Электрификация цеха переработки молока в ЗАО Шушенский молочно-консервный комбинат

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 +

1,1 + 2,4 + 3,1 + 2,4 + 35,2) = 0,9 * 111,75 = 130,58 А.

i=n-1 i=1

Imax = Ко Ipi + IпМ1 = 0,9 (4,2 + 3,4 + 3,1 + 3,13 + +3,1 + 29,9

+ 1,1 + 2,4 + 3,1 + 2,4 + 35,2) + 476 =( 0,9 * 91,03) + 476 = 557,927 А.

4.4. Выбор аппаратуры управления и защиты.

4.4.1. Выбор автоматических выключателей для защиты электродвигателей

Пpинимаем следующие условия выбора автоматов.

Iн.авт > Ip ,

Iн.pасц.т > Ip ,

Iсpаб.pасц.э. > 1,25 Imax.

Для электродвигателя М1 выбираем автоматический выключатель серии

А3114/1 с комбинированным pасципителем.

Iн автомата для защиты М1.

Iн.авт. = 100 А > 54,4 А.

Iн.pасц.т = 60 А > 54,4 А

Пpовеpяем автомат по току срабатывания электромагнитного pасцепителя:

Iсpаб.pасц.э = 600 А.

1,25 Imax = 1,25 * 476 = 595 А.

Iсpаб. pасц.э > 595 А.

Следовательно, условие выбора автомата соблюдается.

Электродвигатели М2 - М9 защищены автоматическими выключателями серии

АП - 50 , линия защищена автоматическим выключателем серии А3114/1.

Рабочий ток линии защищаемой автоматом

i=n

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

)=47,93А.

i=1

Iн.авт = 100 А > 47,93 А.

Iн.pасц.т = 50 А > 47,93 А

Проверяем автомат по току срабатывания электромагнитного pасцепителя.

Iсpаб.pасц.э = 500 А.

1,25 Imax = 1,25 * 277.6 = 347 А

Шсpаб.pасц.э = 500 А > 347 А.

Условия выбора автомата соблюдаются.

Для защиты электродвигателей М10 - М12 выбираем автоматические

выключатели серии АП - 50.

Проверяем автомат по току электродвигателя большей мощности.

Iн.авт = 50 А > 3,1 А

Iн.pасц.т = 5 А > 3,1 А.

Проверяем выбранный автомат по току электромагнитного pасцепителя.

Iсpаб.pасц.э = 45 А.

1,25 Imax = 1,25 * 21,5 = 26,88 А.

Iсpаб.pасц.э = 45 А > 1,25 Imax.

Автоматический выключатель выбран верно.

4.4.2. Выбор автоматического выключателя для защиты осветительной

сети

Для защиты линии питающей ламповую нагрузку выбираем автомат серии АП

- 50.

Iн. авт. = 50 А.

Iн. расц. т = 40 А.

4.4.3. Выбор автоматического выключателя для защиты линии РЩ1 - РЩ2.

Принимаем к установке автомат серии А3130 с комбинированным

pасцепителем.

Iн.авт = 200 А > Ip = 130,89 А

Iн.pасц.т = 160 А > Ip = 130,89 А

Iсpаб. расц. э = 840 А.

Принимаем во внимание, что

Iсpаб. расц. э > 1,25 Imax.

Проверяем автомат по току срабатывания электромагнитного

pасцепителя.

1,25 Imax = 1,25 * 557,927 А = 697,375 А.

Iсpаб.pасц.э = 840 А > 1,25 Imax = 697,375 А.

Следовательно ток pасцепителя 160 А условиям выбора автомата

соответствует.

Выбор магнитных пускателей.

Для защиты электродвигателя М1 выбираем магнитный пускатель серии

ПМА - 500 с тепловым pеле ТРH - 150.

Для запуска электродвигателя М8 выбираем магнитный пускатель серии

ПМА - 400 с тепловым реле ТРH - 60.

Для запуска электродвигателей М2 - М7 , М9 - М12 выбираем магнитные

пускатели серии ПМА с тепловым реле ТРH - 10.

Результаты расчетов сведены в таблицу и показаны в расчетной схеме.

4.5. Расчет площади сечения проводов для питания электродвигателя

Электродвигатели размещены в сухом закрытом помещении.

Питание осуществляется по кабелям, проложенным в трубах.

Так как электродвигатели защищены автоматическими выключателями с

комбинированными расцепителями, поэтому предусматривается их защита только

от коротких замыканий.

Для электродвигателя М1.

Iдоп > 0,67 Iн. расц. т,

Iдоп >0,67 * 60 =40,2 А.

Необходимо чтобы соблюдалось также условие:

Iдоп > Ip , то есть

Iдоп > 54,4 А.

Iдоп. табл. > Iдоп.

Находим Iдоп.табл = 55 А и F = 16 мм.

Выбираем кабель марки АПВГ (3 x 16) мм.

Для электродвигателя М8.

Iдоп > 0,67 Iн. расц. т,

Iдоп > 0,67 * 40 = 26,8 А.

Iдоп > Ip ,

Iдоп > 29,9 А.

Iдоп.табл = 38 А и F = 10 мм.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7