Электропривод вентиляционной установки

Таким образом, так как  выбранный электродвигатель удовлетворяет условию: , то он соответствует условиям теплового режима при работе и при пуске. 

8. Расчет активной, реактивной мощности, потребляемых из сети двигателями, и cosφ

 

Коэффициент загрузки двигателя определяется по формуле

 

 

Максимальная активная мощность

 

 

Максимальная полная мощность

 

 

Максимальная реактивная мощность

 

 

Коэффициент полезного действия η_з рассчитывается по формуле

 

 

где f_a – коэффициент формы кривой КПД.

 

 

Коэффициент мощности cosφ_з рассчитывается по формуле

 

 

 

где f_p – коэффициент формы кривой cosφ

 

 

Кратностьмаксимального момента m_k=2.2

 

Максимальная активная мощность

Максимальная полная мощность

Максимальная реактивная мощность

 

 

 

9. Описание принципиальной  схемы управления электропривода

 

Схема для управления вентиляционной установкой.

 

Данная схема позволяет  производить управление установкой в ручном и автоматическом режимах. Для выбора режима предназначен переключатель  SA1.

Рассмотрим сначала автоматический режим работы. Включение всей схемы  производится автоматом QF1. Схема управления включается автоматическим выключателем SF1. Переключатель находится в положении А. Далее включаем пускатель КМ1 с помощью кнопки SB1, который в свою очередь контактом КМ1:3 подает питание на регулятор А1, блок управления тиристорами и блок питания с выходным напряжением 24 В (необходимо для питания активных датчиков BX1 и ЦАП выхода А1). Регулятор А1 предназначен для сравнивания двух контролируемых параметров (температура и влажность) и по полученным данным формировать управляющий сигнал на выходе в пределах 4…24 В. Данный сигнал является основой для формирования управляющего сигнала тиристорами в силовой сети с помощью БУТС. И уже в зависимости от уровня сигнала на управляющих электродах тиристоров происходит регулирование скорости вращения электродвигателей, а следовательно и подачи.

В ручном режиме включение  производится аналогично. SA1 в положении Р. Включение – выключение производится с помощью кнопок SB4 и SB3 на усмотрение оператора.

В схеме применена следующая  защита:

- от КЗ в силовой  сети автомат QF1 с электромагнитным расцепителем;

- от обрыва фаз и  перегрузки тепловые реле КК1-КК5, защищающие группу двигателей;

- от неполнофазного режима  реле напряжения KV1 и KV2;

- цепь управления защищена  автоматическим выключателем SF1.

 

Требования к схеме  автоматического управления

1. Схема должна обеспечивать  плавное или ступенчатое регулирование  частоты вращения двигателей  в режиме автоматического управления  температурой.

2. Схема должна предусматривать  возможность перехода на ручное  управление.

3. Схема должна предусматривать  защиту от коротких замыканий,  тепловую, обрыва фаз сети и  самопроизвольного пуска.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10. Выбор аппаратуры управления и зашиты

 

Для электрической принципиальной схемы управления механизма передвижения моста выбрать автоматические выключатели и магнитные пускатели.

Номинальный и пусковой токи электродвигателейопределяются по формулам:

 

 

 

 

где i_п - кратность пускового тока, по каталогу i_п=5.5

Автоматические выключатели  выбираются из условий номинального тока и принимаются выключатели типа ВА51-25. Коэффициент надёжности настройки отсечки от пускового тока электродвигателя k_н=2,1.

QF:

I_р=I_н=13.76 А.

I_max=I_п=75.68 А.

k_нImax=2,1×75.68=158.93 А.

ВА51-25:I_н=25 А, I_нрасц=20 А, I_со=12I_нрасц=12×20=240 А.

Принимается автоматический выключательВА51-25. Проверка условий выбора:

 

 

 

 

 

 

 

 

Принимается автоматический выключатель ВА51-35

Выбор магнитного пускателя.

Пускатель КМ1, КМ2:

U_н=660 В >U_с=380 В

I_н=25 А >I_раб=13,76 А

U_к=U_ц.упр=220В

ПМЛ 2101 У3

U_н=660 В >U_с=380 В

I_н =25 А >I_раб=13,76 А

U_к=220 В >U_ц.упр=220 В

 

Тепловые реле РТЛ

По номинальному напряжению: U_н=660 В >U_с=380 В

Номинальный ток: I_{н.теп.р.}>I_ТР.=1.2·2.75=3.3 А

Номинальный ток теплового  расцепителя: I_{н.теп.р.}=4 А

Пределы регулирования  2.40-4.00А

Тепловое реле РТЛ – 1008

 

Выбор сигнальной лампы.

Для световой сигнализаций выбирается аппаратура АС – 14011У3. Лампа  коммутаторная, U_л=220В, цвет светофильтра – зеленый.

 

Выбор кнопок управления.

КМЕ4111У3.

По рабочему току – до 6А.

По количеству контактов  – 1з - 1р.

По климатическому исполнению и категорий размещения У3.

 

Блок питания: БП 24 фирмы  «ОВЕН»

Реле напряжения KV1…KV2: ЕЛ-8

Многоканальный измеритель – регулятор ТРМ 138И фирмы «ОВЕН»

Блок управления тиристорами  и симисторами БУТС фирмы «ОВЕН»

Термодатчики ТСМ 014-50М.В3.20/05

Датчик влажности ВХЛ 72-4К.Э3

Силовой тиристор КУ 202 К

 

11. Расчет показателей надежности электропривода

 

Электропривод относится  к восстанавливаемым объектам и  поэтому основными показателями надежности являются: вероятность безотказной  работы на определенное время работы, интенсивность отказов, коэффициент  готовности.

Вероятность безотказной  работы на 10000 часов наработки определяется по формуле:

 

 

гдеλ_сх– интенсивность потока отказов схемы;

t – время работы, ч.

 

здесьλ_i – интенсивность потока отказа i –го элемента схемы;

n – число элементов  схемы.

 

Таблица 3. Перечень элементов  схемы и интенсивности отказа.

Вид электрооборудования	λ, 10-6, 1/ч
	Среднее значение
Держатели плавких предохранителей	0,020
Плавкие предохранители	0,500
Диоды кремниевые	0,200
Релес задержкой времени	0,390
Релетепловые	0,400
Сопротивления большой мощности	0,028
Прецизионные	0,004
Выключатели пакетные	0,175
Выключатели конечные	0,161
Пускатели магнитные	6,0
Тиристоры	0,2
Электродвигатели	4,8
Лампы накаливания	0,625
Измеритель  влажности	1460
Кнопки  управления	1,6
Ключи управления	0,17
Тиристоры (симисторы)	0,1
Реле:   общего назначения	0,250

 

Коэффициент готовности схемы и коэффициент готовности двигателя определяется по формулам

 

 

 

 

гдеТ_{о дв}, Т_{о сх}– средняя наработка на отказ соответственно схемы управления и электродвигателя;

 

 

Т_вдв, Т_всх– среднее время восстановления соответственно схемы управления и электродвигателя, Т_вдв принимают от 6 до 8 часов.

 

где Т_вi – среднее время восстановления i–го элемента схемы, ч.

Показатели надежности электропривода в целом определяются с учетом того, что выход любого элемента приводит к отказу всей системы. Вероятность  безотказной работы электропривода определяется по формуле

 

 

где Р_элдв – вероятность безотказной работы электродвигателя для 10000 часов работы составляет 0.98.

Коэффициент готовности электропривода:

 

 

Интенсивность отказов электропривода можно рассчитывается по формуле:

 

 

Наработка  на отказ  описывается  уравнением:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 11 Кривая жизни электропривода

 

 

Итог заключается в  следующем: выбранный электропривод  с подобранной СУ и рассчитанной защитой удовлетворяет всем техническим  показателям надежности. Однако заявленные гарантийные сроки  работы и рассчитанные разнятся. Таким образом, 10 лет безотказно работать двигатель  не сможет, необходимо будет проводить технический  осмотр и ремонт каждые 2-3 года для  того, что увеличить продолжительность  службы двигателя и электропривода в целом.

 

 

Заключение.

В данной работе был исследован и разработан автоматизированный электропривод  вентиляционной установки, предназначенной  для наиболее равномерного распределения  воздуха по продукту, позволяет использовать для вентилирования внешний воздух, либо смешивает его с воздухом из хранилища в зависимости от требуемой температуры и влажности  внутри помещения. Целью работы являлось закрепление, углубление и обобщение  знаний в области теории электропривода путем решения комплексной задачи проектирования конкретного производственного  механизма.

На основе исходных данных и технических требований была, в  результате анализа, выбрана схема  электропривода. По нагрузочным диаграммам был выбран трехфазный асинхронный  двигатель с короткозамкнутым ротором  серии АИ, и произведена проверка по условиям нагрева и допустимой перегрузки. Оказалось, что выбранный  двигатель удовлетворяет этим условиям. Также рассчитан силовой преобразователь  и выбраны элементы мостовой реверсивной  схемы: трансформатор, тиристоры, дроссель. Выбрана схема управления основанная на микропроцессоре. Работа заканчивается  расчетом  показателей надежности электропривода. По данным расчетам можно  сделать вывод, что выбранный  электропривод неприхотлив в  работе.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы:

1. Методические указания к курсовой работе по курсу «Электрический привод», Полуянович Н.К.
2. Бекетова И.О. Электрические и электронные аппараты: Учебное пособие. Часть II. – Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2007. - с. 173
3. Москаленко В. В. Электрический привод. - М.: Высш. шк., 1991. - 430 с.
4. Беляев А. В. Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4 кВ. - Л.: Энер-гоатомиздат, 1988. - 176 с.
5. Стефанов Е. В.  Вентиляция и кондиционирование воздуха. – С-П.: АВОК Северо-Запад, 2005. - 400с.
6. Щекин Р.В., Кореневский С.М., Бем Г.Е. Справочник по теплоснабжению и вентиляции. Книга 2-я. Вентиляция и кондиционирование воздуха  Будiвельник,  1976. – 352 с.
7. Ананьев В.А., Балуева Л.Н., Гальперин А.Д., Городов А.К., Еремин М.Ю., Звягинцева СМ., Мурашко В.П., Седых И.В.  Системы вентиляции и кондиционирования. Теория и практика, 2001. -  416 с.

8.   Коломиец А. П., Ерошенко Г.П., Кондратьева Н.П., Фокин В.В., Владыкин И.Р., Расторгуев В.М. и др. Устройство, ремонт и обслуживание электрооборудования в сельскохозяйственном производстве (учебник). - М.: Издательский центр «Академия», 2003, - 368 с.

        9.  Ерошенко Г.П., Коломиец А.П., Кондратьева Н.П., Таран М.А., Медведько Ю.А. - Эксплуатация электрооборудования (Допущено М-СХ РФ в качестве учебника для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 311400 – электрификация и автоматизация с.х.) (учебник) М.: Колос,- 2005

10.         http://www.agrohran.ru/
11.         http://asvent.com.ua/ventiljacija_ventiljacija_skladov.html