Файл: 1 характеристика объекта проектирования.docx

3.3 Расчет силовой сети
Аппараты защиты используют для отключения электрических цепей при возникновении в них ненормальных режимов (короткие замыкания, значительные перегрузки, резкие понижения напряжения, неполнофазные режимы работы и др.). В качестве защитных аппаратов представляется выбрать автоматический выключатель для защиты от короткого замыкания и перегрузок. Аппараты управления и защиты выбирают по номинальному напряжению и току. Рабочий ток сети I, А определяется по формуле

, (3.19)

где - сумма мощностей на участке, Вт;

U_ф – фазное напряжение сети, В;

сosφ – коэффициент мощности.

Питающий кабель должен соответствовать условию

I_дд > I_р , (3.20)

где I_дд – длительно допустимый ток, А.

Выбор автоматического выключателя

Автоматический выключатель выбирают по следующим условиям

, (3.21)

, (3.22)

где U_н.а.и I_н.а.–соответственно номинальные значения напряжения, В и тока, А

автоматического выключателя;

U_н.уст. и U_н.уст. – соответственно номинальное значение напряжения, В и тока, А электроустановки.

Выбор магнитного пускателя

Магнитные пускатели выбирают в зависимости от условий окружающей среды и схемы управления по номинальному напряжению и току

, (3.23)

, (3.24)

где U_н.п. и I_н.п. – соответственно номинальное значение напряжения, В и тока, А пускателя;

U_н.уст. и I_н.уст. – соответственно номинальное значение напряжения, В и тока, А электроустановки.

Пример расчета проведем для вентилятора мощностью 7,5 кВт

---

А

Выбираем автоматический выключатель ВА47-29

,

,

Выбираем магнитный пускатель типа КМИ -11810

,

,

Условия выполняются

Провод и кабель выбираем по длительно допустимому току. Выбирается провод ВВГ сечением S = 2,5 мм². Длительно допустимый ток провода I_дд равен 21 А. Условие I_дд > I соблюдается.

Для остального оборудования выбираем аналогично. Расчетная схема силовой сети показана на листе графической части №3.

Таблица 3.3 - Расчет внутренней силовой сети

Наименование оборудования	Кол-во, шт.	Марка кабеля, сечение, мм2	Ток, А		Мощность установки, кВт
			Ном.	Кабеля
Вентилятор	1	ВВГ 4х2,5	15,4	21		7,5
Насос центробежный сетевой	4	ВВГ 4х4	23,8	35		11
Дымосос	2	ВВГ 4х16	58,9	75		30
Дутьевой вентилятор	2	ВВГ 4х2,5	9,2	21		4,0

4 МОДЕРНИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ЦЕНТРОБЕЖНОГО НАСОСА
4.1 Выбор электродвигателя
В котельных системах водопровода принято устанавливать сразу несколько устройств, имеющих одинаковые характеристики. Насосы соединяют параллельно, при этом один из них является основным, а второй является резервным и  запускается по мере необходимости, когда выходит из строя первый. Однако возможна и работа сразу двух аппаратов. В таком случае, давление воды в трубах остается таким же, как и при работе одной установки, но зато увеличивается подача воды, уровень которой становится равным сумме подаче каждого из устройств.

---

Электропривод сетевых насосов в основном выполняется при помощи асинхронных двигателей. Это обусловлено простотой конструкции, высокой надёжностью, низкой по сравнению с другими двигателями ценой, простотой обслуживания. Нормированная подача в сеть Q_норм определяется по формуле

(4.1)


Исходя из полученных данных для нормальной работы котельной и обеспечения номинального давления в тепловой сети необходима установка насоса с номинальной подачей в сеть Q_н =100 м³/час с напором Н_н=30м. Принимаем к установке насос К100-80-160 (К90/35) имеющий следующие технические данные:

- объемная подача насоса Q_н = 100 м3 /час;


- частота вращения n=3000 об/мин;)

-напор, создаваемый насосом Н_н = 32 м;

-высота всасывания Н_вс= 5 м;

-кпд  =73 %.

Необходимая мощность электродвигателя для привода насоса определяется по следующей формуле

, (4.2)

где P - необходимая мощность двигателя насоса, кВт;

k_з - коэффициент запаса двигателя по мощности, учитывающий неточности расчёта ( при Q> 100 м³/ч , k_з = 1,15);

k_p - коэффициент, учитывающий мощность двигателей в регулируемых приводах, (для регулируемого привода К_р =1);

Q_н - oбьемная подача или производительность данного насоса, м³/час;

H - напор, создаваемый данным насосом, м;

g- ускорение свободного падения, м/с² (g=9,81 м/с²);

η- общий КПД насоса;

- плотность перекачиваемой жидкости.



Принимаем ближайший по мощности электродвигатель 4А132М4 мощностью 11 кВт.

Таблица 4.1-Паспортные данные электродвигателя

Тип	P, кВт	n0, об/мин	, %	сos 	Sном,	Sкр,	mп	mmax	mmin	in	Jдв, кгм2
4А 132 М4	11	1500	87,5	0,86	0,054	0,34	2	2,2	1,6	7,5	0,0032

---

4.2 Расчёт механической характеристики электропривода

Асинхронные двигатели (АД) получили в промышленности и сельском хозяйстве весьма широкое применение благодаря ряду существенных преимуществ по сравнению с другими типами двигателей. Асинхронный двигатель прост и надежен в эксплуатации, так как не имеет коллектора, асинхронные двигатели дешевле и значительно легче двигателей постоянного тока. Механическая характеристика представляет зависимость вращающего момента двигателя от его частоты вращения при неизменных напряжениях, частоте питающей сети и внешних сопротивлениях в цепях обмоток двигателя.

По паспортным данным электродвигателя определяется номинальный ток I_ном, А и номинальный момент двигателя М_ном, Нм

, (4.3)

где Р_н – номинальная мощность, кВт;

U_ф – фазное напряжение, В;

 – КПД двигателя, %.

А.

где Р_н – номинальная мощность, кВт;

_ном – номинальная угловая скорость, с^-1;

n_ном – номинальная частота вращения, об/мин.

Построение естественной механической характеристики асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором производится по пяти характерным точкам

1. Точка идеального холостого хода: ; .

(4.4)



2. Номинальная точка: ;



, (4.5)

Н∙м

3. Максимальная точка (критическая): ;

с^-1;

(4.6)

Н∙м

4. Минимальная точка:

---

;

с^-1;

(4.7)

Н∙м.

5. Точка пуска: ; с^-1;

(4.8)

Н∙м.
4.3 Построение механической характеристики рабочей машины
В общем случае приведенный момент рабочей машины к валу двигателя определяется

, (4.9)

где i– передаточное отношение кинематической цепи между валом двигателя и исполнительным органом рабочей машины;

η_п – КПД передачи;

М_Сн – момент сопротивления механизма при нормальной скорости вращения, Н∙м;

М_Со – начальный момент сопротивления механизма, Н∙м;

ω_С – угловая скорость вращения приводного механизма, с^-1;

ω_Сн – номинальная угловая скорость вращения приводного механизма, с^-1;

α – коэффициент, характеризующий изменение момента сопротивления при изменении скорости вращения. Для вентиляционной установки α = 2.

Механическая характеристика рабочей машины нелинейно возрастающая. Построение механической характеристики рабочей машины производится по двум точкам

Момент сопротивления механизма при нормальной скорости вращения

, (4.10)

Н∙м.

Начальный момент сопротивления механизма

, (4.11)

Н∙м;
По расчетным данным для построения мехaнической характеристики рабочей машины составляется сводная таблица 4.2 для построения механической характеристики рабочей машины ω = f(М_Спр).
Таблица 4.2 – Значение момента статистической нагрузки

ω, с-1	0	20	40	60	80	100	120	140	148,5
Мспр, Н∙м	10	11	14	19	27	36	47	61	67

---