Электропривод технологической линии зеленой массы и сенной муки

Степень неравномерности  нагрузки оценивают на основании  расчета значения коэффициента формы  нагрузочной диаграммы К_ф.н.д.:

К_ф.н.д.=Р_экв/Р_ср

где Р_экв и Р_ср – эквивалентная (среднеквадратическая) и средняя нагрузки на одном и том же рассматриваемом интервале времени нагрузочной диаграммы.

,

,

где Р_i, t_i – соответственно значения мощности и продолжительности нагрузки на i-м участке нагрузочной диаграммы с количеством участков m.

Нагрузочные диаграммы  привода дробилки: n – частота вращения; М_с – момент сопротивления дробилки; М_д – момент двигателя.

 

2.6 Энергетическая характеристика

Энергетические характеристики показывают общий и удельный расход электрической энергии на выполнение технологического процесса, а также распределение энергии между отдельными узлами машины.

W=t_осв ·P_осв+ t_оцк ·P_оцк,

где t_осв- время работы освещения, ч.; t_осв=11часов (с8 часов до 19часов),

P_осв- производительная мощность освещения, кВт.; P_осв=7кВт,

t_о - время работы оборудования 4, ч.;

P_о- производительная мощность оборудования ; P_оцк=30кВт

Тогда

W=11·7+4·30=197кВт·ч

 

 

 

3. Выбор электродвигателя

Расчетная мощность двигателя  кормодробилок:

где К₁=1.15…1.2 – коэффициент, учитывающий потери холостого хода;

Q – производительность дробилки КДУ-2;

А=11 кВт ч/т – удельные затраты энергии;

η_р – КПД рабочей машины

Принимаем двигатель  типа 4АР180М4СУ1 с параметрами : Рн=30 кВт ; nн=1460 об/мин ; η_н=0,9 ; соsφ=0,87; К_м=2,2 ; К_п=2,0 ; К_мин=1.6 ; К_i=7,5.

 

 

4. Описание схемы управления

Принципиальная электрическая  схема управления электроприводом  поточной линии с четырьмя электродвигателями.

Для подачи предварительного сигнала  перед пуском поточной линии предусмотрена отдельная цепь, состоящая из станции с кнопками «Пуск» SB10 и «Стоп» SB9, реле времени КТ5, задающего длительность сигнала перед пуском и сигнального устройства HA.

 

Для управления поточной линией служат магнитные пускатели КМ1, КМ2, КМ3, КМ4, кнопочные станции SB1, SB2, SB3, SB4, SB5, SB6, SB7, SB8, кнопка автоматического пуска SBA, реле автоматического пуска KLA, реле времени пуска КТП1, КТП2, КТП3, реле остановки KLO, реле времени остановки КТС2, КТС3, КТС4, тепловые реле защиты двигателей от перегрузок КК1, КК2, КК3, КК4, сигнальные лампы «Машина работает» HL1Р, HL2Р, HL3Р, HL4Р, сигнальные лампы «Машина не работает»HL1Н, HL2Н, HL3Н, HL4Н, сигнальная лампа «Напряжение есть» HL5.

После подачи напряжения на схему загорается сигнальная лампа HL5. Ключ управления устанавливают в положение «Автоматический пуск», и контакты SA.A замыкаются. Нажав пусковую кнопку SB10, вводят в цепь тока реле времени КТ5, которое без выдержки времени контактами КТ5 блокирует кнопку SB10. Включается сигнал НА, предупреждающий о пуске поточной линии. В цепи автоматического пуска KLA с выдержкой времени закрываются контакты реле времени КТ5. Реле KLA блокирует контакты КТ5 и подает напряжение на катушку магнитного пускателя КМ4, блок-контакты которого шунтируют контакты KLA, замыкают цепь тока реле времени пуска КТП3 и подготавливают пускатель КМ3 к работе. Происходит пуск двигателя загрузочного шнека.

По окончании пуска  и выдержки времени закрываются  контакты КТП3 и срабатывает магнитный  пускатель КМ3, блок-контакты которого шунтируют контакты КТП3, подают напряжение на реле КТП2 и подготавливают к работе цепь пускателя КМ2. Контакты датчика скорости BR3 зашунтируют размыкающие блок-контакты КМ1 в цепи катушки КМ3, подготовив цепь для дальнейшей работы. Осуществляется пуск двигателя наклонного транспортера. После пуска и выдержки времени закрываются контакты КТП2, срабатывает магнитный пускатель КМ2, его блок-контакты шунтируют контакты КТП2, подают напряжение на реле КТП1 и подготавливают к действию пускатель КМ1. Происходит пуск двигателя измельчителя.

 

По истечении заданного  времени контакты КТП1 подают напряжение на первый магнитный пускатель КМ1, а его блок-контакты КМ1 блокируют контакты КТП1. Начинает работать двигатель дробилки. Таким образом, машины всей линии оказываются пущенными последовательно одна за другой с выдержкой времени, необходимой для пуска каждой из них, навстречу технологическому потоку.

При срабатывании магнитных пускателей открываются их блок-контакты в цепях реле КТ5, остановка KLO, времени КТС2, КТС3, КТС4, автоматического пуска KLA, подготавливая эти цепи к дальнейшему действию. Работу машин контролируют по сигнальным лампам НL1Р, HL2P, HL3P, HL4P.

Останавливают линию по ходу потока, начиная с  первой машины. Для этого нажимают кнопку SB1. Теряет питание магнитный пускатель КМ1, останавливается двигатель дробилки. Поток продукта на технологическую линию прекращается. Чтобы машины освободились от продукта, нужна выдержка времени, которую создают реле времени остановка КТС2, КТС3, КТС4. Реле КТС2 вводится в цепь тока блок-контактными пускателя КМ1 и через выдержку времени, необходимую для освобождения измельчителя, отключает пускатель КМ2. Двигатель измельчителя останавливается. Блок-контакты КМ2 подают напряжение на реле КТС3, которое обеспечивает выдержку перед отключением двигателя наклонного транспортера. После разгрузки наклонного транспортера контакты КТС3, отключая КМ3, останавливают ее. Блок-контакты КМ3 подают сигнал на реле КТС4, которое с выдержкой времени прекращает работу двигателя загрузочного шнека.

Таким образом, все машины остановлены в режиме холостого хода. Об остановке машин сигнализируют лампы НL1Н, HL2H, HL3H, HL4H.

 

Быструю (аварийную) остановку предусматривает вариант 2. Нажав кнопку SB7, лишают питания пускатель КМ4, а его блок-контакты размыкают цепь пускателя КМ3. Аналогично теряют питание пускатели КМ2 и КМ1. Все машины останавливаются без выдержки времени. Перед последующим пуском их необходимо разгрузить.

При срабатывании одного из тепловых реле КК1, КК2, КК3, КК4 от перегрузки возможны следующие варианты остановки поточной линии. Если был перегружен первый или четвертый двигатель и сработали реле КК1 и КК4, то процессы остановки будут происходить, как в вариантах 1 и 2. Если сработает реле КК2, то машины 2 и 1 остановятся мгновенно, а остальные — с выдержкой времени. Если же сработает реле КК3, то машины 3, 2, 1 остановятся мгновенно, а машина 4— с выдержкой времени.

Если оборвется ремень третьей передачи, сработает датчик скорости третьей машины BR3, мгновенно остановятся двигатели 3, 2, 1 и с выдержкой времени двигатель 4.

Таким образом, последовательная остановка машин против потока идет без выдержки времени, а по потоку — с выдержкой времени.

Пусковые опробования электропривода выполняют в деблокированном режиме, для осуществления которого ключ управления ставят в положение ручного управления. При этом закрываются контакты SA.P и неблокированным каждым в отдельности приводом управляют вручную своей кнопочной станцией.

 

 

 

5. Выбор аппаратуры управления  и защиты

Управление электроприводами заключается в осуществлении  разнообразных операций, реализующих  пуск, торможение, регулирование частоты вращения, реверсирование, поддержание заданных режимов работы или их принудительное изменение в соответствии с требованиями технологического процесса. С этой целью используют различную аппаратуру управления электроприводом, которую классифицируют по основным характерным признакам:

по способу управления (аппаратура ручного и автоматического  управления);

по назначению (аппаратура управления, защиты и сигнализации);

по принципу действия (электромагнитная, электротепловая, индукционная, ферромагнитная, электронная и т. п.);

по роду тока (постоянного  и переменного тока);

по конструкции (открытого, защищенного, закрытого, герметичного исполнения);

по коммутационной способности (сильноточная, устанавливаемая в главных силовых цепях, и слаботочная, используемая в цепях управления).

Согласно требованиям  ПУЭ все электроустановки должны иметь защиту от коротких замыканий.

Для электроприводов, у  которых возможна перегрузка приводного механизма по технологическим причинам, а также при особо тяжелых  условиях пуска, когда необходимо ограничить его длительность при пониженном напряжении, устанавливают защиту от перегрузки. Она должна

 

выполняться с выдержкой времени  и действовать на отключение двигателя  электропривода, на аварийный сигнал или на разгрузку приводного механизма, если разгрузка возможна.

Автоматические выключатели  и магнитные пускатели проверяют  на соответствие номинальному току двигателя  и напряжению сети, в которую включается двигатель.

;

Плавкие предохранители проверяют на соответствие напряжению сети, рабочему току двигателя и номинальному току плавкой вставки.

;

;

,

где k_i – кратность пускового тока электродвигателя; α=2,5 при редких пусках длительностью до 2,5 с; α=2-2,5 при нечастых пусках длительностью 2,5-10 с; α=1,6-2 при частых пусках длительностью более 10 с.

 

6. Спецификация на электрооборудование

Условное обозначение	Наименование	Кол-во	Примечание
М1	Электродвигатель 4АР180М4СУ1	1	Р=30 кВт; n=1460 об/мин.
М2	Электродвигатель 4АР132S4СУ1	1	Р=20 кВт; n=1500 об/мин.
М3	Электродвигатель 4А100S2СУ1	1	Р=4 кВт; n=2880 об/мин
М4	Электродвигатель 4А80В2СУ1	1	Р=2,2 кВт; n=2850 об/мин
Q1	Автоматический выключатель  ВА51Г-16-32	1	Iна=16А; Iнр=16А; Uн=380В
Q2	Автоматический выключатель  ВА51Г-16-32	1	Iна=6А; Iнр=16А; Uн=380В
КМ1; КМ2; КМ3; КМ4	Электромагнитный пускатель  ПМЛ-2500	4	Uк=380В; Iн=25А; Uн=220В; с приставкой ПКЛ-2204
КК1; КК2; КК3; КК4	Тепловое реле	4	Uк=380В; Uн=220В; Iн=25А
SA.A	Переключатель ПКУ2	1	Iн=10А; Uн=380В;
SВ1; SВ2; SB3; SB4; SB5; SB6; SB7; SB8	Кнопка ПКЕ-622	8	Iн=3,4А;  Uн=220В;
HL1; HL2; HL3; HL4; HL5	Световая сигнальная аппаратура АСЛ-11	5	Uн=220В
КТС 2; КТС3; КТС4	Реле времени	3	Uн=220В; Iн=10А

 

 

Список литературы

1. Асинхронные двигатели серии 4А. Справочник/ А90. А. Э. Кравчик, М. М. Шлаф. М.: Энергоиздат, 1982-504 с.
2. А. П. Фоменков Электропривод сельскохозяйственных машин, агрегатов и поточных линий. ― 2-е изд., перераб. и доп. ― М.: Колосс, 1984г.
3. Жигжитов А.В. Механизация процессов консервирования и приготовления кормов: Учебно-методическое издание. - Улан-Удэ: Издательство ФГОУ ВПО "БГСХА им. В.Р. Филиппова", 2008. - 110 с.
4. Л. П. Шичков Электрический привод. М.: Колосс, 2006
5. Методические указания к лабораторной работе по курсу «Механизация и автоматизация технологических процессов в животноводстве и растениеводстве», Барнаул 2006
6. Правила Устройства Электроустановок. Шестое издание, переработанное и дополненное, с изменениями. М.: Агропромиздат 2002г.
7. http://www.free-lance.ru/users/kosta_tm/viewproj.php?prjid=232153

 

 

 

Приложения

Тип  двигателя	Рн, кВт	nн, об/мин	ηн	соsφ	Кі	Кп	Км	Кмин
4АА56В2СУ1	0,25	2710	0,68	0,77	5,0	2,0	1,2	1,2
4АА63А2СУ1	0,37	2740	0,7	0,86	5,0	2,0	1,2	1,2
4АА63В2СУ1	0,55	2730	0,73	0,86	5,0	2,0	1,2	1,2
4А71А2СУ1	0,75	2840	0,77	0,87	5,5	2,0	1,2	1,2
4А71В2СУ1	1,1	2810	0,775	0,87	5,5	2,0	1,2	1,2
4А80А2СУ1	1,5	2850	0,81	0,85	6,5	2,0	1,2	1,2
4А80В2СУ1	2,2	2850	0,83	0,87	6,5	2,0	1,2	1,2
4А90L2СУ1	3.0	2840	0.845	0.88	6.5	2.0	1.2	1.2
4А100S2СУ1	4.0	2880	0.865	0.89	7.5	20.	1.2.	1.2
4А100L2СУ1	5.4	2880	0.875	0.91	7.5	2.0	1.2	1.0
4А112М2СУ1	7,5	2900	0,875	0,88	7,5	2,0	1,2	1,0
4А132М2СУ1	11,0	2900	0,88	0,9	7,5	1,6	1,2	1,0
4А160 S2СУ1	15,0	2940	0,88	0,91	7,5	1,4	1,2	1,0
4А180S2СУ1	22.0	2930	0.885	0.91	7.5	1.4	1.2	1.0
4А180М2СУ1	30,0	2930	0,9	0,92	7,5	1,4	1,2	1,0
4А80А4СУ1	1,1	1400	0,748	0,81	5,0	2,0	1,2	1,2
4А80В4СУ1	1,5	1400	0,77	0,85	5,0	2,0	1,2	1,6
4А90L4СУ1	2.2	1420	0.8	0.85	6.0	2.0	1.2	1.4
4А100S4СУ1	3.0	1420	0.82	0.83	6.5	2.0	1.2	1.6
4А100L4СУ1	4.0	1420	0.84	0.85	6.5	2.0	1.5	1.2
4А112М4СУ1	5,5	1450	0,855	0,85	7,0	2,0	1,2	1,6
4А132S4СУ1	7.5	1450	0.875	0.86	7.5	2.0	1.2	1.2
4А132М4СУ1	11,0	1450	0,875	0,87	7,5	2,0	1,2	1,6
4АР160S4СУ1	15,0	1465	0,875	0,87	7,5	2,0	1,2	1,6
4АР160М4СУ1	18,5	1465	0,875	0,87	7,5	2,0	1,2	1,6
4АР180S4СУ1	22.0	1460	0.89	0.87	7.5	2.0	1.2	1.6
4АР180S4СУ1	30,0	1460	0,9	0,87	7,5	2,0	1,2	1,6
4А71А6СУ1	0,37	920	0,645	0,69	4,0	2,0	1,2	1,6
4А71В6СУ1	0,55	920	0,675	0,71	4,0	2,0	1,2	1,6
4А90L6СУ1	1,5	940	0,75	0,74	4,0	2,0	1,2	1,6
4А112М6СУ1	3,0	950	0,81	0,75	6,0	2,0	1,2	1,6
4А112МБ6СУ1	4,0	950	0,82	0,81	6,0	2,0	1,2	1,6
4А132S6СУ1	5.0	960	0.85	0.88	7.0	2.0	1.2	1.6
4А132М6СУ1	7,5	960	0,855	0,81	7,0	2,0	1,2	1,6