Оросительная установка

Введение.

 

Современная автоматизация  производства невозможна без использования  электрических двигателей и средств управления ими или, точнее, без применения электрического привода. Использование автоматизированного и автоматического электропривода позволяет повышать производительность труда.

Практически все предприятия  в своем производстве имеют хотя бы небольшие и незначительные электропривода, предназначенные для решения различных задач (начиная от подъема некоторого груза или системы вентиляции, заканчивая большим производством, в котором связаны множество компонентов).

Современные предприятия  представляют собой промышленные комплексы  с большим потреблением электрической  энергии. Следовательно, рациональное использование электроэнергии может быть обеспечено только при правильном выборе электрооборудования и грамотной его эксплуатации.

Каждый из электроприводов  требует тщательный подход для определения  электродвигателя, который обеспечит  требуемые особенности, аппаратуры защиты и управления. При этом необходимо рассчитать и выбрать электродвигатель, подобрать аппаратуру защиты и управления, рассчитать и выбрать провода и кабеля.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Расчет мощности  и выбор двигателя

 

1. Определение режима работы электродвигателя по нагрузочной диаграмме (рис. 1)

 

Выбор мощности электродвигателей  М3  производим по режиму S3 -  Повторно-кратковременный режим работы(S₃) – это режим работы двигателя, при котором кратковременные периоды t_раб (рабочие периоды с неизменной нагрузкой чередуются с периодами отключения t₀ (паузами)), при чем как рабочие периоды, так и паузы не на столько длительны, чтобы превышение температуры τ всех частей двигателя могло достигнуть установившихся значений τ_уст  за время одного цикла.

 

1.2 Расчет эквивалентной мощности электродвигателя перемещения поливочного устройства поперек гряд М3.

 

Для выбора мощности двигателя  выполняем расчёт по методу эквивалентной мощности. Для определения эквивалентной мощности разбиваем нагрузочную диаграмму на участки.

Рисунок 2- Нагрузочная  диаграмма электропривода

 

Эквивалентную мощность определяют по графику нагрузочной диаграммы (рис. 1) , после его разбиения на участки времени и определяют по формуле:

 

                      (1)

 

где t_n – время работы двигателя, мин;

Р_n– эквивалентная мощность за период работы двигателя, кВт;

 

По нагрузочной диаграмме  определяем:

  1.  мощность двигателя  , кВт

Р₁=4,4

Р₂=4,4

Р₃=4,4

Р₄=4,4

 

2. время непосредственной работы двигателя, мин:

 

t₀=7,2

t₁=0,7

t₂=0,7

t₃=0,7

t₄=0,7

 

 

 

 

1.3 Предварительный выбор  электродвигателя 

 

По данным расчётам выбираем электродвигатель М3 для привода перемещения поливочного устройства поперек гряд 4А100S4У3

Этот электродвигатель подставляет собой двигатель  серии –4A, асинхронный c короткозамкнутым ротором  , исполнение по степени защите – IP44 ( закрытое исполнение ) , станина и щиты стальные, высота оси вращения –100, условная длина станины по МЭК – S , длина сердечника статора стандартна , число полюсов – 4 , климатическое исполнение – У (для умеренного климата) , категория размещения по ГОСТ 15150-69 (3) .

 

Степень защиты характеризует  защищенность находящихся под оболочкой частей двигателя от попадания твердых посторонних тел и воды, а так же защиту обслуживающего персонала от соприкосновения с токоведущими, и вращающимися частями, находящимися внутри оболочки двигателя.

Со степенью защиты IP44, соответствующей защите от возможности соприкосновения инструмента, проволоки или других подобных предметов, толщина которых превышает 1мм, с токоведущими или движущимися частями внутри машины; так же защите от водяных брызг любого направления, попадающих на оболочку.

Способ охлаждения двигателя  со степенью защиты IP44 – IC0141, обдуваемый наружным вентилятором, расположенным на валу машины.

Категория места размещения двигателя при эксплуатации, закрытые помещения с естественной вентиляцией без искусственно регулируемых климатических условий, где колебания температуры и влажности воздуха, воздействие песка и пыли, солнечной радиации естественно меньше, чем на открытом воздухе. К ним относятся каменные, бетонные, деревянные и другие, не отапливаемые помещения.

 

 

 

 

Таблица 1 Основные технические  данные выбранного электродвигателя

Типоразмер электродвигателей
	кВт	%		В	N, об/мин
4А100S4У3	3.0	82	0,83	380	1500

Таблица 2 Пусковые данные электродвигателей

Типоразмер электродвигателей	Механическая характеристика
4А100S4У3	2,0	1,6	2,4	4,4	31,0	6

 

1.4 Проверка электродвигателя  на перегрузочную способность

Вследствие наличия  переменной нагрузки и нестабильности напряжения питания может возникнуть перегрузка электродвигателя. По выше изложенным причинам необходимо произвести проверку выбранного двигателя по условию перегрузки.

 

1.4.1 Проверка электродвигателя  М2 привода пластинчатого транспортёра:

 

1) Определяем номинальный вращающий момент M _ном. , Н*м , по формуле:

 

; (1.2)

 

где - номинальная мощность двигателя (кВт),

n – частота вращения (об/мин),

        - номинальное скольжение

 

 

2)Определяем максимально  допустимый момент M _max.доп., Нм, по формуле:

 

; (1.3)

 

;

 

3)Определяем минимальный  момент M _м., Нм, по формуле :

 

 (1.4)

 

 

4)Определяем максимальный вращающий момент M _max., Нм, по формуле:

 

; (1.5)

 

Условие М_max.доп М_max выполняется, т.к. (70,474 40,684) следовательно можно сделать вывод о том что двигатель по условию перегрузки выбран правильно .

5)Определяем номинальный  ток электродвигателя М2 привода  пластинчатого транспортёра

 (1.6)

где Iн - номинальный ток электродвигателя А ;

Рном - номинальная мощность электродвигателя Вт ;

U_Н – номинальное напряжение ;

h- КПД электродвигателя % ;

 

6)Определяем пусковой  ток электродвигателя М2 по  формуле :

 (1,7)

1.5. Окончательный выбор  электродвигателя

 

В результате проведённых расчетов принимаем электродвигатель который был выбран предварительно для расчётов ,так как он удовлетворяет всем  предъявленным требованиям :

 

4А100S4У3– электродвигатель М3 привода пластинчатого транспортёра

 

2. Расчёт и выбор типа  электродвигателя производственной установки

2.1. Расчёт мощности и выбор  электродвигателя М1 водяного насоса.

Расчет мощности электродвигателя М1 для привода водяного насоса производится по формуле :

 

                                                                          (2.1)

 

где  Q - подача насоса , т/ч ;    Q=0,02м³/ч

        Н –полный напор,м ;   Н=0,20м

        γ– Удельный вес перекачиваемой жидкости ; γ=9810Н/м³

        k_з – коэффициэнт запаса ( k_з=1,3 )

        h_п- коэффециэн полезного действия передачи (с помощью         муфтовой передачи h_п =1)                                                                  

 

 

По данным расчётам выбираем электродвигатель М1 для привода водяного насоса серии :

4А132М4У3

Этот электродвигатель подставляет собой двигатель  серии 4, асинхронный с фазным ротором , исполнение по степени защите – IP44 ( закрытое исполнение ) , станина и щиты стальные, высота оси вращения – 132 , условная длина станины по МЭК – М длина сердечника статора стандартна , число полюсов –4, климатическое исполнение – У (для умеренного климата) , категория размещения по ГОСТ 15150-69 (3) .

 

Таблица 3 Основные технические  данные выбранного электродвигателя М1

Типоразмер электродвигателей	Механическая характеристика
4А132М4У3	2,2	1,7	3,0	5,1	19,5	7,5

 

Таблица 4 Основные технические  данные выбранного электродвигателя М1

Типоразмер электродвигателей
	кВт	%		В	N, об/мин
4А132М4У3	11,0	87,5	0,87	380	1500

 

Расчет номинального тока электродвигателя М1 привода цепного горизонтального конвейера по формуле : (1,6)

 

 

Определяем пусковой ток электродвигателя М1 по формуле :(1,7)

 

 

2.2. Расчёт мощности и выбор  электродвигателя М2 привода грузовой тележки для перемещения поливочного устройства вдоль гряд.

 

Расчет мощности электродвигателя М3 для привода грузовой тележки для перемещения поливочного устройства вдоль гряд вентилятора производится по формуле :

                                                                             (2.1)

где G – сила тяжести перемещаемого груза , G=1000 H.

      G - сила тяжести перемещаемого механизма, G=250 H.

       f_с - коэффициент трения( k_с=0,1)

       k_f - коэффициент, учитывающий трение о рельсы колес. k_f=6

      h - коэффициент полезного действия предвижения,  h=0,9

       f_k – коэффициент трения качения , f_k=0,01.

       R- радиус колеса, R=0,25м.

        r- радиус шейки оси колеса, r=0,075м

        v- скорось перемещения, v=0,4 м/с

 

 

По данным расчётам выбираем электродвигатель М3 грузовой тележки для перемещения поливочного устройства вдоль гряд серии :4АА63А4У3.

Этот электродвигатель подставляет собой двигатель  серии 4, асинхронный , исполнение по степени защите – IP44 ( закрытое исполнение ) , станина и щиты стальные, высота оси вращения –63, условная длина станины по МЭК –А, длина сердечника статора стандартна , число полюсов – 4 , климатическое исполнение – У (для умеренного климата) , категория размещения по ГОСТ 15150-69 (3) .

 

 

 

 

Таблица 5 Основные технические  данные выбранного электродвигателя М3

Типоразмер электродвигателей	Механическая характеристика
4АА63А4У3	2,0	1,5	2,2	8,0	48	4,0

 

 

Таблица 6 Основные технические  данные выбранного электродвигателяМ4

Типоразмер электродвигателей
	кВт	%		В	N, об/мин
4АА63А4У3	0,25	68,0	0,65	380	1500