Измельчитель-смеситель кормов ИСК-3

- КПД электродвигателя в номинальном режиме.

(29)

(о.е.)

(кВт)

(30)

где - номинальные потери мощности в электродвигателе, Вт.

(31)

(кВт)

(Вт/)

()

Постоянная времени нагревания:

(32)

где С - теплоемкость электродвигателя, Дж/; ;

- масса электродвигателя, кг.

(Дж/)

(с)

В начале работы . Зависимость имеет вид:

(33)

Задаемся значениями t и вычисляем величину температуры электродвигателя и строим кривую нагрева:

17,055 мин

34,11 мин

51,165 мин

60 мин

При отключении , а остывание электродвигателя происходит по уравнению:

(34)

Расчет кривой охлаждения проводим аналогично нахождению кривой нагрева. Графические зависимости представлены в графической части (лист 3). Вывод: температура нагрева выбранного электродвигателя не превышает допустимую для данного класса изоляции.

2.9 Построение механической и электромеханической характеристик электродвигателя

Механическую характеристику асинхронного электродвигателя расчитывают по формуле Клосса:

(35)

где , - рассчитываемый и максимальный моменты, Нм; , - задаваемое значение скольжения и максимальное (критическое) скольжение (приложения 10, 11, 12 [1]), о.е; Е - коэффициент, .

Момент максимальный из формулы (21) равен Нм. Максимальное скольжение находим по формуле:

(36)

(о.е.)

Коэффициент Е находится в сложной зависимости от скольжения S. Высчитываем его значения в четырех характерных точках:

1) при имеем , а коэффициент ;

2) при имеем , а коэффициент Е = 0;

3) при имеем , а коэффициент ;

4) при имеем , а коэффициент .

Значения Е в этих точках находим по выражению (37), подставляя в его значения в характерных точках (1)…(4).

(37)

По полученным четырем точкам строим ломаную линию .

Далее задаемся значением скольжения S, находим Е по кривой , заносим в таблицу 3 и производим расчет.

Таблица 3 Результаты расчета механической характеристики

Расчетные величины	Значения расчетной величины S
	Sн (0,05)	Sмах (0,11)	0,2	0,3	0,5	0,6	0,85	0,9	1
Е по графику	-0,73	0	1,3	2,8	5	5,6	6,8	19	35
(1+Е)	0,27	1	2,3	3,8	6	6,6	7,8	20	36
2Е	-1,46	0	2,6	5,6	10	11,2	13,6	38	70
S/Sмах	0,45	1	1,82	2,73	4,54	5,45	7,73	8,18	9,09
Sмах/S	2,2	1	0,55	0,37	0,22	0,18	0,13	0,12	0,11
S/Sмах+Sмах/S+2E	1,19	2	4,97	8,69	14,76	16,84	21,46	46,3	79,2
2Ммах(1+Е)	21,91	81,14	186,6	308,3	486,8	535,5	632,9	1622,8	2921,0
	18,41	40,57	37,56	35,46	32,97	31,8	29,5	35,0	36,88
	298,3	279,46	251,2	219,8	157	125,6	47,1	31,4	0
	14,91	32,86	30,42	28,72	26,71	25,76	23,89	28,39	29,87

Электромеханическую характеристику асинхронного электродвигателя строим по четырем точкам: 1) при ; 2) при ; 3) при ; 4) при . Ток холостого хода (в относительных единицах) определяем по выражению:

(38)

Ток при максимальном (критическом) скольжении определяем по выражению (в относительных единицах):

(39)

Номинальный ток в о.е. равен 1. Пусковой в о.е. указывается в каталогах или справочниках, например 10, 11 и 12 [1]. Пересчет тока в именованные единицы производим по формулам:

(40)

(41)

(о.е.)

(А)

Графики механической и электромеханической характеристик представлены в графической части.

3. Выбор элементов кинематической схемы

3.1 Выбор элементов клиноременной передачи

Выбор элементов передачи производим в следующей последовательности.

1. Выбираем тип ремня - УА (2 ремня) и диаметр ведущего шкива 100 .

2. Определяем геометрические размеры передачи, согласовывая их со стандартами.

Диаметр большого шкива:

(43)

(мм)

Принимаем 112 мм.

Межосевое расстояние:

(44)

(мм)

(45)

(мм)

Принимаем 710 мм.

3. Уточненное межосевое расстояние:

(46)

(мм)

4. Определяем угол обхвата малого шкива:

(47)

5. Линейная скорость ремня

(48)

(м/с)

6. Допустимая полезная мощность, преодолеваемая одним клиновым ремнем:

(49)

где - коэффициенты из таблиц 3.1…3.4 [1].

(кВт)

7. Ширина шкива передачи В зависит от числа и типа ремней:

(50)

где b - ширина верхней части ремня, мм

N - число клиновых ремней.

(мм)

3.2 Выбор монтажного исполнения электродвигателя

Конструктивное исполнение электрических машин по способу монтажа регламентируется в Публикации МЭК 34-7 и СТ СЭВ 264-76. Согласно этим документам при применении прямой передачи используем электродвигатель с фланцевым креплением исполнения IM 3011 без лап, с подшипниковыми щитами и с фланцем на одном переднем подшипниковом щите. Фланец большого диаметра, доступный с обратной стороны, с крепящими отверстиями без резьбы, с одного конца вала, расположенного вертикально.

3.3 Составление чертежа "Кинематическая принципиальная схема электропривода"

Выбранная кинематическая и ее параметры изображаем на листе №3 графической части по правилам выполнения кинематических схем (ГОСТ 2.703-68). Условные графические изображения элементов кинематических схем и обозначения регламентируются ГОСТ 2.770-63.

На схеме показываем все элементы передачи (электродвигатель, шкивы, ремни), а также рабочий орган (колесо измельчителя с ножами). Элементы передачи нумеруем и указываем их тип, момент инерции или массу и размеры. Нумеруем валы и указываем из скорости вращения.

3.4 Составление расчетной приведенной схемы механической части электропривода

Расчетная схема механической части - это условная схема связи всех моментов инерции и движущихся поступательно масс с учетом жесткости элементов связи.

Составляем четырехмассовую расчетную схему и производим ее расчет:

Моменты инерции вращающихся частей:

(51)

где - коэффициент;

- масса шкива (или колеса измельчителя с ножами), кг;

- наружный радиус шкива (или колеса измельчителя с ножами), м.

(кг)

Масса шкива:

(52)

где - удельный вес стали, ;

d - диаметр шкива, м;

B - ширина шкива, м.

(кг)

Масса колеса измельчителя с ножами:

(53)

(кг)

Составляем приведенную двухмассовую расчетную схему и производим ее расчет:

Моменты инерции на валу 1и 2:

(54)

(55)

(кг)

Составляем приведенную одномассовую расчетную схему и производим ее расчет:

Моменты инерции второго вала приводим к первому:

(56)

(кг)

(57)

(кг)

Момент сопротивления приводим к валу электродвигателя:

(58)

(Нм)

4. Расчет переходных процессов в электроприводе

4.1 Определение электромеханической постоянной времени

Различают два значения электромеханической постоянной времени для асинхронных электродвигателей: 1) - на рабочем участке механической характеристики (момент от нуля до номинального); 2) - на пусковом участке электромеханической характеристики (момент от пускового до номинального). Их определяем по формулам:

(59)

(60)

(мин)

Значение позволяет оценить время пуска без нагрузки электродвигателя до номинальной скорости: .

5. Разработка принципиальной электрической схемы управления электроприводом

5.1 Требования к управлению машиной и пути их реализации

В пункте 1.5 были предъявлены требования к управлению рабочей машиной, в данном пункте представим пути их реализации. Для обеспечения световой сигнализации применяем сигнальную лампу. Для обеспечения дистанционного ручного управления применяем электромагнитный пускатель и кнопочную станцию. Для усовершенствования технологического процесса - реле времени. Применяемые аппараты защиты и управления электродвигателя будут рассчитаны в последующих пунктах.

5.2 Описание разработанной схемы управления электроприводом

При включении автоматического выключателя QF подается напряжение к цепи управления и на силовые контакты магнитных пускателей. При нажатии кнопки SB1 замыкается цепь магнитного пускателя KM1. О наличии напряжения в ящике управления сигнализирует лампа HL1. После завершения приготовления кормосмеси реле времени включает электродвигатель выгрузного транспортера M2, о чем свидетельствует лампа HL2. Выключение установки производиться нажатием кнопки SB2. Автоматический выключатель, аппараты защиты защищают электродвигатель от перегрузки и токов короткого замыкания. Для защиты цепей от токов короткого замыкания в данной схеме предусматриваем предохранитель.

5.3 Выбор аппаратов защиты электрических цепей и аппарата защиты электродвигателя в аварийных состояниях по критерию эффективности

Выбор аппаратов защиты электрических цепей. Автоматический выключатель выбираем по номинальному напряжению, номинальному току автомата, номинальному току расцепителей. Номинальное напряжение автомата должно соответствовать номинальному напряжению сети, В:

(42)

Номинальный ток автомата должен соответствовать длительному току электроприемника, А:

(43)

Номинальный ток расцепителя должен соответствовать длительному току электроприемника, А:

(44)

Выбор автоматического выключателя:

380=380

Выбираем автоматический выключатель ВА61F29-3K12,2NA-PH380В, исполнения УХЛ2. Проверку выбранного автоматического выключателя производим по несрабатыванию от пусковых токов:

(45)

где - минимальная кратность тока срабатывания электромагнитного расцепителя выбранной карактеристики;

- кратность пускового тока электродвигателя.

Выбор типа защитного аппарата электропривода проводим по критерию эффективности:

где - вероятность отказа данного электродвигателя i-го механизма по y причине; - вероятность срабатывания k-го устройства защиты при основных аварийных режимах АД i-ом механизме.

Таблица 4 Значение вероятностей отказа установки по различным причинам

Неполнофазный режим	Заторможенный режим	Перегрузка	Увлажненная изоляция	Нарушение охлаждения
0,28	0,24	0,1	0,28	0,17

Таблица 5 Значение вероятностей срабатывания защиты по различным причинам

Тип аппарата защиты	Неполнофазный режим	Заторможенный режим	Перегрузка	Увлажненная изоляция	Нарушение охлаждения
Тепловое реле РТЛ и РТТ	0,6	0,45	0,75	0	0
Реле контроля напряжения неполнофазного режима типа ЕЛ-8…13	0,8	0	0	0	0
Реле защиты по току при неполнофазном режиме плюс защита от токов перегрузки типа РЗД-ЗМ, БСЗД-1	0,8/0,8	0,9/0,9	0,7/0,65	0	0
Устройство температурной защиты УВТЗ-5	0,8	0,67	0,95	0	0,9
Устройство защиты электродвигателя при неполнофазном режиме, при перегрузке по току, температуре и при снижении сопротивления изоляции, типа УЗ	0,8	0,9	0,8	0,5	0,9
УЗО	0,6	0,67	0,95	0	0,9

Эффективность проверяют для всех защит:

1. тепловое реле:

Э=0,28*0,6+0,24*0,45+0,1*0,75=0,17+0,1+0,075=0,34

2. реле контроля напряжения ЕЛ:

Э=0,28*0,8=0,22;

3. реле защиты по току РЗД-ЗМ/БСЗД-1:

Э=0,28*0,8+0,24*0,9+0,1*0,7(0,65)=0,22+0,21+0,07(0,065)=0,5(0,49)

4. УВТЗ:

Э=0,28*0,8+0,24*0,67+0,1*0,95+0,17*0,9=0,22+0,16+0,095+0,15=0,62

5. устройство защиты УЗ:

Э=0,28*0,8+0,24*0,9+0,1*0,8+0,28*0,5+0,17*0,9=0,22+0,21+0,08+0,14+0,15=0,8

6. УЗО:

Э=0,28*0,6+0,24*0,67+0,1*0,95+0,17*0,9=0,17+0,16+0,095+0,15=0,57

Таблица 6 Результаты расчета критерия эффективности

Тип аппарата защиты	Тепловое реле РТЛ	Реле контроля напряжения ЕЛ	Реле защиты по току РЗД-ЗМ/БСЗД-1	УВТЗ	Устройство защиты УЗ	УЗО
Эффективность	0,34	0,22	0,5/0,49	0,62	0,8	0,57

Как показал расчет наиболее эффективной защитой является устройство защиты электродвигателя при неполнофазном режиме, при перегрузке по току, при перегрузке по температуре и при снижении сопротивления изоляции типа УЗ. Принимаем УЗ-25-44-У2.

5.4 Выбор аппаратов управления электроприводом

Для дистанционного управления электроприводом выбираем электромагнитный пускатель. Магнитный пускатель выбирается по номинальному току и номинальному напряжению:

(47)

(48)

Выбираем магнитный пускатель ПМЛ-21002БР2В исходя из условий:

380=380

25>10,8

=380В

=220В

Страницы: 1, 2, 3

МЕНЮ

Измельчитель-смеситель кормов ИСК-3

ИНТЕРЕСНОЕ