Электрооборудование установки микроклимата

предназначенное для плавного автоматического регулирования частоты

вращения электродвигателей вентиляторов комплекта оборудования

«Климат-4М», представляет собой тиристорный регулятор напряжения с

аналого-цифровой системой управления на интегральных микросхемах,

обеспечивающих изменение выходного напряжения в зависимости от

изменения температуры воздуха в помещении.

Основные технические данные устройства «Климатика-1» следующие:

напряжение питания — 380 В, номинальный ток — 63 А, диапазон

регулирования выходного напряжения — 1:6, отклонение температуры

воздуха от заданного значения, при котором меняется выходное

напряжение, — не более 4°С, КПД - 97%.

Шкафы ШОА5934-3074УЗ с присоединяемой мощностью 4,6 кВт для

управления теплогенератором ТГ-2,5 А и ШОА5933-2974УЗ для управления

теплогенератором ТГ-1А предназначены  для работы  при температуре

окружающего воздуха от —5 до 40 °С, отклонение температуры от

заданного значения — не более 2,5 °С. Управление в режиме «Отопление»

автоматическое и ручное, в режиме «Вентиляция» ручное: напряжение

главной цепи — 380 В, цепи управления — 220 В.

Недостаток комплекта «Климат-4М» в том, что микроклимат в нем

регулируется лишь по одному параметру — температуре.

Отличительная особенность комплектов автоматических приточно-

вытяжных установок ПВУ состоит в совмещении притока и вытяжки

воздуха в одном агрегате, исключающем необходимость использования

распределительных воздуховодов в помещении. Каждый комплект состоит

из шести приточно-вытяжных шахт, шести силовых блоков и одного

пульта управления. Для подогрева приточного воздуха имеются

электронагревательные элементы. Воздухопроизводительность на

притоке комплектов ПВУ-4 — 24 000м³/ч, ПВУ-6—36 000, ПВУ-9 —54 000 м³/с; на вытяжке ПВУ-4 — 204 000 м³/ч, ПВУ-6 — 31 800 и ПВУ-9— 48 000 м³/ч. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ УСТАНОВКИ И ЕГО НАЗНАЧЕНИЕ

Электродвигатели в системах вентиляции и кондиционирования воздуха

используются для вращения вентиляторов.

Выбору  типа и мощности электродвигателя должно предшествовать установление требований технологического процесса и рабочей машины к нему. Для этого необходимо знать нагрузочную диаграмму, скорость вращения вала машины и её скоростной режим, момент трогания, приведенный момент инерции, режим использования машины, последовательность операций управления электроприводом и требования к аппаратуре управления.

Основным  принципом при  выборе мощности электродвигателя является нагрузка.  

В зависимости от продолжительности  действия нагрузки режим работы электродвигателя принято разделять на длинный, кратковременный и повторно-кратковременный.  Правильное определение мощности и выбор двигателя для электропривода имеет большое значение, если установленная мощность электродвигателя завышена, то неоправданно возрастают размеры, масса и стоимость двигателя. Кроме того, ухудшаются энергетические показатели: коэффициент полезного действия. Работа такого электродвигателя будет не экономичной. При не достатке мощности неизбежен перегрев двигателя, что приводит к преждевременному выводу его из строя. Правильно выбранный двигатель должен обеспечивать выполнение заданной работы электропривода при соблюдении нормального теплового режима и допустимой механической нагрузки двигателя.

В большинстве случаев  выбор мощности двигателя происходит по нагреву с последующей проверкой по перегрузочной способности.

     Вторым важным  фактором определяющим  мощность электродвигателя  является величина  развиваемого им  момента, которая  ограничивается механической  прочностью вала, подшипников, ротора и электромеханическими свойствами самого двигателя. Наиболее часто применяются в промышленности асинхронные электродвигатели серии 4А, как наиболее экономичные.

Выбор электродвигателя для  систем вентиляции и кондиционирования воздуха производится в следующем порядке:

1. Определяется расчетная мощность вентилятора;
2. Определяется мощность привода  при установившемся режиме;
3. Определяется расчетная мощность электродвигателя вентилятора;
4. По каталогу выбирается электродвигатель;

5. Электродвигатель проверяется на устойчивость работы при кратковременных снижениях напряжения;

При выборе мощности двигателя  для систем вентиляции и кондиционирования воздуха следует помнить:

   Q   пропорционально ω                                  

   М  пропорционально ω²

   Р  пропорционально ω³

Исходные  данные для выбора двигателя центробежного  вентилятора для системы микроклимата:

Подача  вентилятора Q = 7000 м³/ч переводим в м³/с; 7000/3600 = 1,9  м³/с;

Расчетное давление Нр = 0,4 кПа  переводим в Па; 400 Па 

Частота вращения вентилятора n =  1415 об/мин

1. Определяется расчетная мощность вентилятора:

Р_в = Q х Нр/ nв = 1,9 х 400/0,65 = 1170 Вт , где nв к.п.д вентилятора ( для центробежного  0,4…0,7)

2. Определяется мощность привода  при установившемся режиме;

Р_м = Р_в / nп = 1170/0,95 = 1230 Вт , где nп - к.п.д передачи для центробежного вентилятора принимается равным 0,95.

3. Определяется расчетная мощность электродвигателя вентилятора

Р_дв = К_з х Р_м = 1,2 х 1230  = 1476 Вт, где К_з – коэффициент запаса, выбирается по таблице в зависимости от типа вентилятора и мощности привода  при установившемся режиме.

4. По каталогу выбирается электродвигатель:

4А80В4У3 , Рн = 1500  Вт, nн  = 1415 об/мин, Kmin = 1,6.

Р_н > Р_р, , 1,5 > 1,476 кВт ,где

Р_н-  мощность электродвигателя из каталога.

     n = nн,,  1415 = 1415 об/мин

5. Электродвигатель проверяется на устойчивость работы при кратковременных снижениях напряжения

Определяем  угловую скорость и номинальный  момент выбранного   электродвигателя

ω_н = π х n / 30 = 3,14 х 1415 /30 = 148 рад/с

М_н = Р_н / ω_н = 1500/148  = 10,1 Н*м.

Время  пуска асинхронных  двигателей с короткозамкнутым ротором равно 3-4 секунды. При этом происходит значительное увеличение тока и  уменьшение напряжения на зажимах электродвигателя. Поэтому необходимо проверить электродвигатель по условию пуска. Проверим, обеспечивает ли выбранный электродвигатель достаточно быстрый разгон агрегата под нагрузкой. Для этого определим требуемый номинальный момент двигателя при пуске, предполагая,  что минимальный пусковой момент двигателя был в 1,25 раза больше статического момента рабочей машины при пуске.

М_с = Р_дв / ω_н = 1476/148 = 9,8 Н*м.

М_н(п)= 1,25 х М_с / К_min x U ² = 1,25 х 9,8/1,6 х 0,9 ² = 9,4 Н*м.

М_н > М_н(п) 10,1  > 9,4 Н*м 

  Вывод: Видно, что   при  пуске   электродвигатель  создает  необходимый момент.

               
 
 
 
 
 
 
 
 
 

           3.ВЫБОР ПУСКОЗАЩИТНОЙ АППАРАТУРЫ.  

Управление современными сельскохозяйственными электроприводами и защита их от аномальных режимов работы осуществляется электротехническими устройствами, называемыми аппаратами управления и защиты.  

Выбрать аппарат – это значит отобрать из множества однотипных аппаратов, обладающих общими свойствами, самый экономичный, технические данные которого наиболее полно соответствуют данным электропривода, а исполнение и конструкция соответствует условиям окружающей среды.

                 Пускатели выбирают  по следующим признакам:

1. Сила номинального  тока пускателя  должна быть равна  или несколько  больше силы номинального  тока электродвигателя:

Iном.п. ≥ Iном.д.

2. Напряжение втягивающей катушки должно быть равным напряжению сети:

Uкат ≥ Uc

3. Пускатель должен  обеспечивать нормальные  условия коммутации;           Iном.п. ≥ Iпуск.д./6, где Iпуск.д. - сила пускового тока электродвигателя, А..

Выбирается  магнитный пускатель  для электродвигателя вентилятора.

Тип электродвигателя: 4А80В4У3

Рном = 1,5 кВт, Iном.д. = 3,57 А (из каталога), Кi = 5

Условия пуска  электродвигателя легкие.

Выбираю  два магнитных  пускателя типа ПМЛ -121002 у которого  Iном.п. = 10 А.

Iном.п. ≥ Iном.д.    10 ≥ 3,57 А

Iном.п. ≥ Iпуск/6,    Iпуск = Кi х Iном.д. = 5 х 3,57 = 18 А,  Iном.п. = 18 /6 = 3 А,

10  ≥ 3 А.

Выбираю магнитный пускатель  для электрокалорифера.

Тип калорифера: СФОЦ – 10/0,5Т

Рном = 9,6 кВт, cos = 0.98, η = 0,95.

Расчетный ток калорифера:

Iном.к. = Рном / х U х η х cos = 9,6/1,73 х 0,38 х 0,95 х 0,98 = 15,7 А

Выбираю два магнитных  пускателя типа ПМЛ -221002 у которого  Iном.п.= 25 А.