Визначаємо номінальний момент статичного опору робочої машини Мс.н. по формулі:

Мс.н. = Р ср. м /щм (1.1)

де Р ср. м - середня споживана потужність машини чи механізму, Вт;

Р ср. м = (Рм1 · t1 + Pм2 · t2 + Pм3 · t3) / (t1 + t2 + t3) (1.2)

щм - номінальна кутова швидкість приводного вала машини,с-1

Мс.н.= / = Н·м

Визначаємо момент опору тертя Мо в рухомих частинах машини, який не залежить від швидкості щ, по формулі:

Мо = к · Мс.н. (1.3)

де к - коефіцієнт, що характеризує відношення Мо/Мс.н.

Приймаємо к = [Л -7, с.13 ]

Мо = · = Н·м

Механічна характеристика робочих машин описується за такою емпіричною формулою:

Мс = Мо + (Мс.н. - Мо) · (щ/ щм)х (1.4)

де Мс - поточні значення моментів статичних опорів, при кутовій швидкості щ;

х - показник степеня, що характеризує зміну статичного моменту, при зміні кутової швидкості х = (у відповідності до завдання).

Аналогічно розраховуємо інші значення моментів статичних опорів робочої машини, результати заносимо в таблицю №1.

Таблиця №1 Результати розрахунків

У відповідності до завдання будуємо навантажувальну діаграму робочої машини рис.1, прийнявши масштаби mР = кВт/cм;

mt = хв/см.

Р, кВт

0 t, хв

Рис. 1 Навантажувальна діаграма робочої машини

За максимальну потужність робочої машини приймаємо найбільше значення за навантажувальною діаграмою Р = кВт.

Для електродвигунів такої потужності Т= хв. [Л -7, с.14 ] .

З графіка навантажувальної діаграми (рис.1) видно, що час роботи, хв:

tр = t1+t2+t3 (1.5)

При цьому tр > 4Т; 125 > . За час роботи 125 хвилин електродвигун нагрівається до встановленої температури. Такий режим роботи називається тривалим і згідно з ГОСТ 183-73 позначається S1.

2. Визначаємо потужність і проводимо вибір типу електродвигуна

Електродвигун вибирають враховуючи технологію виробництва, кінематичну схему передаточного механізму, характеристику навколишнього середовища, напругу мережі, спосіб монтажу, та за умовами:

а) Рдв ? Рмзв (2.1)

б) щдв ? щм (2.2)

Якщо машина має передаточний механізм (відповідно до рис.2) то спочатку визначають приведену потужність машини до валу електродвигуна за формулою:

(2.3)

де Рем - еквівалентна потужність машини, кВт за робочий період, визначається за формулою:

 (2.4)

Користуючись довідниковою літературою вибираємо ближчий більший стандартний електродвигун за потужністю від числа обрахованого в попередньому пункті. [Л-10, с.70]

Вибір електродвигуна за частотою обертання зводиться до економічно ефективного прийнятого рішення:

щдв = Я · щм (2.5)

Враховуючи всі вище перераховані вимоги, користуючись довідниковою літературою [3], [10], [11], остаточно вибираємо електродвигун який має наступні паспортні дані:

· тип електродвигуна

· номінальна потужність - Рн, кВт

· номінальний струм - Iн, А

· номінальна частота обертання - nн, хв-1

· коефіцієнт корисної дії - з ,%

· коефіцієнт потужності - соs ц

· кратність пускового моменту - Кпуск ( Мпуск/Мном ) -

· кратність пускового струму - Кі

· кратність максимального моменту - Кмакс (Ммакс/Мном) -

· момент інерції ротора - Ј, кг·м2 · 10-3

· маса -m, кг

Підставляємо числа в нерівність а) і співвідношення б) формул 2.1 і 2.2

Умови виконуються.

3. Розрахунок і побудова механічної характеристики електродвигуна за його паспортними даними

Визначаємо номінальний момент Мн (Н·м), за формулою:

Мн = Рн•103/щн (3.1)

де Рн - номінальна потужність вибраного електродвигуна, кВт;(див. пункт 2.4 )

щн - номінальна кутова швидкість обертання ротора електродвигуна, с-1;

nн - номінальна частота обертання ротора електродвигуна, хв-1.

щн = 0,105 · nн, с-1. (3.2)

щн = 0,105· = с-1

Визначаємо номінальне ковзання за формулами:

Sн = (nо - nн)/nо або S = (щo - щн)/що (3.3)

де nо - синхронна частота обертання, хв-1;

що - синхронна кутова швидкість, с-1.

Визначаємо критичний (максимальний) момент, Н·м:

Ммакс = Кмакс · Мн (3.4)

де Кмакс - довідникове значення Кмакс= ( див. пункт 2.4 )

Критичне ковзання визначається за формулою:

 (3.5)

Визначаємо пусковий момент електродвигуна, за такою формулою:

Мпуск = Кпуск · Мн (3.6)

де Кпуск - довідникове значення Кпуск= ( див. пункт 2.4 )

За результатами розрахунків (пункти 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5) отримуємо характеристичні точки графіка механічної характеристики електродвигуна з координатами: А ( Мпуск; 1) А ( , ; 1)

В ( Ммакс; Sкр) В ( , ; )

С ( Мн; Sн) С ( , ; )

D ( 0; 0 ) D ( 0; 0 )

Координати точок В і С не ввійшли до таблиці 2.

Поточні значення моменту Мд електродвигуна, для побудови механічної характеристики, визначають за спрощеною формулою Клосса:

де S - поточні значення ковзання, їх значення приймаємо з інтервалом ?S=0,1, в діапазоні від 0,9 до 0,1.

Визначаємо для поточного значення ковзання S = 0,9

Аналогічно розраховуємо інші значення, результати заносимо в таблицю №2, рядок 1.

Таблиця 2 Результати розрахунків

За результатами розрахунків будуємо графік механічної характеристики електродвигуна Мд = f(S), який зображено на графічній частині.

З метою реального уявлення значень ковзання S визначаємо відповідні значення кутової швидкості - щ, та частоти обертання n, за формулами:

щ = що · (1-S), або n = no · (1-S)

Для прикладу розглянемо визначення кутової швидкості щ та частоти обертання n для значення S=0,9: щ = · ( 1 - ) = с-1

Аналогічно проводимо решту розрахунків, за результатами розрахунків заповнюємо рядки 3 та 4 таблиці 2.

4. Розрахунок і побудова механічної характеристики електропривода

Зводимо поточні моменту статичного опору робочої машини до валу електродвигуна за формулою (для кожного значення ділянки):

(4.1) Мс.зв Н·м

Результати розрахунків записуємо до таблиці 3 рядок 3 (значення Мс наведено в таблиці 1). Графік механічної характеристики Мсзв = f(щ) робочої машини зображено на графічні частині.

Визначаємо динамічний момент на кожній ділянці за формулою:

(4.2)

Від значень рядка 2 таблиці 3 віднімаємо відповідні значення рядка 3 цієї ж таблиці.

Аналогічно визначаємо інші значення, результати розрахунків заносимо в результуючу таблицю № 3 рядок 4.

Таблиця №3 Результати розрахунків

За результатами розрахунків будуємо графік механічної характеристики електроприводу Мдин. = f(щ), який зображено на графічні частині.

5. Визначення тривалості пуску електродвигуна

Час пуску електродвигуна можна отримати з виразу:

tп = јпр·?щ / Мдин.сер. (с) (5.1)

де јп - момент інерції приводу, визначається по формулі: јпр = јм + јдв (5.2)

?щ - зміна кутової швидкості на кожній ділянці, визначається по формулі

?щ = щкін - щпоч, с-1 ; (5.3)

јм - момент інерції робочої машини (дано в завданні), кг·м2;

јдв - момент інерції електродвигуна (див. пункт 2.4), кг·м2.

Для першої ділянки щпоч = 0, щкін = 30 , с-1 (наступне значення, після 0, рядка 3 таблиці 2), кінцеве значення першої ділянки одночасно є початковим для другої і т.д.

Мдин.сер. = (Мдин.сер 1 + Мдин.сер 2) / 2 (5.4)

Як приклад наводимо розрахунок для першої ділянки:

Мдин.сер.1 = ( + ) / 2 = Н · м

Аналогічно визначаємо інші значення, результати розрахунків заносимо в таблицю 4, рядок 3.

Таблиця № 4 Результати розрахунків

Розрахунки проводимо для кожної ділянки, результати заносимо до результуючої таблиці № 4

Час пуску електропривода визначаємо, як алгебраїчну суму на окремих ділянках

?tпр = tпр1 + tпр2 + ........ tпр9 (с) (5.5)

За даними таблиці будуємо графік часу пуску tп=f(щ) електропривода, який зображено на графічні частині.

6. Визначення часу нагрівання електродвигуна

Рівняння нагрівання електродвигуна має такий вигляд:

(6.1)

де е - основа натурального логарифму;

ф - поточне значення температури електродвигуна яке залежить від поточного значення часу, t, ?С;

фуст - усталене значення перевищення температури електродвигуна над температурою навколишнього середовища, ?С;

фуст = фдв - фн.с. (6.2)

де фн.с = (40ч35) оС

фдв - залежить від класу ізоляції закладеного в електродвигун, для електродвигунів серії (4А та АИР) з висотою осі обертання 50-132мм закладена ізоляція класу „В” для якої фуст = 90оС

фпоч - початкове перевищення температури електродвигуна над температурою навколишнього середовища, приймаємо фпоч = 0оС

Т - постійна часу нагрівання, приймаємо [ Л -7, с.14 ] необхідне значення Т = 25 хв.

Суть розрахунку полягає в підстановці в рівняння значень t починаючи з 0 до часу який дорівнює 4Т;

Аналогічно розраховуємо інші значення. Отримані значення заносимо в таблицю № 5.

Для побудови криволінійного графіка, яким являється графік нагрівання електродвигуна, достатньо десяти точок. Крок часу ?t приймаємо рівним 1:10 від значення 4Т, що становить ?t= в.

Таблиця №5 Динаміка нагрівання електродвигуна

За результатами розрахунків будуємо графік ф = f(t), який зображено на графічній частині.

7. Вибір апаратів керування і захисту, комплектних пристроїв

Електродвигун встановлений в приміщенні.

Для вибраного електродвигуна, технічні характеристики якого приведено в пункті 2.4, складаємо однолінійну схему, у відповідності до якої проводимо вибір апаратури керування і захисту.

Визначаємо пусковий струм електродвигуна

Іп = Ін·Кі (7.1)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вибір автоматичного вимикача QF здійснюється за такими показниками і умовами:

QF а) за номінальною напругою із умови

електродвигун апарат нагрівання механічний

Uа.ном ? Uмер (7.2)

КМ де Uа.ном - номінальна напруга автоматичного вимикача;

Uмер - напруга мережі; Uмер = 380 В

КК Приймаємо до монтажу [3], [10], [11], вимикач серії ВА51Г

Uа.ном = 660В.

660 > 380 Умова виконується.

б) за номінальним струмом автоматичного вимикача Іа.ном ? Ір (7.3)

де Іа.ном - номінальним струмом автоматичного вимикача, А;

Ір - розрахунковий струм кола, А;

Ір = Кзм · Iн, (7.4)

де Кзм - коефіцієнт завантаження машини, користуючись довідниковою літературою [4] приймаємо Кз = …

Iр = А

Користуючись довідниковою літературою [3], [10], [11], приймаємо ________ Іа.ном = ___ А.

> Умова виконується.

в) Iт.р. Iр по струму теплового розчіплювача (7.5)

приймаємо Іт.р. = А

> Умова виконується.

Перевіряємо автоматичний вимикач на можливість спрацювання при запуску електродвигуна за умовою:

Іу.е. ? Іп (7.6)

де Іу.е - струм спрацювання електромагнітного розчіплювала, А;

Іу.е. = Квід. ·І т.р. (7.7)

де Квід - кратність відсічки, довідникове значення, приймаємо Квід =

Умова виконується.

Отже, вибраний автоматичний вимикач не спрацює при запуску електродвигуна.

Вибираємо електромагнітний пускач за умовами:

1.Uп.ном ? Uмер - по номінальній напрузі;

2. Іном.п ? Ір. - по розрахунковому струму;

3. Іном.п ? Іп/6 - по комутаційній здатності.

Умовам вибору відповідає електромагнітний пускач серії ПМЛ[3], [10], [11], який має наступні технічні характеристики: Uп.ном = 660 В, Іном.п = А, Uкот. = 220 В.

1. 660 > 380; Умова виконується.

2. > ; Умова виконується.

3. > ; Умова виконується.

Остаточно вибираємо електромагнітний пускач ПМЛ __________

Вибираємо електротеплове реле за умовами:

1.Uном.р. ? Uмер - по номінальній напрузі;

2.Іном.р ? Ір. - по розрахунковому струму;

3. Іт.р ? Iр - по струму теплового розчіплювала.

За умовами вибираємо теплове реле типу РТЛ[3], [10], [11], яке має наступні технічні характеристики: Uр.ном.=660В;Іном.р.= А;Іт.роз.=від до А; приймаю струм теплового розчіплювача в діапазоні 13-19 А. Остаточно приймаємо теплове реле типу РТЛ-_______

Регулятор встановлюємо в положення ____ А

660 > 380 Умова виконується.

> Умова виконується.

> Умова виконується.

8. Заходи з охорони праці

До робіт, пов'язаних із експлуатацією, ремонтом, налагодженням та регулюванням роботи засобів автоматизації допускаються електромонтери та інші працівники електротехнічної служби господарства, які пройшли у встановлені строки перевірку знань та навичок з електробезпеки і мають допуски до відповідних робіт.

Забороняється виконувати експлуатацію і ремонт засобів автоматизації особам, які не пройшли медичний огляд у встановлені строки та не мають навичок звільнення потерпілого від дії електричного струму та надання першої невідкладної медичної допомоги.

9.Заходи з основ охорони природи та екології

Так як у процесі виробництва сільськогосподарської продукції дуже широко використовуються водні ресурси нашої природи, то проблема охорони водних басейнів України від забруднення сьогодні надзвичайно актуальна. Річки та озера потребують очищення, а стічні води великих підприємств та комплексів -- фільтрації. Необхідно терміново вжити заходів щодо недопущення розтікання забруднюючих речовин і потрапляння їх у грунтові води, джерела та річки.

Висновки та пропозиції

Електропривод повинен забезпечувати стабільність швидкості обертання

Приданого вала навіть при значних коливаннях навантаження. Таку вимогу повністю забезпечують асинхронні електродвигуни з номінальною механічною характеристикою. Швидкість руху транспортуючих органів, як правило, невелика, тому в кінематичну схему приводу вводять одну або декілька передач: пасову, клинопасову, редуктор, мотор редуктора та інші.

Список використаних джерел

В.Ф.Гончар, Л.П.Тищенко Електрообладнання тваринницьких підприємств і автоматизація виробничих процесів у тваринництві: -К Вища школа, 1986.-287с.

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

В.С.Олійник та інші Довідник сільського електрика:- К. - Урожай, 1989.

В.Ф.Гончар Електрообладнання і автоматизація сільськогосподарських агрегатів і установок: - К.: Вища школа, (курсове і дипломне проектування), 1985.

Електропривід сільськогосподарських машин, агрегатів та потокових ліній: підручник / Е.Л.Жулай, Б.В.Зайцев, Ю.М.Лавриненко, О.С.Марченко,

Д.Г.Войтюк; За ред. Є.Л.Жулая.-К.:Вища освіта, 2001 .-288с.

Електропривод: ч.1. О.С.Марченко, Ю.М.Лавріненко, П.І.Савченко, Є.Л.Жулай; За ред. О.С.Марченка.-К.: Урожай, 1995.-208с.

Електропривід сільськогосподарських машин: методичні рекомендації щодо виконання курсової роботи, Немішаєво, 2002.-77с.

8. В.М.Манжара, В.Г.Шаманський Методичні вказівки до виконання курсового і дипломного проектування: - Немішаєво: НМЦ, 2002.-67с.

9. О.С.Марченко Довідник по монтажу і налагоджуванню електрообладнання у сільському господарстві: - К.: Урожай, 1994,- 240 с.

10.Несправності силового електрообладнання/ О.С.Марченко, .М.Лавріненко, Є.Л.Жулай та ін. За ред. О.С.Марченка. - К. - Урожай, 1994,- 288с.

11. И.Ф.Кудрявцев й др.Электрооборудование и автоматизация сельскохозяйственных агрегатов и установок: - М.: Агропромиздат, 1988.-479с.

12. Михеев Ю.А., Морозов З.В. Электрический привод. - М.: Агропромиздат, 1988.-207с.

Размещено на Allbest.ru