Модернизация электрооборудования кормораздатчика-смесителя

Тип работы:
Курсовая
Предмет:
Физика


Узнать стоимость новой

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Содержание

  • Введение
  • 1. Состав и краткая техническая характеристика (станка, механизма, установки)
  • 2. Требования к электрооборудованию, принцип действия электрооборудования и систем управления
  • 3. Расчет мощности и выбор электродвигателей
  • 4. Расчет и выбор электрических аппаратов и элементов электрической схемы
  • 5. Расчет и выбор аппаратов защиты
  • 6. Расчет и выбор проводов и кабелей
  • 7. Структурная схема электрооборудования станка
  • 8. Размещение электрооборудования и схема соединений и подключений
  • 9. Монтаж электрооборудования (станка, механизма, установки)
  • 10. Выбор направления проведения модернизации, выбор технического решения модернизации
  • 11. Модернизация электрической принципиальной схемы, описание разработанной схемы
  • 12. Перечень элементов схемы
  • Заключение
  • Список литературы

Введение

В современной технологии и оборудовании промышленных предприятий велика роль электрооборудования, т. е. совокупности электрических машин, аппаратов, приборов и устройств, посредством которых производится преобразование электрической энергии в другой вид энергии и обеспечивается автоматизация электрических процессов.

Электрооборудование систем электроснабжения, станков, механизмов постоянно совершенствуется благодаря использованию более новых электрических аппаратов управления, защиты, преобразователей, полупроводниковых приборов и элементов. Чтобы обслуживать электрическое оборудование, соответствующее современному уровню развития науки и техники, электротехнический персонал должен знать устройство, принцип действия электрических аппаратов управления, защиты, а так же их назначение, технические характеристики, уметь правильно выбирать их место вышедших из строя и устаревших аппаратов и элементов. Требования к электрооборудованию вытекают из технологических данных и условий. Электрооборудование нельзя рассматривать в отрыве от конструкции технологических особенностей электрифицируемого объекта, и наоборот. Электрооборудование промышленных предприятий и установок проектируется, монтируется и эксплуатируется в соответствии с Правилами устройства электроустановок (ПУЭ) и другими руководящими документами.

Специалист должен знать конструкцию электрических печей, электросварки, металлообрабатывающих станков, грузоподъемных и транспортных установок и т. п. Электрооборудование и автоматика кормораздатчика-смесителя КС-1,5 оснащаются современными типами электроприводов и средствами автоматического управления, что обеспечивает высокую производительность, безопасность, удобство управления и обслуживания.

Целями курсового проекта являются:

· Получение навыков расчета и выбора электрооборудования кормораздатчика-смесителя КС-1,5;

· Составление технической документации;

· Закрепление навыков чтения и составления электрических схем.

Необходимо рассчитать и выбрать электрические аппараты управления, аппараты защиты и проводники для схемы управления, а так же для схемы силовой сети, составить спецификацию на выбор оборудования, описать порядок работы и порядок монтажа электрооборудования кормораздатчика-смесителя КС-1,5, разработать и начертить схему соединения и подключения, а так же выбрать направление модернизации электрической принципиальной схемы.

электрооборудование кормораздатчик электрическая схема

1. Состав и краткая техническая характеристика (станка, механизма, установки)

Погрузка и раздача кормов животным — наиболее трудоемкие производственные процессы, уровень механизации которых на фермах составляет около 50…60%; на их долю приходится 30…40% общих затрат труда по обслуживанию животных и птицы. От своевременной раздачи кормов зависит эффективность всех зоотехнических мероприятий по кормлению животных и птицы.

Выбор технических средств для погрузки и раздачи кормов и рациональное их использование определяются в основном такими факторами, как физико-механические свойства кормов, способ кормления, тип животноводческих построек, способ содержания животных и птицы, размер фермы. Исходя из этого, одно из основных требований к кормораздатчикам — равномерность выдачи корма в кормушки с отклонением от установленной нормы 15%; при этом минимальные потери корма не должны превышать 1% розданного количества.

Производительность кормораздающих устройств регулируют в пределах минимальной и максимальной норм выдачи корма для одного животного в зависимости от принятого рациона.

Большое число разновидностей современных кормораздающих устройств образовано различным сочетанием рабочих органов и сборочных единиц и разными способами их агрегатирования с энергетическими средствами.

Электрифицированный кормораздатчик КС-1,5 (рис. 1) предназначен для перемешивания и раздачи влажных кормовых смесей поголовью свиней всех возрастных групп на репродукторных и небольших откормочных фермах. При отсутствии кормоцеха его можно использовать для приготовления и раздачи влажных мешанок, а также полужидких и сухих кормов.

Процесс раздачи начинается с загрузки кормораздатчика кормом. Компоненты подают из кормоцеха или подвозят со склада. Загружают раздатчик равномерно. Кормовые компоненты перемешивают. Для этого шиберными заслонками закрывают выгрузные окна бункера и включают привод мешалки. Продолжительность перемешивания может достигать 4 мин. После этого открывают шиберные заслонки и устанавливают нужную скорость перемещения раздатчика по кормовому проходу. Затем включают приводы выгрузных шнеков и ходовой части, и начинается раздача корма в кормушки. Раздача может производиться как одним шнеком, так и двумя одновременно. После освобождения бункера привод рабочих органов отключают и направление движения раздатчика переключают на обратное, чтобы повторно заполнить раздатчик кормом. Управление раздатчика осуществляется с пульта. Питание к раздатчику подводится через гибкий кабель, уложенный в специальном желобе по всей длине кормового прохода. Укладывается кабель специальным кабелеукладчиком.

Рисунок 1 — Кормораздатчик КС-1,5: а — общий вид: 1 — распределительная коробка; 2 — устройство для автоматической остановки кормораздатчика; 3 — ходовая часть; 4 — мотор-редуктор; 5 — выгрузной шнек; 6 — лопастная мешалка; 7 — бункер; 8 — траверса; 9 — шнек-мешалка; 10 — разравниватель; 11 — пульт управления; 12 — электрооборудование; 13 — штурвал; б — технологическая схема: 1 — бункер, 2 — шнек-смеситель, 3 — лопастная мешалка, 4 — шиберная заслонка, 5 — выгрузной шнек.

2. Требования к электрооборудованию, принцип действия электрооборудования и систем управления

Мобильность кормораздатчика-смесителя КС (рис. 1) ограничено, поскольку он перемещается только по рельсовому пути, проложенному вдоль кормушек. Тележка и рабочие органы кормораздатчика приводятся в действие от четырех автономных электродвигателей. Компоненты влажной кормовой смеси загружают в бункер. При этом разравниватель равномерно распределяет корм по бункеру, а мешалка перемешивают его. По завершении процесса перемешивания заслонки дозирующих устройств с помощью штурвалов вручную устанавливают в положение, соответствующее заданной дозе корма. Нажимают кнопку SB4 и тележка приходит в движение (от двигателя М2). Как только выгрузные отверстия шнеков окажутся над кормушками, оператор нажимает педаль тормоза, размыкаются контакты конечного выключателя SQ1, отключается тяговый двигатель М2 раздатчика и под действием ленточного тормоза он останавливается. Механизм раздачи корма включают кнопками SB7 и SB9 (двигатели МЗ и М4); при этом раздача корма может осуществляться и в одну кормушку, и в обе одновременно.

При отпускании педали тормоза тяговой двигатель включается вновь, уже без нажатия кнопки «Пуск», поскольку она шунтирована контактами магнитного пускателя КМ5 (КМ6). Если на пути движения раздатчика встречается препятствие, то специальное устройство (щуп) действует на конечный выключатель SQ2, контакты которого разрывают цепи питания контакторов тягового двигателя. После опорожнения бункера кнопкой SB3 останавливают тяговый двигатель, кнопками SB6 и SB8 — шнеки и затем кнопкой SB5 переключают тяговый двигатель на обратный ход.

Автоматизированная система приготовления и раздачи кормов рассчитывает компоненты кормовой смеси, дозирует их и раздает готовый корм в соответствии с заданной программой. Система выполняет управляющие и информационные функции. К управляющим функциям относится вся последовательность команд, обеспечивающих нормальный ход ТП и защиту механизмов в случае его нарушения. Информационные функции системы предоставляют оператору возможность контроля за ходом ТП. В числе информационных каналов: индикация рекомендуемого рецепта корма и количество подаваемых комбикормов и воды, информация о количестве корма, поступившего в каждую кормушку, о состоянии ИМ системы.

Работа системы начинается с установки оператором необходимых количеств комбикорма и воды. После нажатия кнопки «Пуск» вся последующая цепь операций выполняется по команде микроконтроллера: открывается клапан подачи подогретой до 40 °C воды, а спустя несколько минут включаются шнек подачи комбикорма из бункера в ванну и привод мешалки. Подача воды и комбикорма автоматически прекращается после выдачи заданных доз, а привод мешалки продолжает работать до окончания процесса раздачи корма. Система выдает информацию о количестве поданной в ванну воды, массе комбикорма в бункере и температуре корма (в случае ее отклонения от нормы включается сигнализация).

3. Расчет мощности и выбор электродвигателей

Двигатель производственного механизма должен наиболее полно отвечать технико-экономическим требованиям, т. е. отличаться простотой конструкции, надежностью в эксплуатации, наименьшей стоимостью, небольшими габаритами и массой, обеспечивать простое управление, удовлетворять особенности технологического процесса и иметь высокие энергетические показатели при различных режимах работы. Конструкцию двигателя выбирают, исходя из условий окружающей среды.

Правильный выбор мощности двигателя в соответствии с нагрузкой на его валу обеспечивает надежную и экономичную работу электропривода, минимальную стоимость оборудования и наименьшие потери энергии при эксплуатации производственного механизма. Недостаточная мощность двигателя приводит к его перегрузке, вызывает недопустимые превышения температуры отдельных частей, сокращающие срок службы изоляции обмоток, влечет собой быстрый выход двигателя из строя. Если мощность двигателя излишняя, повышаются первоначальные затраты, увеличиваются габариты, масса и стоимость двигателя, возрастают эксплуатационные расходы в связи со снижением к. п. д. и коэффициент мощности двигателя.

Расчет мощности двигателей для разных видов механизмов и станков имеет существенные отличия. Номинальная мощность электродвигателя называется мощность, развиваемая на валу двигателя при номинальном режиме. При этом двигатель развивает номинальный вращающий момент М при номинальной скорости вращения n.

Для правильного выбора электродвигателей и всего электрооборудования следует так же учесть следующие условия:

1. климатическое исполнение;

2. место (категория) размещения;

3. степень защиты от проникновения твердых тел и жидкости;

4. специфические условия эксплуатации (взрывоопасность, химически агрессивная среда).

Производим расчет мощности электродвигателей кормораздатчика-смесителя КС-1,5:

где момент на приводном валу (для электродвигателей он равен, ;

коэффициент полезного действия передачи от электродвигателя к компрессору (;

частота вращения, ().

Расчетная мощность электродвигателя М1:

Расчетная мощность электродвигателя М2:

Расчетная мощность электродвигателя М3:

Расчетная мощность электродвигателя М4:

Выберем электродвигатели по ближайшей мощности.

Паспортные данные электродвигателей принимаются по [7].

Таблица 1 Результаты выбора электродвигателей

Электродвигатель М1

(привод заслонки)

Электродвигатель М2

(привод тележки)

Серия

4А132S4У3

Серия

4А132S4У3

Мощность, кВт

7,5

Мощность, кВт

7,5

Число оборотов, об/мин

1500

Число оборотов, об/мин

1500

КПД при номинальной нагрузке, %

87,5

КПД при номинальной нагрузке, %

87,5

Коэффициент мощности

0,86

Коэффициент мощности

0,86

Кратность пускового тока

7,5

Кратность пускового тока

7,5

Степень защиты

IP44

Степень защиты

IP44

Электродвигатель М3

(привод механизма раздачи корма)

Электродвигатель М4

(привод механизма раздачи корма)

Серия

4А132М4У3

Серия

4А180S4У3

Мощность, кВт

11

Мощность, кВт

22

Число оборотов, об/мин

1500

Число оборотов, об/мин

1500

КПД при номинальной нагрузке, %

87,5

КПД при номинальной нагрузке, %

90

Коэффициент мощности

0,86

Коэффициент мощности

0,9

Кратность пускового тока

7,5

Кратность пускового тока

7

Степень защиты

IP44

Степень защиты

IP44

Электродвигатели серии 4А общепромышленного исполнения соответствовали общим требованиям и предназначены для нормальных условии эксплуатации (двигатели общепромышленные). Это трехфазные асинхронные электродвигатели с короткозамкнутым ротором и рассчитанные на частоту 50 Гц, имеющие степень защиты IР44 или IР23. Двигатель мощностью выше 15 кВт изготовляют с шестью выводными концами. Соединение обмотки — треугольник или звезда.

4. Расчет и выбор электрических аппаратов и элементов электрической схемы

В данном пункте производится выбор всех электрических аппаратов силовой цепи и схемы управления. При выборе аппаратов предпочтение необходимо отдавать наиболее современным и совершенным типам аппаратов.

Выбор электрических аппаратов необходимо производить после определения тока, протекающего в отдельных цепях схемы установки. Ток, протекающий в силовой цепи, определяется электродвигателями, нагревательными элементами, исполнительными устройствами, электромагнитами, лампами освещения и сигнализации и т. д.

Номинальный ток электродвигателя определяется по следующей формуле:

где номинальная мощность электродвигателя, кВт;

номинальное напряжение трехфазной сети,;

коэффициент мощности;

номинальный КПД электродвигателя.

Пусковой ток электродвигателя:

(3)

где кратность пускового тока.

Номинальный ток электродвигателей М1 и М2 (данные из таблицы 1):

Их пусковой ток (данные из таблицы 1):

Номинальный ток электродвигателя М3 (данные из таблицы 1):

Его пусковой ток (данные из таблицы 1):

Номинальный ток электродвигателя М4 (данные из таблицы 1):

Его пусковой ток (данные из таблицы 1):

Выбор магнитных пускателей

Электромагнитный пускатель — это низковольтное электромагнитное (электромеханическое) комбинированное устройство распределения и управления предназначенное для пуска и разгона электродвигателя до номинальной скорости, обеспечения его непрерывной работы, отключения питания и защиты электродвигателя и подключенных цепей от рабочих перегрузок.

Магнитные пускатели выбирают по следующим условиям:

1) серия электромагнитного пускателя;

2) величина электромагнитного пускателя (ток нагрузки, который способен включать и выключать пускатель своими главными контактами);

3) рабочее напряжение катушки;

4) количество дополнительных контактов электромагнитного пускателя;

5) степень защиты, IP;

6) наличие теплового реле;

7) наличие реверса;

8) дополнительные элементы управления (кнопки на корпусе, лампочка);

9) класс износостойкости (количество срабатываний).

Таблица 2. Результаты выбора магнитных пускателей

Позиционные обозначения и типы

Напряж. главн. контактов, В

Ток главн. контактов, А

Число главн. контактов зам. /разм

Число вспомогат. контактов зам. /разм

Напряж. катушек, В

КМ1ПМЛ-2200

требуется

380

15,14

3/0

1/0

220

выбрано

380

25

3/0

1/0

220

КМ2ПМЛ-2600

требуется

380

15,14

3/0

2/2

220

выбрано

380

25

3/0

2/2

220

КМ3ПМЛ-2200

требуется

380

22,21

3/0

1/0

220

выбрано

380

25

3/0

1/0

220

КМ4ПМЛ-4200

требуется

380

41,27

3/0

1/0

220

выбрано

380

63

3/0

1/0

220

КМ5ПМЛ-1100

требуется

380

0,1

3/0

1/0

220

выбрано

380

10

3/0

1/0

220

КМ6ПМЛ-1100

требуется

380

0,1

3/0

1/0

220

выбрано

380

10

3/0

1/0

220

Данные по магнитным пускателям выбирались из [7], данные по приставкам — из [7].

Все магнитные пускатели устанавливаются в шкафу управления со степенью защиты IP00.

Выбор выключателя (рубильника)

Пакетные выключатели серии ПВ и переключатели серии ПП предназначены для работы в электрических сетях управления электроустановок напряжением до 440 В переменного тока частотой 50, 60 Гц и постоянного тока до 240 В в качестве:

вводных выключателей и переключателей в цепях управления электроустановок распределения энергии;

коммутационных аппаратов с ручным приводом для нечастых включений и отключений;

для ручного управления асинхронными электродвигателями в электрических цепях переменного тока.

Произведем выбор выключателя по условию 10:

Выбираем выключатель SAсерии ПВ 3063 (серия ПВ, 063 — номинальный ток 63 А, 3 — степень защиты IP30, 2 — крепление за монтажной панелью, крепление основанием, наличие лицевой панели).

Данные по выключателю выбирались из [7].

Таблица 3 Результаты выбора выключателя

Позиционные обозначения и типы

Серия

Номинальное напряжение, В

Номинальный ток,

А

Число полюсов

Степень защиты

SA

ПВ 3063

380

63

3

IP30

Выбор аппаратов ручного управления

К аппаратам управления относятся кнопки управления, выключатели, переключатели, конечные и путевые выключатели.

Выбор этих аппаратов производится:

1) по номинальному напряжению сети

(4)

где номинальное напряжение аппарата, В;

номинальное напряжение сети, В;

2) по длительному расчетному току цепи

(5)

(6)

где номинальный ток аппарата, В;

длительный расчетный ток цепи, А;

наибольший отключаемый аппаратом ток, А.

Длительный расчетный ток цепи:

где наибольшую суммарную мощность, потребляемую аппаратами при одновременной работе, ВА:

(8)

где мощность потребляемая каждым отдельным аппаратом во включенном состоянии (берется из каталога и паспортных данных аппарата).

Необходимо учитывать, что суммируются мощности только тех аппаратов, которые работают одновременно. В данном случае необходимо придерживаться следующей последовательности:

· сначала необходимо учитывать только мощность потребляемую только теми аппаратами которые находятся в цепи, которую включает и отключает аппарат управления. В этом случае будет для каждой цепи свой. По этому току выбираются отдельные аппараты управления (кнопки, переключатели, конечные выключатели и т. д.);

· изучив последовательность работы схемы станка, необходимо суммировать мощность всех аппаратов цепей управления (катушек магнитных пускателей, реле, лампочек, электромагнитов) в наиболее тяжелом режиме работы, т. е. тогда, когда включено наибольшее количество мощных аппаратов.

После этого определяется расчетный ток, который будет общим для всей цепи управления. По этому току производится расчет и аппаратов защиты цепей управления.

Мощность потребляемую катушками магнитных пускателей и промежуточных реле можно принять с учетом определенных допущений согласно таблице 8 [1].

При выборе кнопок и постов управления учитывают следующие условия:

1) ток и напряжение контактов;

2) число и род контактов;

3) конструктивное исполнение;

4) цвет толкателя.

При выборе переключателей учитывают кроме всего еще и количество положений и коммутаций.

Рубильники, пакетные выключатели и тумблеры выбираются по расчетному току силовой цепи (суммарному току электроприемников, которые находятся после рубильника или пакетного выключателя):

(9)

где номинальный (по паспорту) ток коммутационного аппарата;

расчетный суммарный ток электроприемников, которыми управляет коммутационный аппарат.

Кроме этого эти аппараты должны без повреждений включать пусковые токи электроприемников, которые, как известно, могут превосходить их номинальные токи в несколько раз:

(10)

где пусковой ток катушек аппаратов, А.

Для расчета аппаратов в схеме управления определим длительный расчетный ток в цепях управления по формуле:

где наибольшая суммарная мощность, потребляемая аппаратами цепей управления при одновременной работе, ВА.

Наибольший ток в цепи управления будут создавать катушки магнитных пускателей, участвующих в схеме управления электродвигателями. Согласно таблице 2 [1] электромагнитный пускатель 1-й и 2-й величины в рабочем состоянии потребляет 8 ВА, 4-й величины — 20 ВА.

Длительный расчетный ток и пусковой ток в цепи управления пускателей 1, 2-й и 4-й величины:

Наибольший ток в цепи управления будет тогда, когда одновременно работают пускатели КМ3 и КМ4:

Схема управления электродвигателя передвижения каретки включает так же путевые выключатели SQ1 и SQ2типа ВПК-2112.

Выключатели концевые серии ВПК являются аппаратами общего назначения, прямого действия с самовозвратом и предназначены для коммутации электрических цепей управления переменного тока напряжением до 660 В частотой 50 и 60 Гц, а также постоянного тока напряжением до 440 В под воздействием упоров в определенных точках пути контролируемого объекта.

Номинальное напряжение в цепях управления составляет 380 В, средний ток 0,04 А, что удовлетворяет условиям.

Данные по путевым выключателям выбирались из [7].

Таблица 4 Результаты выбора путевых выключателей

Позиционные обозначения и типы

Серия

Ном.

напряж. ,

В

Ном. ток,

А

Износост-ть мех-кая

Износост-ть электр-кая

Раб. угол поворота (ход)

Степень защиты

SQ1, SQ2,

ВПК-2112

380

10

107

104

6−10мм

IP44

Выбираем кнопки КЕ. Кнопки К Е устанавливаем на шкафу управления в количестве девяти штук.

Выключатели кнопочные серий КЕ предназначены для коммутации электрических цепей управления переменного тока напряжением до 660 В, частотой 50 и 60 Гц и постоянного тока напряжением до 440 В и применяются для комплектации панелей, пультов, постов и шкафов управления в стационарных установках.

Данные по кнопочным постам и кнопкам выбирались из [7].

Таблица 5 Результаты выбора кнопок управления

Позиционные обозначения и типы

Ном. напряжение,

В

Ном. ток,

А

Цвет толкателя либо обозначение

Число контактов

зам. /разм.

Степень защиты

SB1

КЕ 011У3

требуется

220

0,04

красный

0/1

IP20

выбрано

660

10

красный

1/1

IP44

SB2

КЕ 011У3

требуется

220

0,04

черный

0/1

IP20

выбрано

660

10

черный

1/1

IP44

SB3

КЕ 011У3

требуется

220

0,04

черный

0/1

IP20

выбрано

660

10

черный

1/1

IP44

SB4

КЕ 011У3

требуется

220

0,04

черный

0/1

IP20

выбрано

660

10

черный

1/1

IP44

SB5

КЕ 011У3

требуется

220

0,1

черный

0/1

IP20

выбрано

660

10

черный

1/1

IP44

SB6

КЕ 011У3

требуется

220

0,04

черный

0/1

IP20

выбрано

660

10

черный

1/1

IP44

SB7

КЕ 011У3

требуется

220

0,04

черный

0/1

IP20

выбрано

660

10

черный

1/1

IP44

SB8

КЕ 011У3

требуется

220

0,04

черный

0/1

IP20

выбрано

660

10

черный

1/1

IP44

SB9

КЕ 011У3

требуется

220

0,04

черный

0/1

IP20

выбрано

660

10

черный

1/1

IP44

Кнопки серии КЕ (SB1, SB2, SB3, SB4, SB5, SB6, SB7, SB8, SB9) устанавливаются стационарно на пульте управления.

5. Расчет и выбор аппаратов защиты

Защиту оборудования схемы осуществляется автоматическими выключателями.

Автоматические выключатели — предназначены для защиты электрических установок от перегрузок и коротких замыканий, а также для нечастых включений и отключений электрических цепей. Некоторые модели обеспечивают защиту от других аномальных состояний, например, от недопустимого снижения напряжения.

Независимо от параметров установки и типа применяемых защитных аппаратов и систем выделяют следующие общие требования к защите:

1. Быстродействие — обеспечение минимально возможного времени срабатывания защиты, не превышающего допустимого.

2. Селективность. Аварийное отключение должно производится только в той цепи, где возникла причина аварии. А другие участки силовой цепи при этом должны оставаться в работе.

3. Электродинамическая стойкость. Максимальный ток, ограниченный защитными устройствами, не должен превышать допустимого для данной электроустановки значения по электродинамической стойкости.

4. Уровень перенапряжений. Отключение аварийного тока не должно вызывать перенапряжений, опасных для полупроводниковых приборов.

5. Надежность. Устройства защиты не должны выходить из строя при отключении аварийных токов.

6. Помехоустойчивость. При появлении помех в сети собственных нужд и в цепях управления устройства защиты не должно ложно срабатывать.

7. Чувствительность. Защита должна срабатывать при всех повреждениях и токах, опасных для полупроводниковых приборов, независимо от места и характера аварии.

Выбор автоматических выключателей

Выбор автоматических выключателей производится по номинальным напряжению и току с соблюдением следующих условий:

(12)

(13)

где номинальное напряжение автоматического выключателя;

номинальный ток автоматического выключателя.

Кроме того, должны быть правильно выбраны: номинальный ток расцепителей; ток уставки электромагнитного расцепительного элемента комбинированного расцепителя; номинальный ток уставки теплового расцепителя или теплового элемента комбинированного расцепителя.

При выборе переключателей учитывают кроме всего еще и количество

Номинальные токи электромагнитного, теплового или комбинированного расцепителя должны быть не меньше номинального тока двигателя:

(14)

Ток уставки электромагнитного расцепителя (отсечки) или электромагнитного элемента комбинированного расцепителя с учетом неточности срабатывания расцепителя и отклонений действительного пускового тока от каталожных данных выбирается из условия

(15)

где пусковой ток двигателя.

Для группы двигателей:

(16)

где сумма номинальных токов одновременно работающих двигателей до момента пуска двигателя (группы двигателей), дающего наибольший прирост пускового тока;

пусковой ток двигателя (или группы двигателей, пускаемых одновременно), дающего наибольший прирост пускового тока.

Номинальный ток уставки теплового расцепителя или теплового элемента комбинированного расцепителя:

(17)

Так же выбираются уставки расцепителей автоматических выключателей и для защиты цепей других электроприемников системы электропитания, например цепей управления.

Произведем выбор автоматического выключателя по условиям 12−17.

Автоматический выключатель QF:

по (12)

по (13)

по (14)

(18)

Принимаем

по (15)

по (16)

по (17)

Выбираем для защиты электродвигателей автоматический выключательQFсерии ВА 47−63 трехполюсный, номинальным напряжением 400 В и номинальным током расцепителя 50 А. Данные по автоматическому выключателю выбирались из [7].

Таблица 6 Выбор автоматических выключателей

Позиционные обозначения и типы

Тип автоматического выключателя

,

B

,

А

,

А

, А

,

QF

ВА 47−63

требуется

380

41,4

41,4

361,1

41,4

выбрано

400

50

50

400

50

Выбор предохранителей

Для защиты цепи управления выбираем предохранитель серии ПР2, номинальным напряжением 400 В и номинальным током плавкой вставки 0,5 А.

Выбор тепловых реле

Тепловые реле серии РТЛ предназначены для защиты трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором от токовых перегрузок недопустимой продолжительности, в том числе возникающих при выпадении одной из фаз. Реле применяются в качестве комплектующих изделий в схемах управления электроприводами совместно с магнитными пускателями серии ПМЛ.

Характеристика тепловых реле РТЛ:

степень защиты тепловых реле РТЛ: IP00, IP20;

дополнительные контакты тепловых реле РТЛ: 1р+1з;

номинальный ток вспомогательных контактов тепловых реле РТЛ: 16А;

номинальные напряжения тепловых реле РТЛ: 660 В.

Тепловые реле выбираются по допустимому току нагрева. Условие выбора:

(20)

Выбор теплового реле для защиты электродвигателей М1 и М2:

Выбираем тепловое реле РТЛ 1021. Пределы регулирования тока несрабатывания 13−19 А.

Тепловое реле для защиты электродвигателя М3:

Выбираем тепловое реле РТЛ 1022. Пределы регулирования тока несрабатывания 18−25 А.

Тепловое реле для защиты электродвигателя М4:

Выбираем тепловое реле РТЛ 2057. Пределы регулирования тока несрабатывания 38−52 А.

6. Расчет и выбор проводов и кабелей

При выборе вида электропроводки и способа прокладки проводов и кабелей должны учитываться требования электробезопасности и пожарной безопасности. Сечение проводов и кабелей цепей питания, управления, сигнализации, измерения и т. п. должны выбираться из условия допустимого их нагрева электрическим током.

Условия нагрева проводов длительным расчетным током имеет вид:

(21)

а условие соответствия выбранному аппарату защиты:

(22)

где допустимый длительный ток для провода или кабеля при нормальных условиях прокладки, определяемый по таблицам допустимых токовых нагрузок на провода и кабели;

длительный расчетный ток линии (суммируются все номинальные токи электроприемников, которые получают питание по данному проводу или кабелю);

номинальный ток или ток срабатывания защитного аппарата;

кратность допустимого длительного тока для провода или кабеля по отношению к номинальному току или току срабатывания защитного аппарата (согласно ПУЭ для провода, который защищен автоматическим выключателем, а предохранителем).

Выбор проводов и кабелей для цепей управления

Максимальный расчетный ток цепей управления равен 0,13 А, цепи управления защищены предохранителем с номинальным током плавкой вставки0,5 А. Выбираем для цепей управления провод ПВ1 сечением 0,5 мм2, т.к. по данному проводу может протекать длительно допустимый ток 11 А. Так как провода цепей управление лежат в шкафу управления в жгутах, то длительно-допустимый ток провода уменьшаем на 20% и он составит 8,8 А.

Данные по проводам выбирались из [1].

Проверим выбранный провод по второму условию — соответствия выбранному аппарату защиты. Так как провод защищен предохранителем (ток плавкой вставки равен 0,5 А), то, соответственно:

Данные по кабелям выбирались из [7].

Выбор проводов и кабелей силовой цепи

Подвод питания к щиту управления осуществляется при помощи гибкого кабеля КГ количеством жил и сечением 3×4+1×2,5 мм2. Данные по кабелям выбирались из [1].

Проверим выбранный кабель по первому условию:

Проверим выбранный кабель по второму условию:

7. Структурная схема электрооборудования станка

Составляем структурную схему электрооборудования компрессорной установки.

На схеме представлено взаимодействие между отдельными функциональными блоками установки. Составные части установки изображены упрощенно в виде прямоугольников произвольной формы.

Графическое построение схемы дает наглядное представление о последовательности взаимодействия функциональных частей в электрооборудовании установки. На линиях взаимодействия стрелками обозначается направление хода процессов, происходящих в схеме.

Рис. 2 Структурная схема автоматизации приготовления и раздачи жидких кормов: 1 — бункер; 2 — тензометрические преобразователи массы; 1 — смеситель; 4 — двигатель мешалки; 5 — датчик температуры корма; 6 — шнек подачи комбикорма; 7, 10, 11, 13 — клапаны; 8 — расходомер воды; 9 — расходомер корма; 12 — насос; 14 — кормопровод; 15 — кормушки; 16 — шкаф управления; 17 — микроконтроллер.

8. Размещение электрооборудования и схема соединений и подключений

Все оборудование служащие для управления, защиты, и контроля за двигателями компрессорной установки, обычно располагается в шкафу управления. Внутри шкафа управления размещаются: автоматические выключатели, магнитные пускатели, промежуточные реле, реле защиты. На передней панели или панели управления размещаются: ключи управления, измерительные приборы, сигнальные лампочки. Электрические соединения между обмотками элементов внутри шкафа осуществляется обычно при помощи клемника, так же через клемник подводится питание к шкафу.

Схемы соединений и подключения необходимы для выполнения монтажа электроустановок. Схемы соединений определяют все электрические соединения в электрических устройствах, входящих в состав монтируемой установки, а схемы подключения показывают внешние соединения между этими устройствами. На схемах соединений электрических устройств обязательно показывают выводы входящих в них аппаратов и приборов, отображая их расположение и нумерацию. Для большей наглядности выводы каждого аппарата или прибора заключают в общую рамку. Кроме того, если это необходимо, дают внутреннюю схему прибора или аппарата. Для изображения отдельных элементов на схемах соединений используют обозначения, приведенные в стандартах ЕСКД.

На схемах соединений должны быть обозначены все контактные элементы, через которые осуществляются электрические соединения (выводы аппаратов и приборов, клемники, зажимы) и отходящие от них проводники. На простых схемах полностью показывают все проводники, которыми соединяются аппараты, приборы и другие элементы, примерно отображая их примерное расположение. На сложных схемах для уплотнения монтажа используют жгуты проводов и группы проводов в лотках показывают одной линией. В непосредственной близости от контактных элементов каждый провод показывают отдельной линией. У каждого вывода и зажима показывают адреса (нумерацию) концов отходящих проводов. На схемах соединений сложных комплектных электрических устройств обязательно показывают перемычки.

Порядок заполнения граф таблицы соединений и подключений следующий:

1) в графе «Проводник» указывают маркировку проводников (провода) по электрической принципиальной схеме;

2) в графах «Откуда идет» и «Куда поступает» приводят адреса присоединения проводников, например К1: 4, где К1 — позиционные обозначения аппаратов, 4 — номер вывода. Для общих цепей допускается не заполнять графу «Откуда идет», кроме первого адреса. Номера выводов приборов и аппаратов проставляют в соответствии с технической документацией завода-изготовителя этих изделий.

Таблица 7 Соединение и подключение электрооборудования

Проводник

Откуда идет

Куда поступает

Данные провода

Примечание

L1

-

QF: 2

КГ

L1

QF: 1

SA: 2

КГ

L1

SA: 1

KM1: 1

КГ

L1

KM1: 1

KM2: 1

КГ

L1

KM2: 1

KM3: 1

КГ

L1

KM3: 1

KM4: 1

КГ

L1

KM4: 1

FU: 1

ПВ

L2

-

QF: 4

КГ

L2

QF: 3

SA: 4

КГ

L2

SA: 3

KM1: 3

КГ

L2

KM1: 3

KM2: 3

КГ

L2

KM2: 3

KM3: 3

КГ

L2

KM3: 3

KM4: 3

КГ

L3

-

QF: 6

КГ

L3

QF: 5

SA: 6

КГ

L3

SA: 5

KM1: 5

КГ

L3

KM1: 5

KM2: 5

КГ

L3

KM2: 5

KM3: 5

КГ

L3

KM3: 5

KM4: 5

КГ

N

-

HL: 2

ПВ

N

HL: 2

KK1: 95

ПВ

N

KK1: 95

KK2: 95

ПВ

N

KK2: 95

KK3: 95

ПВ

N

KK3: 95

KK4: 95

ПВ

L11

KM1: 2

M1: C1

КГ

L21

KM1: 4

M1: C2

КГ

L31

KM1: 6

M1: C3

КГ

L12

KM2: 2

M2: C1

КГ

L22

KM2: 4

M2: C2

КГ

L32

KM2: 6

M2: C3

КГ

L13

KM3: 2

M3: C1

КГ

L23

KM3: 4

M3: C2

КГ

L33

KM3: 6

M3: C3

КГ

L14

KM4: 2

M4: C1

КГ

L24

KM4: 4

M4: C2

КГ

L34

KM4: 6

M4: C3

КГ

1

R: 2

HL: 1

ПВ

2

FU: 2

R: 1

ПВ

2

R: 1

SB1: 12

ПВ

2

SB1: 12

SB3: 12

ПВ

2

SB3: 12

SB6: 12

ПВ

2

SB6: 12

SB8: 12

ПВ

3

SB1: 11

SB2: 12

ПВ

3

SB2: 12

KM1. 1: 14

ПВ

4

SB2: 11

KM1: A

ПВ

4

KM1: A

KM1. 1: 13

ПВ

5

KM1: B

KK1: 96

ПВ

6

SB3: 11

SQ2: 14

КГ

6

SQ2: 14

SB5: 12

КГ

6

SB5: 12

KM2. 3: 34

ПВ

7

SQ2: 13

SB4: 14

ПВ

7

SB4: 14

KM2. 1: 34

ПВ

8

SB4: 13

KM2. 2: 72

ПВ

8

KM2. 2: 72

KM2. 1: 33

8

KM2. 1: 33

KM6. 1: 62

9

KM2. 2: 71

KM2: A

10

KM2: B

SQ1: 14

10

SQ1: 14

KM2: B

11

SQ1: 13

KK2: 96

11

KK2: 96

KM5: B

11

KM5: B

KM6: B

12

KM5. 1: 61

KM5: A

13

SB5: 13

KM2. 4: 62

13

KM2. 4: 62

KM2. 3: 33

13

KM2. 3: 33

KM5. 1: 62

14

KM2. 4: 61

KM2: A

15

KM5. 1: 61

KM6: B

16

SB6: 11

SB7: 14

16

SB7: 14

KM3. 1: 14

17

SB7: 13

KM3: A

17

KM3: A

KM3. 1: 13

18

KM3: B

KK3: 96

19

SB8: 11

SB9: 14

19

SB9: 14

KM4. 1: 14

20

SB9: 13

KM4: A

20

KM4: A

KM4. 1: 13

21

KM4: B

KK4: 96

9. Монтаж электрооборудования (станка, механизма, установки)

Весь процесс монтажа электрооборудования кормораздатчика-смесителя КС-1,5 можно разделить на две группы: монтаж силовой части (в большинстве своем двигатели) и монтаж коммутационных и защитных аппаратов (автоматические выключатели, магнитные пускатели, промежуточные реле, предохранители, кнопочные посты и т. д.). Монтаж коммутационных и защитных аппаратов выполняется с учетом следующих требований:

1. Размещение аппаратов должно быть компактным и удобным.

2. Комплекты главных узлов располагают в местах наиболее удобных для обслуживания.

3. Предохранители для отдельных силовых цепей ставят выше, а тепловые реле ниже соответствующих контактов.

Места присоединения проводов необходимо хорошо затянуть (некачественное закрепление приводит к преждевременному выходу аппарата из строя). Запрещено использование проводов и кабелей с поврежденной изоляцией. Также изоляция проводов должна отвечать требованиям категории безопасности помещения.

Монтаж магнитных пускателей:

Устанавливают на силовых распределительных скобах, на распределительных щитах или отдельно на конструкциях, прикрепляемых к стенам, колонам и т. п. Магнитные пускатели устанавливают вертикально по отвесу. При этом отклонения по вертикали допускается не более пяти градусов. Поверхность контактов пускателя осматривают после опробования его под нагрузкой и в случае появления на ней наплывов обрабатывают напильником. Смазывать контакты пускателя не допускается.

Размеры раствора, провала и нажатия главных и вспомогательных контактов проверяют и регулируют в соответствии с указаниями предприятий — изготовителей. Если при включении магнитного пускателя слышно сильное гудение его магнитной системы, устраняют следующие возможные неисправности: недостаточную затяжку винтов, крепящих сердечник; повреждение короткозамкнутого витка; чрезмерное нажатие контактов; неплотное прилегание якоря сердечнику вследствие загрязнения поверхностей прилегания или наличия на них смазки.

У реверсивных пускателей перед включением в работу тщательно проверяют работу блокировки, предотвращающей возможность одновременного включения силовых контактов прямого и обратного хода.

Монтаж переключателей:

Указанные выше приборы монтируют распределительных щитах и силовых пунктах (шкафах).

Установка этих аппаратов выполняется по уровню и отвесу. Затяжка гаек и винтов производится до отказа, но с усилием не более 150 Н и без рывков. После затяжки всех креплений проверяется плотность соприкосновения контактного ножа со стойкой щупом 0,05 мм. В случае прохода щупа более чем на 1/3 контактной поверхности необходимо устранить причины перекоса. Контактные ножи аппаратов при включении должны касаться контактных стоек с обеих сторон по всей линии. При этом «отпружинивание» контактных губок стоек при входе в них ножа должно быть хорошо заметно на глаз. Все трущиеся части покрывают тонким слоем технического вазелина или специальной смазки.

Монтаж проводов и кабелей:

Все провода и кабели расположенные вне шкафа управления подвергаются обязательной защите от механических повреждений, путем затягивания их в металлические или полиэтиленовые трубы. Все соединения и ответвления выполняются с помощью клемных колодок или коробок. Провода в шкафах управления прокладываются параллельно друг другу, все изгибы выполняются под прямым углом. При большом количестве одинаково направленных проводов их собирают в пучки с помощью жгутов. На конец провода одевается кембрик, на котором указывается номер провода согласно схеме, для удобства обслуживания. Металлические трубы и коробки подлежат обязательному заземлению.

10. Выбор направления проведения модернизации, выбор технического решения модернизации

Основные направления проведения возможной модернизации:

· повышение функциональных возможностей установки;

· частичная автоматизация режимов работы установки;

· замена механических контактов (релейных элементов, контакторов, переключателей) бесконтактными элементами;

· реализация схемы управления на микроконтроллерах;

· использование регулируемых электроприводов с частотными преобразователями;

· замена электроприводов старых типов на современные;

· повышение электробезопасности работы на установке;

· защита дорогостоящего и наиболее нагруженного электрооборудования, инструмента, механических деталей и элементов установки;

· и др.

Выбранное техническое решение модернизации обязательно должно экономически обосновываться. Экономически обосновывается модернизация, обеспечивающая за счет:

· снижение энергопотребления;

· повышение производительности;

· автоматизацию работы (сокращение обслуживающего персонала, либо снижение требований к его квалификации);

· повышение надежности (снижение количества ремонтов);

· повышение электробезопасности работы;

· улучшение условий труда (снижение затрат на охрану труда).

11. Модернизация электрической принципиальной схемы, описание разработанной схемы

Модернизация — это внесение в конструкцию действующего электрооборудования изменений, которые повышают его технический уровень и улучшают его экономические характеристики.

Модернизация оборудования является неотъемлемой частью курсового проекта. Для данной компрессорной установки осуществляем следующий вид модернизации:

Включаем в схему универсальный блок защиты асинхронных электродвигателей УБЗ-301. Который предназначен для постоянного контроля параметров сетевого напряжения и действующих значений фазных/линейных токов трехфазного электрооборудования 380 В 50 Гц, для асинхронных электродвигателей.

Осуществляет полную и эффективную защиту электрооборудования отключением от сети и/или блокированием его пуска в следующих случаях:

некачественном сетевом напряжении (недопустимые скачки напряжения, обрыв фаз, нарушение чередования и слипания фаз, перекос фазных/линейных напряжений);

механических перегрузках (симметричный перегруз по фазным/линейным токам) — защита от перегруза с зависимой выдержкой времени;

несимметричных перегрузок по фазным/линейным токам, связанных с повреждениями внутри двигателя — защита от перекосов фазных токов с последующим запретом АПВ;

исчезновении момента на валу ЭД — защита по минимальному пусковому и/или рабочему току;

при недопустимо низком уровне изоляции на корпус — проверка перед включением с блокировкой пуска при плохой изоляции;

замыкании на «землю» обмотки статора во время работы — защита по токам утечки на «землю».

12. Перечень элементов схемы

Таблица 8 Элементы электрооборудования компрессорной установки

Обозначение на схеме

Наименование

Количество

М1, М2

Электродвигатель 4А132S4У3

2

М3

Электродвигатель 4А132М4У3

1

М4

Электродвигатель 4А180S4У3

1

КМ1, КМ3

Магнитный пускатель ПМЛ-2200

2

КМ2

Реверсивный магнитный пускатель ПМЛ-2600

1

КМ4

Магнитный пускатель ПМЛ-4200

1

КМ5, КМ6

Магнитный пускатель ПМЛ-1100

2

SA

Выключатель ПВ 3063

1

SQ1, SQ2

Конечный выключатель ВПК 2112

2

QF

Автоматический выключатель ВА 47−63 50/50

1

КК1, КК2

Тепловое реле РТЛ 1021

2

КК3

Тепловое реле РТЛ 1022

1

КК4

Тепловое реле РТЛ 2057

1

SB1, SB2, SB3, SB4, SB5, SB6, SB7, SB8, SB9

Кнопка управления КЕ 011У3

9

Заключение

Цели, поставленные вначале выполнения курсового проекта по дисциплине «Электрооборудование предприятий и гражданских зданий» были достигнуты, а именно:

· получил и закрепил навыки расчета и выбора электрооборудования предприятий и гражданских зданий;

· научился составлять техническую документацию;

· закрепил навыки чтения и составления электрических схем.

В ходе выполнения курсового проекта, темой которого являлась «Электрооборудование кормораздатчика-смесителя КС-1,5», рассчитал и выбрал электрические аппараты управления, аппараты защиты и проводники для схемы управления, а так же для схемы силовой сети, составил спецификацию на выбор оборудования, описал порядок работы и порядок монтажа электрооборудования, разработал и начертил схему соединения и подключения, а так же выбрал направление и модернизировал электрическую принципиальную схему управления оборудованием кормораздатчика-смесителя КС-1,5.

Список литературы

1. Повный А. В. Методические указания по курсовому проектированию «Электрооборудование промышленных и гражданских зданий». — Гомель.

2. Правила устройства установок. — М. Энергосатоиздат, 1985 г.

3. Зимин Е. Н. Электрооборудование промышленных предприятий и установок. — М: Энерогоатомиздат, 1981 г.

4. Васин В. М., Липкин Б. Ю. Дипломное проектирование для специальности «Электрооборудование промышленных предприятий установок». Учеб. Пособие для техникумов.М., «Высшая школа», 1977 г.

5. Шеховцов В. П. Электрическое и электромеханическое обрудование: Учебник. — М.: ФОРУМИНФРА-М, 2004 г.

6. Интернет-ресурсы: www. b-k-r. ru; www. electrics. iatp. by; www. elektrotehnik. ru; www. evs-yar. ru; www. krandetal. ru; www. promtehkran. com; www. rele. ru; www. technokabel. com. ua; www. петроэнергострой. рф.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой