Разработка автоматизированного электропривода магистрального рудничного конвейера типа 2ЛУ-120

Включение нижних вибраторов осуществляется кнопками SB21, SB24, SB27, SB30 черного цвета.

Включение верхних вибраторов осуществляется переключателями SА7, SА8, SА9, SА10.

Из [17] выбираем переключатели ПЕ-011 исполнение 1П.

Выбираем арматуру сигнальных ламп АМЕ32322 с линзами зеленого цвета и АМЕ32122 с линзами красного цвета.

Выбираем из [17] кнопки DR14-21 черного и красного цветов.

10. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СХЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ И ЗАЩИТЫ УСТАНОВКИ

В системах электропитания следует применять напряжение принятое для электроснабжения автоматизируемого объекта, которое может быть использовано без дополнительного преобразования. Питание будем осуществлять от трехфазной сети переменного тока 380/220 в с глухозаземленной нейтралью.

Выбор схемы электропитания определяется требуемой бесперебойностью электроснабжения, территориальным расположением источников питания и электроприемников, величиной нагрузки, особенностями технологического процесса, удобством эксплуатации.

Схема электропитания подразделяется на следующие основные звенья:

питающая сеть (питающие линии) - сеть от источников питания до щитов и сборок системы электропитания;

распредилительная сеть - сеть от щитов и сборок системы электропитания до электроприемников; к распределительной сети относятся также цепи всех назначений связывающие первичные приборы и датчики с вторичными приборами и регулирующими устройствами.

В соответствии с требованиями резервирования и взаимным расположением щитов системы электропитания и источников питания схема питающей сети может быть следующей конфигурации (рисунок 10.1):

радиальной с двухсторонним или односторонним питанием;

смешанной;

магистральной с односторонним или двухсторонним питанием от одного источника или двух независимых.

Схема распределительной сети должна, как правило, строиться по радиальному принципу: каждый электроприемник присоединяется к щиту или сборке питания отдельной радиальной линией.

Питание приборов, аппаратов и средств автоматизации параллельных технологических потоков, как правило, осуществляется по отдельным питающим линиям от распределительных щитов (источников питания) системы электроснабжения указанных технологических потоков.

Магистральные системы применяются для электроснабжения группы щитов (сборок), допускающих перерыв питания.

Выбираем радиальную схему электроснабжения.

10.1 Выбор аппаратов, проводов и кабелей

Аппаратура управления и защиты, устанавливаемая в системе электропитания, должна обеспечивать: включение и отключение электроприемников и участков сетей в нормальном режиме работы; надежное отсоединение электроприемников и линий для резервации и ремонтных работ; защиту от всех видов коротких замыканий и перегрузки, если она требуется.

В питающей и распределительной сетях электроснабжения, как правило, применяются следующие сочетания аппаратов и защиты:

а) в питающих линиях-автоматический выключатель; выключатель-предохранители;

б) в цепях электродвигателей-автоматический выключатель-магнитный пускатель; выключатель-предохранители-магнитный пускатель;

Для защиты от перегрузки электродвигателей используются тепловые расцепители или гидравлические замедлители срабатывания, встроенные в автоматические выключатели, либо тепловые элементы магнитных пускателей; при защите автоматическими выключателями тепловые элементы в магнитных пускателях не предусматриваются, если расцепители автоматических выключателей достаточно чувствительны к токам перегрузки.

Выбор аппаратов управления и защиты в системах электроснабжения производится с учетом следующих основных требований:

а) напряжение и номинальный ток аппаратов должны соответствовать напряжению и допустимому длительному току цепи. Номинальные токи аппаратов защиты выбирают по возможности наименьшими по расчетным токам отдельных электроприемников, при этом аппараты защиты не должны отключать цепи при кратковременных перегрузках;

б) аппараты управления должны включать пусковой ток электроприемника и отключать полный рабочий ток, а также допускать отключение пускового тока;

в) аппараты защиты по своей отключающей способности должны соответствовать токам короткого замыкания в начале защищаемого участка; отключение защищаемой линии или электоприемника должно осуществляться с наименьшим временем;

г) при коротких замыкания по возможности должна быть обеспечена селективность работы защитных аппаратов с ниже и выше стоящими защитными аппаратами; рекомендуется номинальные токи каждого последующего по направлению тока аппарата защиты принимать на две ступени ниже, чем предыдущего, если это не приводит к завышению сечения проводов;

д) аппараты защиты должны обеспечивать надежное автоматическое отключение одно- и многофазных коротких замыканий в сетях с изолированной нейтралью в наиболее удаленной точке защищаемой цепи;

е) в сетях с глухозаземленной нейтралью проверка по пункту д) является обязательной.

Сечение проводников питающей и распределительной сети системы электроснабжения должны выбираться по условию нагревания электрическим током и механической прочности с последующей проверкой по потере напряжения.

Сечения проводников на любом участке сети должны удовлетворять всем трем условиям.

Выбор сечений проводников по условиям нагрева электрическим током осуществляется по допустимым токовым нагрузкам на провода и кабели с учетом условий прокладки.

При этом расчетный ток, по которому выбираются сечения, должен приниматься как большая величина, определяемая двумя условиями: нагревом проводников длительным расчетным током и соответствием выбранному аппарату защиты.

По условиям механической прочности провода и кабели системы электропитания должны иметь сечения не менее минимально допустимых.

В питающей и распределительных сетях системы электроснабжения сечения нулевых жил проводников и кабелей, независимо от того, используются они в качестве нулевых защитных проводников или нет, должны выбираться:

а) в однофазных двухпроводных сетях-равными фазному;

б) в трехфазных четырехпроводных сетях-не менее 50% сечения фазных жил медных, алюмомедных и алюминиевых проводов и кабелей; однофазная нагрузка при этом должна быть равномерно распределена между фазами. Схема электропитания асфальтосмесительной установки представлена на рисунке 10.2.

Выбор вводного устройства.

На основании [32] суммарная номинальная мощность:

.

Определим расчетную мощность

, (10.1)

где К_с - коэффициент спроса. Для данной установки К_с=0,71.

.

Расчетный ток

, (10.2)

где cos_ср - среднее значение коэффициента мощности электроприемников данной установки;

; (10.3)

_ср - среднее значение КПД электроприемников данной установки:

. (10.4)

На основании [14] по формулам (10.3) и (10.4) cos_ср=0,86 и _ср=0,82.

.

Вводным устройством выбираем блок предохранитель-выключатель типа БПВ, который предназначен для неавтоматической коммутации силовых электрических цепей с номинальным напряжение 380В, а также для защиты электрических цепей при токах перегрузки и токов короткого замыкания. Выбор предохранителя производится по номинальному расчетному току.

. (10.5)

Для защиты линии, питающей группу электродвигателей, определяем ток плавкой вставки:

, (10.6)

где I_н.max - номинальный ток двигателя максимальной мощности; таким является двигатель сушильного агрегата мощностью P_ном=58 кВт с I_н.max=100 А;

I_п.max - пусковой ток двигателя максимальной мощности, который в соответствии с таблицей 14 [15] равен I_п.max=700 А.

Тогда по формуле (10.6)

.

Выбираем ток плавкой вставки I_пл.вст.=400 А, что соответствует условию защиты группы двигателей:

400 А >350 А.

Выбор сечения питающего кабеля производим по условиям нагрева.

Выбираем кабель с медными жилами и поливинилхлоридной изоляцией, бронированный ВРБ; прокладка-в земле.

. (10.7)

По условиям защитного аппарата осуществляется исходя из выражения:

, (10.8)

где k_з - кратность допустимых длительных токов;

I_з - ток защитного аппарата.

Для сети, защищаемой предохранителем k_з=0,33.

.

.

Таким образом, расчетным током для выбора сечения кабеля является I_р=274 А. Для данного значения тока и принятого типа кабеля по табл. 1.3.15. [18] выбираем сечение кабеля равное 150 мм², для которого длительная допустимая нагрузка равна 300 А.

С практической точки зрения целесообразно выбрать два кабеля сечением 50 мм² и длительной допустимой нагрузкой .

290 А > 274 А.

Выбираем два кабеля ВРБ 350+125.

Выбор автоматических выключателей.

Двигатель конвейера питателя. Выбираем автоматический выключатель типа АП50Б-3М исходя из формул:

, (10.9)

, (10.10)

где U_н.а. и I_н.а. - номинальные напряжение и ток автомата;

U_н.с. - номинальное напряжение сети;

I_длит. - длительный расчетный ток линии.

Длительным расчетным током линии, в данном случае, является номинальный ток двигателя 3,57 А.

~500 В > ~380 В, 50 А > 3,57 А.

Определяем номинальный ток комбинированного расцепителя:

, (10.11)

где I_н.расц. - номинальный ток расцепителя.

Выбираем расцепитель с номинальным током I_н.расц.=4 А.

Определяем ток уставки (отсечки) электромагнитного расцепителя:

. (10.12)

.

.

Принимаем .

Двигатель наклонного конвейера.

Выбираем автоматический выключатель типа АП50Б-3М.

Длительным расчетным током линии, в данном случае, является номинальный ток двигателя 6,7 А.

Итак ~500 В > ~380 В, 50 А > 6,7 А.

Определяем номинальный ток комбинированного расцепителя по формуле (10.11). Выбираем расцепитель с номинальным током I_н.расц.=10 А.

Определяем ток уставки (отсечки) электромагнитного расцепителя по формуле (10.12):

.

.

Принимаем . Выбор сечений проводников.

Выбор сечений проводников для двигателей конвейера питателя и двигателя наклонного конвейера производим по условию нагрева:

. (10.13)

В качестве проводников от питающей сети до автоматических выключателей QF10 и QF11 и от них до преобразователь частоты выбираем провода с поливинилхлоридной изоляцией с алюминиевыми жилами, а от преобразователей частоты до электродвигателей - кабелем с поливинилхлоридной изоляцией.

Определяем ток I_длит. Из условия соответствия тока расцепителя автоматического выключателя

, (10.14)

где k_з - кратность допустимых длительных токов; I_з - ток защитного аппарата.

В соответствии с п. 5.3. [18] k_з=0,66.

Для двигателя наклонного конвейера

.

Так как I_ном>I_длит., то выбор сечения проводим по номинальному току двигателя. Исходя из соотношения

, (10.15)

где I_дл.пр. - длительный ток провода;

по таблице 1.3.5. [18] выбираем сечение проводника от питающей сети до магнитного пускателя равное 2 мм² с допустимым током 21 А.

По соотношению ,

где I_{длит.каб.} - длительный ток кабеля;

выбираем по таблицей 1.3.8. [18] кабель сечением 0,75 мм² с допустимым током 16 А. Но исходя из условий механической прочности выбираем кабель с сечением 1,0 мм² КВВГ 41,0.

Для двигателя конвейера питателя.

Определяем ток I_длит. Из условия соответствия тока расцепителя автоматического выключателя ,

.

В соответствии с таблицей 1.3.5. и таблицей 1.3.8 [18] выбираем провод АПВ 2,0 и кабель КВВГ 41,0.

11. ОХРАНА ТРУДА

11.1 Меры безопасности при эксплуатации конвейеров

Устройство и эксплуатация конвейеров осуществляется в соответствии с ГОСТ 12.0.002.

Охрана труда - это система мероприятий, обеспечивающих безопасность, сохранение здоровья и работоспособность человека в процессе труда. Она включает в себя законодательные мероприятия, технику безопасности и производственную санитарию.

Техника безопасности представляет собой систему технических средств и приемов работы, обеспечивающих безопасность труда.

Производственная санитария - это совокупность практических мероприятий по устройству, оборудованию и содержанию предприятий, гарантирующая сохранение здоровья как их работников, так и населения в окружающей местности.

В местах прохождения конвейеров над проходами, проездами и рабочими местами должны быть устроены ограждения, а также борта. Прочность бортовых и подвесных ограждений должна быть подтверждена расчетом. В местах прохода устанавливается предупредительная надпись "Проход".

Пред пуском конвейера должен автоматически подаваться звуковой предупредительный сигнал, слышимый по всей длине конвейера.

Стационарные конвейеры независимо от их длины оснащаются устройством, позволяющим в аварийных случаях остановить конвейер с любого места по его длине.

Барабаны натяжных устройств и приводных механизмов конвейеров имеют сплошное или сеточное ограждение. Ограждение закрывает ленту с боков и сверху на расстояние не менее 1,0 метра от образующей барабана по длине конвейера. Зазор между контуром барабана и контуром ограждения имеет 100 мм.

Для снятия материала, налипшего на барабаны и ленты, предусматриваются специальные очищающие устройства. Очистка барабанов, элеваторов и лент конвейеров вручную допускается только при полной их остановке и обесточивании.

Уборка просыпавшегося материала из-под ленточных конвейеров во время их работы механизирована. Уборка материала вручную допускается только при остановленном конвейере.

На ленточных конвейерах предусмотрены устройства, отключающие привод конвейера при обрыве ленты или канатов натяжных устройств.

Конвейеры, имеющие угол наклона 10⁰ и более оснащены тормозными устройствами, препятствующими передвижению груженной ветви ленты в обратном направлении при остановке конвейера.

Зона перемещения подвижных конвейеров (челночных и др.) ограждена кожухами или щитами высотой 1,2 м. Ограждение имеет дверцу для прохода в зону для проведения ремонта при остановленном передвижном конвейере. Предусмотрена блокировка, исключающая открывание дверцы при движущимся конвейере и пуск его при открытой дверце. Колеса передвижных конвейеров укрыты кожухами.

Вдоль конвейеров, расположенных выше пола 1,5 м и более, устроены проходные мостики шириной 800 мм с ограждением и отбортовкой.

Открытые приемки, где расположены конвейеры, ограждены и защищены сверху сеткой.

При расположении конвейеров с уклоном более 6⁰ полы галерей и мостиков вдоль конвейеров выполнены такими, что исключается скольжение, и снабжены поперечными планками на расстоянии 0,5 м одна от другой.

Рабочие, обслуживающие станции конвейеров, проходящих вне здания, размещаются в кабинах с размерами, обеспечивающими удобное и безопасное обслуживание механизмов привода. Кабины имеют окна для наблюдения за конвейером.

На раме натяжного устройства установлены буферные упоры, препятствующие падению натяжной тележки в случае обрыва ленты или цепи.

Блоки, канаты и грузы натяжных станций имеют ограждения, исключающие возможность несчастных случаев при обрыве троса, ленты или цепи и падения груза. Под грузом нет прохода для людей.

Грузовые и натяжные станции ленточных и цепных конвейеров снабжены предохранительными устройствами, предупреждающими увод ленты или цепи в случае обрыва натяжного груза.

Во избежание травм, нарушения технологического процесса, поломки оборудования во время работы конвейера запрещается устранять скольжение ленты путем подбрасывания соли, канифоли и т.п. между лентой и барабаном, а также натягивать, укреплять, направлять ленту или цепь, переставлять ролики, поддерживающие ленту, становиться на движущуюся ленту или цепь или передвигаться по ним.

Вновь смонтированные или капитально отремонтированные тяговые органы и подвесные захваты цепных конвейеров испывают под двойной нагрузкой в рабочем состоянии в течение 15 минут.

Места набегания ленты на барабан ленточных конвейеров ограждены.

Допускается одностороннее обслуживание винтовых конвейеров. Ширина прохода составляет 0,8 м. Питатели винтовых конвейеров располагаются выше пола на 0,7 м и ограждены решеткой.

При перемещении пылящих материалов крышки винтовых конвейеров герметизированы, а при невозможности достижения достаточной герметизации - подключены к аспирационной установке.

Для отбора проб транспортируемого материала винтовой конвейер имеет специальное приспособление. Отбор проб вручную должен производиться после останова конвейера. В случае отбора проб вручную крышка люка блокирована с пусковым устройством винтового конвейера.

При задевании винтовых лопастей за стенки или дно желоба винтовой конвейер должен быть остановлен.

Во избежание травм, нарушения технологического процесса, поломки оборудования во время работы винтового конвейера запрещается снимать крышку, проталкивать материал для устранения скопления его у подвесных подшипников, извлекать руками из желоба случайно попавшие предметы, очищать конвейер от прилипшего материала.

11.2 Расчет зануления для двигателя конвейера питателя

Зануление - это преднамеренное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением.

Принцип действия зануления - превращение замыкания на корпус в однофазное короткое замыкание (между фазным и нулевым проводником) с целью вызвать больший ток, способный обеспечить срабатывание защиты и автоматически отключит поврежденное электрооборудование от питающей сети. В качестве отключающих аппаратов могут быть использованы плавкие предохранители, автоматические выключатели, магнитные пускатели и т.д. Необходимо также отметить, что с момента возникновения аварии (замыкания на корпус) до момента автоматического отключения поврежденного оборудования от сети имеется небольшой промежуток времени, в течение которого прикосновение к корпусу опасно, так как корпус находится под напряжением U_ф (рисунок 11.1) и отключение его от сети еще не произошло. В этот период сказывается защитная функция заземления корпуса оборудования через нулевой защитный проводник.

Из рис. видно, что схема зануления требует наличия в сети следующих элементов: нулевого защитного проводника, глухого заземления нейтрали источника тока, повторного заземления нулевого защитного проводника.

Нулевой защитный проводник предназначен для обеспечения необходимого отключения установки значения тока путем создания для этого тока цепи с малым сопротивлением.

Назначение заземления нейтрали - снижение напряжения зануленных корпусов относительно земли до безопасного значения при замыкании фазы на землю.

Назначение повторного заземления нулевого защитного проводника - снижение напряжения 6а корпус относительно земли при замыкании фазы на корпус в случае исправной схемы и в случае обрыва нулевого защитного проводника.

Рисунок 11.1 - Схема зануления

1-корпус; 2-аппараты защиты от токов к.з.; R₀-сопротивление заземления нейтрали источника тока; I_k-ток короткого замыкания; I_н-часть тока короткого замыкания, протекающая через нулевой проводник; I_з-часть тока короткого, протекающая через землю; 0-нулевой защитный проводник.

Согласно ПУЭ в электроустановках напряжением до 1 кВ с глухо-заземленной нейтралью сопротивление заземляющего устройства R₀, к которому присоединены нейтрали генераторов или трансформаторов, или выводов источника однофазного тока, в любое время года должно быть не более 4 Ом при линейном напряжении сети U_л=380 В.

Общее сопротивление растеканию заземлителей (в том числе естественных) всех повторных заземлений нулевого рабочего провода каждой линии в любое время года должно быть не более величины R_н=30 Ом при линейном напряжении U_л=380 В.

Область применения зануления:

трехфазные четырех проводные сети напряжением до 1000 В с заземленной нейтралью;

сети постоянного тока, если средняя точка источника заземлена;

однофазные сети переменного тока с заземленным выводом.

Рассчитаем наименьшее допустимое значение тока I_ki короткого замыкания, при котором произойдет срабатывание защиты и поврежденное оборудование отключится от сети:

, (11.1)

где I_ном - ток срабатывания автоматического выключателя, I_ном=22,3 А;

k - коэффициент кратности тока, k=1,25.

.

Определим полное сопротивление петли "фаза-ноль":

,

где R_ф, R_н.з. - активные сопротивления фазного и нулевого защитного проводников;

X_ф, X_н.з. - внутреннее индуктивные сопротивления фазного и нулевого защитного проводников;

X_n - внешнее индуктивное сопротивление петли "фаза-ноль", X_n=0,02 Ом.

.

Действительное значение тока однофазного короткого замыкания, проходящего в схеме в аварийном режиме:

, (11.2)

где U_ф - фазное напряжение;

Z_n - полное сопротивление петли "фаза-ноль";

Z_Т - полное сопротивление трансформатора, в соответствии с таблицей приложения 5 [25] Z_Т=1,237 Ом.

.

Сравним действительное (вычисленное) значение тока однофазного короткого замыкания I_к2 с наименьшим допустимым по условиям срабатывания защиты током I_к1.

. (11.3)

.

Таким образом, отключающая способность системы зануления обеспечена.

12. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ РЕШЕНИЙ

12.1 Определение капитальных вложений

Расчет технико-экономических показателей осуществляется на основе сравнительного анализа технических данных двух альтернативных систем электропривода. Экономическая оценка базируется на принципе минимальных расходов: минимальных начальных затрат, эксплуатационных затрат, затрат электроэнергии, затрат связанных с вынужденным простоем электрооборудования. По техническим соображениям приняты асинхронные электродвигатель с короткозамкнутым ротором типа 4A80В4У3 и преобразователь частоты типа iG5-4RUS. В качестве альтернативного варианта будем рассматривать широко используемую в тяговом внутризаводском электроприводе систему с асинхронным электродвигателем с фазным ротором и кулачковым командоконтроллером. Технические данные электрооборудования сравниваемых систем приведены в таблице 12.1.

Таблица 12.1

Параметры	Базовый вариант	Проектируемый вариант
Тип двигателя	4А90LАУ3	4A80В4У3
Мощность, кВт	2,2	1,5
К.П.Д., %	80	82
Частота вращения, об/мин	930	3000
Тип преобразователя	-	iG5-4RUS
Мощность преобразователя, кВт	-	7,5
к.п.д. преобразователя, %	-	0,95

Наиболее дорогостоящими составляющими электропривода являются двигатель, преобразователь и передаточный механизм. Таким образом, сметная стоимость электропривода для базового варианта:

, (12.1)

где K_дв1 - стоимость электродвигателя 4А90LАУ3, K_дв1 = 550000 руб.,

K_пра1 - стоимость пускорегулирующей аппаратуры K_пра1 = 1200000 руб.

.

Для проектируемого варианта:

, (12.2)

где K_дв2 - стоимость электродвигателя 4A80В4У3, K_дв2 = 420000 руб.,

K_пр - стоимость преобразователя, К_пр = 2135000 руб.,

K_пра2 - стоимость пускорегулирующей аппаратуры, K_пра2 = 50000 руб.

.

Стоимость монтажных работ для базового и проектируемого вариантов учитывает различную сложность проводимых работ (простота и удобство монтажа современного преобразователя частоты). Для базового электропривода эту величину можно принять равной 12% от стоимости электропривода, а для проектируемого варианта - 5% стоимости электропривода. Таким образом, стоимость монтажных работ:

для базового варианта:

, (12.3)

для проектируемого варианта:

. (12.4)

Транспортно-заготовительные работы, составляют 2% от суммы стоимости электропривода и стоимости монтажных работ для базового варианта:

(12.5)

для проектируемого варианта:

(12.5)

Плановое накопление монтажной организации составляют 10% от стоимости монтажных работ для базового варианта:

(12.7)

для проектируемого варианта:

(12.8)

Для наглядности выполненный расчет капитальных вложений для обоих вариантов сведем в таблицу 12.2

Таблица 12.2

Источник затрат	Базовый вариант	Проект, вариант
Электродвигатель, руб.	550000	420000
Преобразователь, руб.	-	2135000
Пускорегулирующая аппаратура, руб.	1200000	50000
Монтажные работы, руб.	210000	130250
Транспортно- заготовительные работы, руб.	39200	54705
Плановые накопления монтажной организации, руб.	21000	13025
Суммарные капитальные вложения, руб.	2020200	2802980

12.2 Определение эксплуатационных затрат

При расчете эксплуатационных затрат важное значение имеет величина периода, за который производится расчет. При сравнении приводов ограничимся периодом в 1 год.

Затраты на электроэнергию определяются количеством энергии, потребляемой за год, номинальной мощностью двигателей, а также тарифной ставкой на электроэнергию. Для расчета энергии, потребляемой за год, нужно знать суммарное время работы электропривода за год, которое определяется коэффициентом использования:

, (12.9)

где ПВ - продолжительность включения установки, о.e.;

t_раб.см - продолжительность работы установки за смену, t_раб.см = 8 ч;

t_см - число рабочих часов за смену, t_см = 8 ч.

Для базового варианта получим:

.

Для проектируемого варианта:

.

Определим число рабочих часов установки за год:

, (12.10)

где Т_раб.см. - число рабочих дней в году, Т_раб.см. = 253;

n_см - число смен в сутки, n_см = 2.

Для исходного варианта:

.

Для проектируемого варианта:

.

Определим энергию потребляемую за год:

для базового варианта

, (12.11)

где P_н.двX, з_X - номинальные параметры привода, таблица 12.1;

для проектируемого варианта:

, (12.12)

Таким образом, затраты на электроэнергию за 1 год эксплуатации:

для базового варианта

; (12.13)

где С_тс - тарифная ставка, С_тс = 120 руб/кВт·ч.

для проектируемого варианта:

(12.14)

Амортизационные отчисления составляют 9,5% от сметной стоимости электропривода. Тогда для обоих вариантов:

, (12.15)

,

.

Плановая продолжительность ремонтного цикла (ремонтный цикл -наработка электрического оборудования, выраженная в годах календарного времени между двумя капитальными плановыми ремонтами) для асинхронного двигателя:

; (12.16)

где Т_{табл.дв}. - продолжительность ремонтного цикла для электродвигателя, Т_{табл.дв.} = 9 лет;

в_р - коэффициент, определяющий сменность работы оборудования, в_р = 2;

в_о - коэффициент, учитывающий уменьшение ремонтного цикла машин, отнесенных к категории основного оборудования, в_о = 0,85;

.

Для преобразователя частоты:

;

где Т_{табл.пч}. - продолжительность ремонтного цикла для преобразователя частоты, Т_{табл.пч.} = 5 лет.

.

Наработка энергетического оборудования, выраженная в месяцах календарного времени между двумя плановыми ремонтам, для асинхронного электродвигателя:

. (12.17)

Для преобразователя частоты:

. (12.18)

По полученным величинам можно рассчитать количество капитальных и текущих ремонтов в расчете за 1 год. Количество капитальных ремонтов в год составляет:

, (12.19)

. (12.20)

Количество текущих ремонтов за один год определяется аналогично:

По заданному количеству ремонтов в год, а также по заданной норме трудоемкости определяется годовая трудоемкость ремонтов. Годовая трудоемкость электрических машин рассчитывается по формуле:

, (12.21)

где Н_к.р.ад - норма трудоемкости капитальных ремонтов для двигателя, Н_к.р.ад = 32 человеко-часов;

К_щ - поправочный коэффициент, учитывающий частоту вращения электродвигателя, К_щ = 1,1.

.

Для преобразователя частоты:

.

Годовая трудоемкость текущих ремонтов для соответствующих типов определяем аналогично трудоемкости капитальных ремонтов:

. (12.22)

. (12.23)

Для удобства сравнения выполненный расчет трудоемкости ремонта и технического обслуживания для обоих вариантов сведен в таблицу 12.3

Таблица 12.3

Тип оборудования	Базовый вариант	Проект, вариант
Годовая трудоемкость капитальных ремонтов, человеко-часы
Электродвигатель	2,4	2,4
Преобразователь	-	8,4
Пускорегулирующая аппаратура	0,6	0,6
Годовая трудоемкость текущих ремонтов, человеко-часы
Электродвигатель	3,82	3,82
Преобразователь	-	2,13
Пускорегулирующая аппаратура	0,95	0,95
Годовая трудоемкость технического обслуживания, человеко-часы
Электродвигатель	22,8	22,8
Преобразователь	-	28,4
Пускорегулирующая аппаратура	6,8	4,7
Суммарная трудоемкость эксплуатации оборудования:	168,37	154,5

По известной годовой трудоемкости эксплуатации оборудования, учитывая тарифную ставку ремонтного рабочего, а также соответствующие налоги, можно определить затраты на заработную плату ремонтных рабочих за 1 год:

для базового варианта:

, (12.24)

где С_тар - часовая тарифная ставка ремонтного рабочего (по 4-му разряду), С_тар = 1700 руб/ч.

Налоговые отчисления 40%.

.

Для проектируемого варианта:

.

Стоимость материалов для ремонта и обслуживания принимается равной 100% от основной заработной платы ремонтных рабочих без учета выплаты налогов:

для базового варианта:

.(12.25)

Для проектируемого варианта:

. (12.26)

Общецеховые расходы принимаются равными 100% от основной заработной платы без учета налогов, т.е.:

, (12.27)

. (12.28)

Общезаводские расходы принимаются равными 50% от основной заработной платы без учета налогов:

, (12.29)

. (12.30)

12.3 Определение приведенных затрат

Произведем сравнение двух вариантов по приведенным затратам по формуле:

, (12.31)

где суммарные эксплуатационные расходы, , .

нормативный коэффициент рентабельности, согласно рекомендациям ЮНИДО для развивающихся стран ;

стоимость капиталовложений.

для базового варианта

,

для проектируемого варианта

,

Полученные показатели сравниваемых вариантов приведены в таблице 12.4.

Таким образом определяем экономический эффект при использовании электропривода переменного тока, на основе преобразователя частоты и асинхронного двигателя:

. (12.32)

Определяем критерий оптимальности:

. (12.33)

Таблица 12.4

Наименование	Обозначение	Базовый вариант	Проектируемый вариант
Номинальная мощность двигателя, кВт	Pном	2.2	1.5
Номинальный к.п.д. двигателя, %	зном.дв	80	82
Номинальный к.п.д. преобразователя, %	зном.пч	-	95
Капиталовложения, руб.	K	2020200	2802980
Амортизационные отчисления, руб.	Са	191919	266283
Плата за потребляемую электроэнергию, руб.	СЭ	1131504	580434
Заработная плата ремонтных рабочих, руб.	Сзп	171737	171737
Стоимость материалов для ремонта ЭП, руб.	Смат	286229	262650
Цеховые расходы, руб.	Сц	286229	262650
Общезаводские расходы, руб.	С3	143115	131325
Суммарные эксплуатационные расходы, руб.	C?	2210733	1675079
Приведенные затраты, руб.	Зi	2513763	2095526

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе данной дипломной работы была разработана система автоматической стабилизации температуры каменных материалов на выходе сушильного барабана асфальтосмесительной установки ДС-158. Была также рассмотрена задача комплексной автоматизации установки с применением программируемого контроллера TOYPUC-PC3 фирмы TOYODA (составлены алгоритм функционирования установки и программа в символоах РКС для цикла дозирования материалов).

Таким образом, все вопросы, подлежащие рассмотрению в ходе дипломного проектирования, выполнены.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Башарин А.В., Новиков В.А., Соколовский Г.Г. Управление электроприводами: учебное пособие для вузов.-Л.: Энергоиздат. Ленинградское отделение,1982.-392 с.

Ключев В.И. Теория электропривода: учебник для вузов.-М.: Энергоатомиздат,1985.-560 с.

Конвейеры: Справочник /Р.А. Волков, А.Н. Гнутов, В.К. Дьячков и др. Под общ. Ред. Ю.А. Пертена/.-Л.: Машиностроение, 1984.-367 с.

Пертен Ю.А. Крутонаклонные конвейеры.-Л.: Машиностроение, 1977.-216 с.

Зимин Е.Н. и др. Электрооборудование промышленных предприятий и установок /Под ред. В.И. Преображенского и И.И. Чувашова: Учебник для техникумов.-2-е изд., перераб. и доп.-М.: Энергоиздат,1981.-552 с.

Каталог 01.40.22.-81 Двигатели асинхронные единой серии 4А мощностью от 0,06…400 кВт. Информэлектро,1983.

Силовые IGBT модули. Материалы по применению.-М.: ДоДэка,1997.-ISBN-5-87835-020-3.

Power-Semiconductors Power Modules IGBT 2 Generetion Data Book 05.96. Published by Siemens AG.

Инструкция по эксплуатации асфальтосмесительной установки ДС-158 АО "Кредмаш".

Размещено на Allbest.ru