Электропривод установки пневмотранспортерной УПФ-1

а) по условию статической устойчивости:

,

где Р_макс – максимальная мощность рабочей машины, кВт;

      u – относительное рабочее напряжение, u = 0.9.

Условие выполняется –30кВт > 13,8 кВт.

б) по условию динамической устойчивости:

,

где М_макс – максимальный момент рабочей машины (из ее механической характеристики) , Н∙м.

Условие выполняется – 158,9Н∙м > 90,8Н∙м.

Так как все условия соблюдаются, то можно считать, что данный электродвигатель подобран правильно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10. Выбор аппаратов  управления и защиты электрических  цепей и электродвигателя.

 

Основным параметром защитно-коммутационной аппаратуры является электрический ток, пропорциональный нагрузке.

Для защиты электродвигателя от действия токов короткого замыкания и  от перегрузки используем автоматический выключатель, тогда расчет параметров коммутационных аппаратов выполняется  в следующей последовательности.

Находим расчетный ток электродвигателя (в нашем случае при полной загрузке он будет равен номинальному):

     (9.1)

Имеем:

Далее находим максимальный ток  электродвигателя (в нашем случае он равен пусковому):

       (9.2)

Получаем:

В связи с новыми стандартами  республики Беларусь на электроснабжение и электробезопасность зданий и  сооружений требуется повсеместно  применение защиты оттоков к.з. и  от чрезмерной утечки на землю.

Исходя из этих значений, выбираем автоматический выключатель                   АЕ2443-120 У3 на номинальный ток 63А с  возможностью регулирования номинального тока теплового расцепителя, с уставкой по типу несимметричной утечки на землю 0,03 и 0,1

Тип магнитного пускателя и его  номинальный ток выбираем исходя из условия:

       (9.5)

Выбираем  пускатель– ПМ12-063211 УХЛ3 на ток 63А.

 

В качестве коммутационного аппарата выбираем рубильник по условию:

,

где I_{расч.общ.} – расчетный ток на всю электрическую схему нашей установки, А.

Выбираем рубильник ВА51Г31 на ток 100А.

Для ручного управления установкой выбираем кнопочные выключатели  серии КМЕ предназначенных для  вторичных цепей контакторов, электромагнитных пускателей  и других аппаратов управления.

Кнопки имеют электрически не связанные  замыкающие и размыкающие контакты с двойным разрывом. Номинальное  напряжение – до 500 В, 50 и 60 Гц переменного  и до 220 В постоянного тока. Номинальный  ток контактов10А.

В качестве сигнальной арматуры выбираем АЛСУ-12У2 на напряжение 220 В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11. Выбор аппаратов  защиты электродвигателя по критерию  эффективности.

 

Критерий эффективности срабатывания защит рассчитывается по формуле:

,       (11.1)

где Р_ij – вероятность отказа установки по i-той причине,

      q_ki – вероятность срабатывания k-той защиты по i-той причине.

Таблица 11.1 Значения вероятностей отказа кормоприготовительной установки  по различным причинам.

Неполнофазный режим	Заторможенный ротор	Перегрузка	Увлажненная изоляция	Нарушение охлаждения
0,42	0,31	0,09	0,18	0

 

Таблица 11.2 Значения вероятностей срабатывания защит по различным причинам.

Тип аппарата защиты	Неполнофаз-ного режима	Заторможенного ротора	Перегрузки	Увлажненная изоляция	Нарушение охлаждения
Тепловое реле РТЛ	0,6	0,45	0,75	0	0
Автоматический выключатель  с тепловым расцепителем	0,5	0,4	0,7	0	0
УВТЗ-1М	0,76	0,67	0,91	0	0,91
УВТЗ-5М	0,95	0,67	0,91	0	0,91
ФУЗ-М	0,95	0,85	0,66	0	0
ЕЛ-8, ЕЛ-10 и т.п.	0,7	0	0	0	0
РУД-05, ЗОУП-25 и т.п.	-	-	-	0,95	-

 

Таблица 11.3 Результаты расчета критерия эффективности.

Тип аппарата защиты	Тепловое реле РТЛ	Автоматический выключатель  с тепловым расцепителем	УВТЗ-1М	УВТЗ-5М	ФУЗ-М	ЕЛ-8, ЕЛ-10 и т.п.	РУД-05, ЗОУП-25 и т.п.
Э	0.459	0.397	0.6088	0.6886	0.7219	0.294	0.171

 

Как показывает расчет, наиболее подходящей защитой является ФУЗ-М.

Будем использовать ФУЗ-М4 на ток 8…16А  совместно с трансформаторами тока.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12. Описание  схемы управления и размещение  элементов схемы.

 

Схема предусматривает ручное управление работой установки. Запуск двигателей производится последовательно. После  запуска первого электродвигателя кнопкой SB2 реле времени KT1 в с заданной задержкой замыкает свой контакт КТ1. После этого можно запускать второй электродвигатель, нажатием кнопки SB3. Остановка электродвигателей производится одновременно нажатием кнопки SB1. При необходимости запуска только электродвигателя М2 следует, удерживая кнопку SB2 на время большее заданной задержки реле времени (чтобы сработал его замыкающий контакт КТ1), нажать кнопку SB3. Электродвигатель М2 будет работать пока удерживается кнопка SB2.

Аварийное отключение питания каждого  электродвигателя происходит, если сработает  его автоматический выключатель (QF1 для электродвигателя M1 и QF2 для электродвигателя M2). В качестве более совершенной защиты используется прибор ФУЗ-М2, подключенный через трансформаторы тока. Автоматический выключатель имеет как электромагнитный расцепитель так и тепловой и защищает как от короткого замыкания так и от перегрузки. ФУЗ-М защищает от многих аварийных режимов. Это осуществляется срабатыванием размыкающего контакта  катушки КV1 в цепи управления электродвигателями.

Защита цепи управления осуществляется автоматическим  выключателем QF3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13. Определение  показателей надежности электропривода.

 

   Для отдельных разработок  требуется произвести экономическую  оценку надежности технических  средств. Решение  этой проблемы  является одной из важнейших  задач народного хозяйства. Повышение надежности сокращает простои, упрощает организацию ремонта, сокращает потребность в запчастях и т.д., т.е. в конечном итоге приводит к экономическому эффекту.

            Порядок расчета:

1. Общая интенсивность отказа системы

λ = ∑λ _i · n_i ,

где  λ_i – интенсивность отказов i-того элемента схемы;

        n_i – число однотипных элементов в схеме.

 

2. Значение интенсивности отказов  зависти от режима работы элементов  и условий окружающей среды,  которые учитываются с помощью  поправочного коэффициента k_λ.

λ_i = λ _i0 · k_λ

где λ_i – интенсивность отказов в конкретных производственных условиях;

      λ_i0 - интенсивность отказов в лабораторных условиях;

      k_λ – поправочный коэффициент.

Для сельскохозяйственных помещений  k_λ = 10…15.

 

3.  Средняя наработка на отказ:

         t _о = 1/ λ

 

4. Число отказов сметы за год.

   N = λ · t

t - число часов работы в году. Считаем, что t = 183 ч в год.

 

5. Средние затраты времени на устранение отказа

,

K_п – коэффициент, учитывающий время поиска неисправности в схеме, К_п = 2.

 

 

Время простоя технологического оборудования при выходе из строя электросхемы зависит не только от скорости устранения неисправностей, но и от скорости работы электротехнической службы хозяйства (вызов электромонтера, транспортировка оборудования и т.п.).

6. Математическое ожидание суммарного времени простоя вследствие отказов системы за год:

7. Время безотказной работы:

,

где t – годовой фонд работы технологического оборудования, t = 183 ч.

8. Коэффициент готовности оборудования:

.

Результаты расчетов сведем в таблицу.

 

Таблица 7.1. Результаты расчетов   показателей надежности.

Оборудование и элементы схем	Кол-во элементов	λ i0	λ	to	N	τBi		tпр	tp	kг
-	шт	106 ·1/ч	106 ·1/ч	10-6ч	ед.	ч	ч	106 ч	ч	ч
Рубильник трехполюсный	1	0,92	9,2	0,109	0,0017	0,9	0,037	62,9	183	1
Автоматический выключатель	3	0,3	9	0,111	0,0016	0,25	0,010	16	183	1
Электромагнитный пускатель	2	10	200	0,005	0,0366	0,9	0,805	2978,5	183	1
Реле времени	1	1,5	15	0,067	0,0027	0,39	0,026	70,2	183	1
Выключатели кнопочные	3	0,7	21	0,048	0,0038	0,25	0,023	87,4	183	1
Провода соединительные	40	0,12	48	0,021	0,0088	0,1	0,021	184,8	183	1
Электродвигатель	2	7,25	145	0,007	0,0265	1,25	0,811	2189,7	183	1
Всего для схемы			447,2

 

 

Как показал расчет, установка имеет  высокие показатели надежности.