью двигателей  вентиляторов осуществляется переключателем ПК1, имеющим четыре положения. В положение 1 все двигатели отключены. При установке рукоятки ПК 1 в положение 2 включаются контакторы К1и КЛ, последний своими замыкающими контактами подключает к сети АТ, с нижних отпаек которого через контакты К1 к статорам двигателей подводится пониженное напряжение (U1<Uном), при этом вентиляторы работают на минимальной скорости W1. При повороте рукоятки ПК1 в положение 3 отключается контактор К1 и включается контактор К2, статоры двигателей присоединяются на средние отпайки АТ, вентиляторы будут работать на средней скорости W2 и их производительность увеличится. Поворотом рукоятки ПК1 в положение 4 включается контактор К3, двигатели переключаются на полное напряжение сети U3=Uном, скорость их W3 будет номинальной, а производительность вентиляторов- максимальной. Последовательно с катушками каждого из контакторов К1-К3 включены два, размыкающих вспомогательных контакта других контактов, что предотвращает к.з. частей обмоток автотрансформатора АТ при переключении контакторов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчёт и 

выбор силовой

 цепи   

электропривода

 

 

 

 

 

 

Кабельные изделия подразделяются на:

• силовые кабели;
• кабели управления и связи и контрольные кабели;
• силовые и установочные провода и шнуры;
• монтажные кабели и провода;
• обмоточные провода.

Силовые кабели, марки, способы  прокладки, допустимые токовые нагрузки

Силовые кабели состоят  из одной, трех или четырех одно или  многопроволочных медных или алюминиевых  жил, изолированных друг от друга и окружающей среды, герметизированных свинцовыми, алюминиевыми или пластмассовыми оболочками и защищенных, как правило, броней из стальных лент или оцинкованной проволоки. Подразделяют по материалу, из которого изготовлены их токопроводящие жилы (медные, алюминиевые) изоляций и материалов. Из которых она изготовлена, степени герметичности и защищенности кабелей, от механических повреждений  и т.д. К классу кабельных изделий относят обычно и изолированные провода, в том числе провода, предназначенные для обмоток электрических машин и трансформаторов.

Кабельные линии прокладывают:

В траншеях, на эстакадах, в лотках, коробах, в трубах, открыто  по стенам, внутри стен, в коллекторах (подземные сооружения) и т.д.

На территории энергоемких  предприятий кабели прокладывают в  туннелях. При пересечении с железнодорожными путями кабели прокладывают в блоках. На предприятиях насыщенных различными подземными коммуникациями, на территориях с грунтом плохо влияющим на кабели, в районах с вечной мерзлотой кабели прокладывают на эстакадах. Открыто по стенам прокладывают тогда, когда кабели стены сделаны из несгораемых материалов, а в помещении нет пожароопасных и взрывоопасных зон.

Размеры траншей для  одиночного кабеля 350мм. ширина 700мм. глубина.

Изоляции кабелей изготовляются  из бумажных лент, пропитанных маслоканифольным составом, резины и пластмассы.

Буквенное обозначение  определяет конструкцию кабелей, их брони, защитных оболочек и покровов. Кабели с алюминиевыми жилами обозначают буквой А, Наличие медных жил в маркировке не выделяется.

    Эксплуатация кабельных линий. В объеме эксплуатаций кабельных линий входят: Контроль над тепловыми нагрузками температурными режимами напряжение сети. Проведение систематических и еще очередных осмотров трасс. Проведение профилактических испытаний и измерений. Контроль над проведением работ на трассах и проведение разъяснительной работы среди населения руководителей предприятий и учреждений.