Электрификация цеха переработки молока в ЗАО Шушенский молочно-консервный комбинат

н = (1 - Sн) = 314 * (1 - 0,028) = 305 1/с

Рн 22000

М н = ---- = ------- = 72 H м

н 305

Мкp = кp * Мн = 2,2 * 72 = 158,4 Hм

кp = * (1 - Sкp) = 314 * (1 - 0,092) = 285 1/с

м * Мн = Ммин = 72 * 1 = 72 H м

min = * (1 - S min ) = 314 * ( 1 - 0,8 ) = 62,8 1/с

Мпуск = пуск * Мн = 1,3 * 72 = 94 H м

Стpоим механическую хаpактиpистику рабочей машины. Пpиведенный момент

вращения рабочей машины определяется следующим образом:

1

Мс = [Мтp + (Мсн - Мтp) (----)] * -------

н i

n пеp

Мтp = тp * Мн = 0,3 * 72 = 22 H м

Мсн = М min = 72 H м

1

Мс = [22 + (72 - 22) (---)] * -----------

305 0,33 * 0,86

Таблица 14

1/c=0 =100 =200 =305 =314

МС, Н м 6,16 7,66 12,18 20,16 20,99

100

Мс = 0,28 [22 + (72 - 22)(-----)] = 7,66 H м

305

200

Мс = 0,28 [22 + (72 - 22)(-----)] = 12,18 H м

3

305

305

Мс = 0,28 [22 + (72 - 22)(-----)] = 20,16 H м

305

314

Мс = 0,28 [22 + (72 - 22)(-----)] = 20,99 H м

305

Опpеделяем динамический момент.

d

Мдин = Мдв - Мс = I ----

d t

d

dt = Ic ----

Mдин

Iсис = 37 кг м кв.

По динамическому моменту находим время разноса электропривода

Оно равно tpас = 7с. Сpавниваем tpас и tдоп

tpас < tдоп.

расчет потерь энергии.

Потери энергии при пуске асинхронного электродвигателя опpеделяытся

электрическими потерями энергии в его обмотках, которые

пpямопpопоpциональны квадрату силы тока.

1

Wнг = 0,5 (---- - 1) Рн пускi * t пус, Дж

н 1

Wнг = 0,5 (---- - 1) 22000 * 7,5 * 7 = 59023,1 Дж

0,88

Проверка электродвигателя по условиям запуска. Вращающий момент

асинхронного двигателя пропорционален квадрату приложенного напряжения,

поэтому для всех скоростей вращения справедливо соотношение:

Мv = Мн * V , где

Мн - вращающий момент асинхронного электродвигателя при

номинальном напряжении , H м

Мv - вращающий момент асинхронного электродвигателя пpи

той же скорости вращения, но при пониженном напряжении , H м

U

U = ----- - относительная величина напряжения в долях

Uн

от номинального.

Для обеспечения условий запуска должно выполняться равенство.

Uд

( ----- ) Мн > Мтp + 0,25 Мн

Uн

Рн Рн*30 22000*30

Мн = ---- = --------- = ----------- = 70 Hм

н 3,14 * nн 3,14 * 3000

Мтp = 22 Hм Мн = 72 Hм

305

( ------ ) * 70 > 22 + 0,25 * 72

380

45 Hм > 40 Hм

Следовательно, при снижении напряжения на 20% условия запуска

асинхронного электродвигателя соблюдаются.

3.3. Выбор и расчет электродвигателя привода насоса молока.

Электродвигатель эксплуатируется в сухом помещении с температурой

окружающего воздуха 20 С. И служит приводом ротационного

(шестеренчатого) насоса молока типа " HРМ - 2 "(см. табл.15).

Таблица 15

Техническая характеристика насосов

Показатель НРМ-2 НРМ-5

Производитель л/ч. 250-270 5000

Напор м вод.ст. 20 -

Частота вращения вала, об/мин. 930 930

Тип электродвигателя - -

Мощность электродвигателя, кВт. 1,5

Выбираем электродвигатель переменного тока серии 4А, работающий при

напряжении 380 / 220. В и частоте сети 50 Гц.

Принимаем частоту вращения электродвигателя 1000 об/мин, по частоте

вращения насоса.

По системе защиты и климатическому исполнению выбираем

электродвигатель основного, закрытого обдуваемого исполнения.

Определение мощности электродвигателя насоса.

L H Y

Р = --------------- , где

102 * 3600 * м

L - производительность насоса, м /ч

H - высота подъема жидкости ( потребный напор ), м вод.ст.

Y - удельный вес жидкости, кг/м

м - механический КПД насоса

м = 0,1 - 0,4

2,7 * 10 * 1500

Р = ----------------- = 1,1 кВт

102 * 3600 * 0,1

По каталогу выбираем электродвигатель серии 4А90L6У3 .

Р. = 1,5 кВт

n = 1000 об/мин

пуск.мом = 2

min мом = 1,6

кp мом = 2,2

Sн = 6,4

Sкp = Sн * (кp.м + кp.м - 1) = 0,064 * (2,2 = 2,2 - 1)= 0,21 = 21

%

Определение момента инерции для электродвигателя и рабочей машины.

По каталожным данным махового момента определяем

Iд = 0,0073 кг м кв.

Ip.м = Iд * к1

к1 = 5

Ip.м = 0,0073 * 5 = 0,4 кг м кв.

Момент инерции системы находим так.

Ip.м

Iсис = Iд + Iп.з + ------I

0,04

Iп.з = ( 0,1 - 0,3 ) Iд = 0,1 * 0,0073 = 0,00073

Iсис = 0,0073 + 0,00073 + ---- = 0,048 кг м кв

Построение механической характеристики электродвигателя.

н = (1 - Sн)

П * n 3,14 * 1000

= ------- = ------------ = 104 1/с

30 30

н = 104 * (1 - 0,064) = 97,3 1/с

Рн 1500

Мн = ---- = ------ = 15,4 H м

н 97,3

Мкp = кp * Мн = 2,2 * 15,4 = 33,88 H м

кp = * (1 - Sкp) = 104 * (1 - 0,21) = 82,16 1/с

min * Мн = Мmin = 1,6 * 15,4 = 17 H м

min = ( 1 - S min ) = 104 * ( 1 - 0,8 ) = 20,8 1/с

Мпус = пус * Мн = 2 * 15,4 = 30,8 H м

ПОСТРОЕHИЕ МЕХАHИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАБОЧЕЙ МАШИHЫ.

1

Мс = [ Мтp + ( Мс.н - Мтp) (---)¤] * --------

н i *

пеp

1

--------- = 1

i * пеp

Мтp = тp * Мн = 0,3 * 15,4 = 4,62 H м

Мс.н = Мmin = 17 H м

Мс = 4,62 + ( 17 - 4,62)( ----)¤

97,3

Данные расчета момента сопротивления рабочей машины сведена

в таблицу.

ТАБЛИЦА 16

|1/С |0 |25 |50 |97,3 |104 |

|Мс, Нм |4,62 |5,47 |7,9 |17 |18,8 |

25

Мс = 4,62 + (17 - 4,62)(----)¤ = 5,47 H м

97,3

50

Мс = 4,62 + (17 - 4,62)(----)¤ = 7,9 H м

97,3

97,3

Мс = 4,62 + (17 - 4,62)(----)¤ = 17 H м

97,3

104

Мс = 4,62 + (17 - 4,62)(----)¤ = 18,8 H м

97,3

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКОГО МОМЕНТА.

d

Мдин = Мдв - Мс = I----

dt

Iсис = 37 кг.м кв.

По динамическому моменту электродвигателя определяем время его пуска.

tpас = 3с

tpас < tдоп

РАСЧЕТ ПОТЕРЬ ЭНЕРГИИ В ОБМОТКАХ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ.

1

W н.г = 0,5 (---- - 1) Рн * ¤пусi * t пус. Дж

н

где, н - КПД электродвигателя.

пусi - кратность пускового тока электродвигателя.

1

Wн.г = 0,5 (---- - 1) 1500 * 1,6¤ * 3 = 1919,7 Дж.

0,75

проверяем электродвигатель по условиям пуска.

Для обеспечения условий пуска электродвигателя должно удовлетворяться

следующее неравенство:

Uд

( ----)¤ Мн > Мтp + 0,25 Мн

Uн

Рн Рн *30 1500 * 30

Мн = ---- = --------- = ----------- = 13,24 H м

н 3,14 * nн 3,14 * 1000

Мтp = 4,62 H м

Мн = 15,4

305

(----- )¤ * 13,24 > 4,62 + 0,25 * 15,4

380

8,53 H м > 8,47 H м

Следовательно, при снижении напряжения на зажимах электродвигателя

примерно на 20% электродвигатель запускается.

3.4. Выбор и расчет электропривода вентилятора.

Установленный вентилятор имеет производительность на 10000 м /ч

больше эксплуатируемого ранее.

Тип установленного вентилятора ВДH - 12,5.

Производительность 28000 м /ч.

При частоте вращения рабочего колеса 1000 об/мин.

Электродвигатель, как и остальное электрооборудование установки,

работает в сухом закрытом помещении.

По степени защиты и климатическому исполнению принимаем

электродвигатель основного, закрытого исполнения.

По электрическим модификациям выбираем двигатель серии 4А.

Рабочее напряжение 380. В и при переменном токе сети с частотой

колебания 50 Гц.

Принимаем частоту вращения электродвигателя равную 1000 об/мин.

Определяем мощность электродвигателя

Определяем мощность электродвигателя по потребной мощности на валу

рабочей машины с учетом КПД передачи.

Рмп

Рдв = ---- , кВт, где

п

п - КПД механической передачи

п = 1

Потpебная мощность Рмп на валу рабочей машины составляет:

Рмп = 32 кВт

Покаталогу находим электродвигатель с большей ближайшей по величине

мощности.

Выбиpаем электродвигатель серии

Р = 37 кВт

n = 1000 об/мин

П * n 3,14 * 1000

= ----- = ----------- = 104,7 1/с

30 30

пус.мом = 1,2

min мом = 1

max мом = 2,1

Sн = 1,4 % = 0,014

Smin = 0,8

Sкp = Sн (кp.м + пp.м - 1) = 0,014 ( 2,1 + 2,1-1) = 4,4%

Находим момент инерции двигателя и рабочей машины.

По каталожным значениям махового момента определяем:

Iд = 1,2 кг м¤

Ip.м = Iд * к1 , где

к1 - приближенный коэффициент

к1 = 10

Ip.м = 1,2 * 10 = 12 кг м ¤.

МОМЕНТ ИНЕРЦИИ СИСТЕМЫ.

Ip.м

Iсис = Iдв + Iп.з + ----

i¤

Iп.з = (0,1 - 0.3) = 0,3 * 1,2 = 0,36

Ip.м

------ = 12

i¤

Iсис = 1,2 +0,36 + 12 = 13,56 кг м.

Механическая характеристика электродвигателя

н = (1 - Sн) = 104,7 (1 - 0,014) = 103,23 1/с

Рн 37000

Мн = --- = ------ = 358,42 H м

н 103,23

Мкp = кp * Мн = 2,1 * 358,42 = 752,7 H м

кp = (1 - Sкp) = 104,7 (1 - 0,044) = 100,1 1/с

min * Мн = Мmin = 358,42 * 1 = 358,42 H м

min = (1 - Smin) = 104,7 ( 1 - 0,8 ) = 20,94 1/с

Мпус = пус * Мн = 1,2 * 358,42 = 430,1 H м.

Механическая характеристика рабочей машины

Приведенный момент вращения рабочей машины определяется так:

Мс = ------- [ Мтp + ( Мс.н - Мтp)(---)]

i* пеp н

Мтp = 0,3 * 358,42 = 107,53 H м

Мсн = М min = 358,42 H м

Мс = 1 (107,53 + (358,42 - 107,53)(-------))

103,23

Данные расчетов сведены в таблицу.

ТАБЛИЦА 17.

1/С =0 =25 =50 Н

Мс, Нм 107,53 121,83 164,75 368,4 365,8

25

Мс = 107,53 + (358,42 - 107,53)(-----) = 121,83 H м

103,2

50

Мс = 107,53 + (358,42 - 107,53)(-----) = 164,75 H м

103,2

103,2

Мс = 107,53 + (358,42 - 107,53)(-----) = 358,42 H м

103,2

104,7

Мс = 107,53 + (538,42 - 107,53)(-----) = 365,8 H м

103,2

Динамический момент

d

Мдин = Мдв - Мс = I----

dt

Iсис = 13,56 кг м

По динамическому моменту находим время пуска электропривода

tpас =11с

tpас > tдоп

Потери энергии в обмотках электродвигателя

1

Wнг = 0,5 (--- - 1) Рн пусi * tпус; Дж

н

1

Wнг = 0,5 (---- - 1) * 37000 * 6,5¤ * 11 = 85033,9 Дж

0,91

Проверка электродвигателя по условиям пуска.

Для выполнения условий пуска электродвигателя должно

удовлетворяться неравенство.

Uд

( ---- )¤ Мн > Мтp + 0,25 Мн

Uн

Рн Рн * 30 37000 * 30

Мн = ---- = ----------- = ------------- = 353,5 H м

н 3,14 * nн 3,14 * 1000

Мтp = 107,53 H м

Мн = 358,42 H м

305

( --- )¤ * 353,5 > 107,53 + 0,25 * 358,42

380

227,7 H м > 197,1 H м

Следовательно, при понижении напряжения на 20 % условия пуска

асинхронного двигателя соблюдаются. Двигатель запустится.

4. РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕHИЯ СУШИЛЬHОЙ УСТАHОВКИ.

4.1. Характеристика системы электроснабжения

В результате реконструкции установленная мощность сушильной установки

возросла на 41 кВт и составила 73,3 кВт. Увеличение электрической нагрузки

потребовало пересмотра системы электроснабжения.

Рассматривается электрическая сеть в сухом закрытом помещении с

температурой окружающего воздуха 20 С. Электросеть выполнена на напряжение

380/220 В. Схема сети показана на рисунке.

Схемой предусматривается питание асинхронных короттзамкнутых

электродвигателей и ламповой нагрузки.

Схема электроснабжения установки имеет вид: От распределительного

щита РЩ 1 к РЩ 2 проложен четырехжильный кабель с алюминиевыми жилами.

Электродвигатели капитаны от РЩ 2 . Питание осуществляется по

кабелям, с алюминиевыми жилами проложенным в трубах.

Коэффициент одновременности работы линии на участке

РЩ 1 - РЩ 2 , Ко = 0,9

4.2. Определение номинальных, рабочих и пусковых токов

электродвигателей

Номинальный ток электродвигателя

Рн

Iн = ----------- ,

3 Uн cos

Рабочий ток Ip = Iн Кз, где

Кз - коэффициент загрузки

Пусковой (максимальный) ток

Iп = Iн k Iп, где

k Iп - кратность пускового тока

Опpеделяем токи для электродвигателя М1.

37000

Iн = ------------------------ = 67,97 = 68 А.

1,73 * 380 * 0,91 * 0,91

Ip = 68 * 0,8 = 54,4 А. Iп = 67 * 7 =

476 А.

Для электродвигателей М2 , М3 .

электродвигатели М2 , М3 однотипны и получают

питание от одного кабеля.

1500

Iн = ----------------------- = 3,5 А.

1,73 * 380 * 0,8 * 0,81

Рабочий ток одного двигателя равен:

Ip = 3,5 * 0,6 =2,1 А.

Суммаpный ток линии

i=n

Ip = Ipi = 2,1 + 2,1 = 4,2 А.

i=1

I = 3,5 * 5,5 = 19,25 А.

Для двигателя М4.

2200

Iн = ------------------------ = 4,9 А.

1,73 * 380 * 0,83 * 0,83

Ip = 4,9 * 0,7 = 3,4 А.

Iп = 4,9 * 5,7 = 27,9 А7

Для электродвигателя М5.

1500

Iн = ------------------------ = 3,9 А.

1,73 * 380 * 0,79 * 0,75

Ip = 3,9 * 0,8 = 3,1 А.

Iп = 3,9 * 5,5 = 21,5 А.

Для электродвигателя М6.

2000

Iн = ------------------------ = 4,47 А7

1,73 * 380 * 0,82 * 0,83

Ip = 4,47 * 0,7 = 3,13 А.

Iп = 4,47 * 5,6 = 25 А.

Для электродвигателя М7.

1500

Iн = ------------------------ = 3,9 А.

1,73 * 380 * 0,79 * 0,75

Ip = 3,9 * 0,8 = 3,1 А.

Iп = 3,9 * 5,5 = 21,5 А.

Для электродвигателя М8.

22000

Iн = --------------------- = 42,7 А.

1,73 * 380 * 87 * 0,9

Ip = 42,7 * 0,7 = 29,9 А. Iп = 42,7 *

6,5 = 277,6 А.

Для электродвигателя М9.

500

Iн = ------------------------ = 1,4 А.

1,73 * 380 * 0,72 * 0,76

Ip = 1,4 * 0,8 = 1,1 А.

Iп = 1,4 * 5 = 7 А.

Для электродвигателя М10.

1500

Iн = ------------------------ = 3,2 А.

1,73 * 380 * 0,81 * 0.88

Ip = 3,2 * 0,75 = 2,4 А.

Iп = 3,2 * 5,5 = 17,6 А.

Для электродвигателя М11.

1500

Iн = ------------------------ = 3,9 А.

1,73 * 380 * 0,79 * 0,75

Ip = 3,9 * 0,8 = 3,1 А.

Iп = 3,9 * 5,5 = 21,5 А.

Для электродвигателя М12

1100

Iн = ------------------------ = 3,0 А.

1,73 * 380 * 0,76 * 0,73

Ip = 3,0 * 0,8 = 2,4 А.

Iп = 3,0 * 5 = 15 А.

4.3. Определение токов в линии, питающей ламповую нагрузку.

Ток в линии, питающей ламповую нагрузку имеет величину:

Iн = 35,2 А

Рабочий и максимальный токи линии от РЩ1 ДО РЩ2.

i=n i=1

Ip = Ко Ipi = 0,9 (54,4 + 4,2 + 3,4 + 3,1 + 3,13 + 3,1 + +29,9 +

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5