Электропривод установки пневмотранспортерной УПФ-1

 

 

Министерство  сельского хозяйства и продовольствия

Республики  Беларусь

             Учреждение образования

 

Белорусский Государственный  Аграрный

 Технический  Университет

 

Кафедра ЭСХП

 

Расчетно-пояснительная записка  к

КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

по дисциплине «Электропривод»

на тему:

«Электропривод  установки пневмотранспортерной УПФ-1    (вариант 34)»

 

 

 

                                                                                                Выполнил: студент 4 

  группы 

                                                                                         Руководитель: Базулина Т.Г.

 

 

 

 

Минск - 2006 

 

 

 

 

 

Введение.

 

 

Автоматизация и электрификация сельскохозяйственного  производства приводит к облегчению труда рабочих, и уничтожение  существенного различия между умственным и физическим трудом, и дальнейшему повышению материального благосостояния народа.

Современный электропривод определяет собой уровень силовой электровооруженности, является главным средством автоматизации  рабочих машин и механизации  производственных процессов.

Рост электрификации и автоматизации, создание на этой базе более современных  машин ведут к огромному повышению  производительности труда.

Производство, переработка и хранение сельскохозяйственной продукции тесно  связано с использованием электроприводов.

Преимущества электропривода состоит  в том, что электрическая энергия  легко передается на большие расстояния, обладает высокой экологической  чистотой, что немаловажно в современных  технологиях, а также может преобразовываться  не только в механическую, но и в тепловую и в другие виды энергии, необходимые как в производстве, так и быту.

Электропривод отличается большим  количеством конструктивных решений, функционального назначения, технических  параметров и т.д.

Номенклатура электроприводов и область их применения растет. Растет количество электроэнергии, потребляемое электроприводами. Преимущества использования электропривода могут быть реализованы лишь при правильном его выборе по различным параметрам.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

Введение	4
1. Технологическая схема установки	5
2. Определение мощности рабочей  машины. Расчет и построение механической  характеристики и нагрузочной  диаграммы рабочей машины	7
3. Предварительный выбор элетродвигателя  по мощности, по номинальной  частоте вращения и исполнению	10
4. Кинематическая схема электропривода. Расчет основных параметров передаточного  устройства	12
5. Определение приведенного момента  электропривода и электромеханической  постоянной времени переходных  процессов	14
6. Расчет по определению потери напряжения при пуске АД, пускового тока	16
7. Расчет переходных режимов  электропривода с учетом напряжения  при пуске	21
8. Расчеты по определению превышения  температуры электродвигателя за  время пуска и в конце рабочего  цикла	25
9. Заключение о правильности  предварительного выбора электродвигателя	28
10. Выбор аппаратов управления и защиты электрических цепей и   электродвигателя	29
11. Выбор аппаратов защиты электродвигателя  по критерию эффективности                 30
12. . Описание схемы управления и размещение элементов схемы	31
13. Определение показателей надежности  электропривода	32
Литература	34

 

 

 

 

 

 

Аннотация

 

Курсовая работа представлена расчетно-пояснительной  запиской на 34  страницах машинописного  текста, содержащей 12 таблиц и графической частью, включающей 6 листов формата А4.

В работе представлены:

• описание работы технологической линии;
• технологические и кинематические схемы.

В процессе выполнения курсового проекта  были произведены следующие расчеты:

• основные параметры передаточного устройства, приведенного момента энергетического машинного устройства и электромеханической постоянной времени переходных процессов;
• переходных режимов электропривода;
• расчеты по определению температуры электродвигателя;
• расчет по определению потери напряжения при пуске АД.

Записка также содержит описание работы принципиальной электрической схемы  силовых цепей и выбор коммутационной и защитной аппаратуры. В процессе выполнения курсового проекта была разработана схема управления.

Курсовой проект оформлен в соответствии с СТБ БАТУ 1999г, был оформлен на текстовом редакторе MS Word XP, для расчетов была использована система электронных таблиц MS Excel XP. Для создания графической части проекта использовалась система автоматизированного проектирования типа AutoCAD 2000i.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 2. Определение мощности. Расчет и построение механических характеристик и нагрузочных диаграмм рабочих машин.

2.1 Определение потребляемой мощности  загрузочно-транспортной машины  ЗБ-50.

Расчёт электропривода пневматического транспортёра сводится к опеделению требуемого расхода  воздуха вентиляционной установкой и мощности электродвигателя для её привода.

производительность (м³/с) можно рассчитать по следующей формуле [1]:

(2.1)

 

где  W_п—производительность установки, т/ч;

ρ_В=1,24 плотность воздуха, кг/м³;

μ– массовая концентрация смеси;

Величина  μ представляет собой отношение массы груза к массе воздуха в единице объёма пневмопровода транспортёра. При повышении μ  производительность транспортёра возрастает, но начинается выпадение отдельных частиц , что может привести к закупорке массы в трубопроводе. Практика конструирования показала, что для сено-соломистых материалов μ=0,4….0,7, для сочных кормов и комбикорма  μ=1,2…1,4.

 

мощность электродвигателя (кВт) на привод вентилятора определяется по следующей формуле[2]:

(2.2)

 

где  P_O—напор воздушного потока, Па;

k_B=1,2—коэффициент учитывающий потери мощности на утечке воздуха;

  η_B=0.85—КПД вентилятора;

         η_П=0,9….0,95—КПД передачи от двигателя к вентилятору.

Напор P_О (Па) расходуется на перемещение кормосмеси  по пневмопроводу с определённой скоростью (динамический напор P_ДИН) и преодоление местных сопротивлений в магистрали (статический напор P_СТ), т.е.

P_O= P_ДИН+ P_СТ.

Динамический  напор

                                                              (2,3)

где  U_B—скорость воздушного потока (м/с);

UГ--скорость груза в воздушном потоке, (м/с).

Скорость воздушного потока определяет экономичность пневматического транспортёра. Для сено-соломистых материалов и сенажа  наиболее рациональна скорость воздушного потока в пределах – 18…25 м/с, для силоса, зелёной подкормки и сыпучих комбикормов – 25…30 м/с. По опытным данным,  UГ=(0,65…0,85).

 

Статический напор  (2.4)

,  

где L_П—длина горизонтального участка трубопровода, м;  d_П—внутренний диаметр трубопровода, м;

      ∑ξ—сумма коэффициентов местных сопротивлений (Таб.3.);

Н_П—высота вертикального участка пневмопривода, м.

Внутренний диаметр (м) трубопровода

 

Подставляем

 

 

тогда

P_O=7871,7+5066=12938Вт

Подставляем  в формулу (2,2)

2.2 Построение механических характеристик  и нагрузочных диаграмм рабочих  машин.

Приведенный момент сопротивления машины при номинальной частоте вращения определяется по следующей формуле:

 

(2.4)

 

Подставляя  числовые значения в формулу (2.4) получаем:

 

Для построения механической характеристики воспользуемся  общей формулой:

 

       (2.5)

 

где  M_с – момент сопротивления механизма при любой частоте вращения, Н^_.м;

M_со – начальный момент сопротивления, Н^_.м;

Х – показатель степени, характеризующий изменение момента при изменении частоты вращения;

            y – угловая скорость вращения, выраженная в относительных единицах,                        y = w/w_н;

для построения графика нужно определить М_СО, у и х

Показатель степени x для пневматических транспортеров x = 2,

Задаёмся рядом значений у определяем значение М_со.

Результаты расчёта сведём в таблицу.

 

 

 

Мс	30,9	35,9	50,8	75,6	110,3	209,5
ω	0	29,2	58,4	87,6	116,8	175,2
Y	0	0,2	0,4	0,6	0,8	1,2

 

Механическая характеристика Mc = f(ω) будет иметь следующий вид:

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1. Механическая характеристика рабочей машины.

 

Рисунок 1. Механическая характеристика рабочей машины.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Предварительный  выбор электродвигателя по мощности, по номинальной частоте вращения  и исполнению.

 

Исходя и условий и требования технологического процесса, а также значения P_м выбираем асинхронный электродвигатель с частотой вращения 1500 об/мин. Тип АИР180М4 IP54 IM 1001.

Технические данные электродвигателя сводим в таблицу 3.1.

Таблица 3.1 Технические данные электродвигателя серии АИР180М4.

Pн, КВт	hн, %.	cosjн, о.е.	Sн, %	m, кг	kп	kmax	kmin	kI	I, кг.м2
30	0.92	0.87	2	190	1.7	2.7	1.5	7	0.19

3.1 Определение постоянной времени  нагрева.

Постоянная времени нагрева  определяется по следующей формуле:

(3.1)

 

где m – масса двигателя, кг;

v_н – установившаяся номинальная температура перегрева (80-100К);

h_н – КПД в относительных единицах;

P_н – номинальная мощность, кВт.

Получаем:

 

 

Время работы электродвигателя определяется из соображений обеспечения необходимой  загрузки сенажных башен типа БС-9,15 вместимостью 800…900 т за 4…5 дней. Общая производительность нашей установки до 30 т/ч. Следовательно, продолжительность работы установки составит t_р= 900/(5*30)=6ч или 360мин. в сутки. Т.к. башен несколько, а заполнить их нужно за тоже время, то всего вероятнее, что двигатель будет работать значительно долго. С запасом будем считать, что установка работает 8ч или 480мин. В сутки.

Далее выбираем режим работы электродвигателя. При t_р = 480 мин и T = 39,3 мин обеспечивается условия долговременного режима работы – S1:

t_р > 4T и t_п < 4Т_охл .