Файл: 1. Приемники электрической энергии Введение.pdf

84 положен простой принцип: заготовка вращается, а резец перемещается вручную или автоматически и постепенно снимает лишнюю древесину. Вид станка приведен на рис. 59.
Рис. 59. Токарный деревообрабатывающий станок
На станине закреплены две бабки: передняя ведущая с зубчатым торцом и задняя, опорная, имеющая свободно вращающийся острый круглый шип. Электродвигатель обеспечивает вращение заготовки, зажатой между двумя бабками. На небольшом расстоянии от нее находится длинный упор – подручник, к которому прижимается резец. Перемещая его вдоль подручника, мастер понемногу снимает стружку, придавая заготовке нужный вид. При этом применяются резцы разной ширины и формы. Любой человек способен вытачивать разные достаточно простые фигуры, а опытный специалист с помощью резцов может сделать очень многое. Тем не менее, для изготовления более сложных изделий в промышленном масштабе требуются токарные станки с автоматикой.
Так как дерево является податливым материалом, мощных двигателей для токарных работ по дереву не требуется. Большинство станков имеют номинальную мощность в пределах 1 кВт [киловатта]. Для домашних мастеров выпускаются станки с коллекторным двигателем, что позволяет регулировать скорость вращения заготовки.

85

86 такой сельхозпродукции, но их анализ выходит за рамки изучаемого материала.
Солнечное излучение имеет очень широкий спектр. В последнее время многие ученые стали утверждать, что растениям достаточно лишь двух длин волн – 445 и 660 нм. Это соответствует красному и синему цвету. В продаже имеется большое количество соответствующих светильников, которые часто называют фотосинтезными. Экспериментально доказано, что растения при таком освещении растут быстро и выглядят здоровыми. Правда, скептики сомневаются, что вкус и полезность такой продукции соответствуют норме.
Но их возражения имеют смысл лишь тогда, когда кроме искусственного освещения нет никакого другого, а в большинстве случаев оно имеет лишь вспомогательное значение.
В норме растения лучше всего развиваются при световом дне 12–16 часов, а если он сокращается до 10 часов и меньше, они начинают чахнуть.
Однако постоянное освещение недопустимо, растениям нужно около 6 часов отдыха.
Дополнительное освещение растений позволяет собирать урожай даже зимой. Для его реализации используют различные источники света и обклеивают непрозрачные участки, если таковые имеются, алюминиевой фольгой. Это позволяет не освещать внешнее пространство.
Также для экономии электроэнергии многие используют двухтарифные счетчики и включают искусственное освещение ночью. Растениям это безразлично. Более того, во многих хозяйствах урожай собирают в ночное время, чтобы утром он уже был в магазине.
Использование ламп накаливания для освещения теплиц не только неэкономно, но и проблематично с биологической точки зрения. Дело в том, что их спектр сосредоточен в нижней части диапазона, а ультрафиолета в нем практически нет. Из-за этого растения тянутся верх, их листья видоизменяются, и на хороший урожай рассчитывать не приходится.

87
Ртутные лампы ДРЛ, наоборот, дают больше света в верхней части диапазона, а в нижней его не хватает. У натриевых ламп противоположная ситуация: максимум излучения соответствует желтому и оранжевому цвету, а коротковолновый свет практически отсутствует. Стоит заметить, что этот тип ламп является самым энергоэффективным, и если его дополнить источниками синего света, можно получить эффективное освещение.
Люминесцентные лампы по спектральным характеристикам хорошо подходят для освещения теплиц. Выпускаются их специальные варианты для растений. Их недостаток – довольно низкая световая отдача.
Металлогалогенные лампы обладают еще более подходящим спектром и значительным диапазоном мощности. Их недостатки – малый срок службы и высокая цена.
Светодиоды по праву считаются лучшим вариантом. Срок их службы больше, чем у любых других источников света, а цвет излучения самый различный – от инфракрасного до ультрафиолетового. Есть среди них точно соответствующие длинам волн 445 и 660 нанометров.
Фитотроны
Фитотрон – это специальное устройство в виде шкафа или небольшой комнаты, где создаются идеальные условия для растений. В нем моделируются различные экспериментальные агротехнические ситуации.
Фитотроны широко применяются учеными-ботаниками при селекции растений. Дело в том, что искусственные условия позволяют получать, например, три урожая пшеницы в год, а селекционерам нужно, по крайней мере, двадцать раз провести опыты, прежде чем вывести новый сорт.
Основными регулируемыми параметрами фитотрона являются освещенность, температура воздуха и влажность почвы. Внешний вид фитотрона показан на рис. 61.

88
Рис. 61. Фитотрон
В качестве источников света для фитотрона лучшим вариантом являются светодиоды. Для поддержания оптимальной температуры используются нагреватели и принудительная вентиляция. Иногда принимаются дополнительные меры по снижению температуры воздуха, потому что искусственные источники света выделяют много тепла и в жаркое время года этот параметр может выйти за допустимые пределы.
Увлажнение почвы производится обычно по установленной циклограмме с помощью насосов. При этом производится подкормка растений удобрениями. В последнее время используются датчики влажности, управляемые микропроцессором.
Инкубаторы
Сведения о первых инкубаторах есть еще в древнеегипетских папирусах. Они имели простейшую конструкцию в виде бочки или короба, которые подогревались огнем. В современном виде инкубаторы появились в
19-м веке. В СССР с 1928 года началось их промышленное производство.

89
Для того чтобы цыплята вывелись здоровыми, нужно поддерживать требуемую температуру и влажность, а также периодически переворачивать яйца, чтобы зародыши не прилипли к скорлупе.
Конструктивные решения могут быть самыми разными. Наиболее распространенным является вариант шкафа, оборудованного термостатом, регулятором влажности и устройством, переворачивающим кассеты с яйцами.
От включения инкубатора до вылупления цыплят проходит 21 день.
Температура в это время должна быть 37,8 ˚С, а в последние 3 дня ее понижают на 0,3 ˚С.
Чувствительным элементом в термостате может быть терморезистор с отрицательным температурным коэффициентом – он легко обеспечит нужную точность измерений. Электронная схема строится на компараторах – микросхемах, приспособленных для сравнения двух сигналов. Один из них – от терморезистора, другой – от регулятора температуры. Основное требование к нагревательным элементам – минимальная инерционность, так как в противном случае температура будет колебаться.
Для предотвращения усыхания яиц применяются увлажнители воздуха, но влажность выше 55 % тоже нежелательна. Переворачивание кассет осуществляется согласно циклограмме с помощью электродвигателя.
Термостаты
Потребность в поддержании с требуемой точностью нужной температуры в фермерских хозяйствах не исчерпывается рассмотренным выше инкубатором. В частности, в овощехранилище нельзя допускать замораживания продукции, а также повышать температуру больше, чем предусмотрено условиями хранения. При термообработке продукции нарушение температурного режима может привести к нежелательным последствиям. В зависимости от профиля хозяйства, может потребоваться поддержание температуры в зернохранилищах, всевозможных сушилках и так далее.

90
Любой термостат состоит из блока управления с датчиками и системы нагрева или охлаждения. В большинстве фермерских хозяйств охлаждение сводится к принудительному проветриванию помещений, потому что охладительные элементы слишком дороги.
Традиционная компараторная схема является достаточно универсальной, но терморезисторы имеют верхний предел температуры чуть больше 100 ˚С. Есть и более высокотемпературные – примерно до 200 ˚С, но они не обеспечивают высокой точности. Металлические термосопротивления, особенно платиновые, подходят для изготовления термостатов до 1000 ˚С, что тоже может понадобиться в сельском хозяйстве.
Выбор нагревательных элементов на первый взгляд прост, но в этом деле есть важные нюансы. Прежде всего, нужно позаботиться о пожарной безопасности. Поэтому открытые спирали считаются худшим вариантом.
Популярные трубчатые электронагреватели при неправильном выборе могут нагреваться докрасна, что вполне может привести к пожару. Использовать их для обогрева помещений можно только убедившись, что они не греются выше 250 ˚С.
В малых хозяйствах для предотвращения замораживания овощей нередко используют лампы накаливания. Тепло они, конечно, дают, но свет способствует прорастанию.
Специальные кабели для теплого пола, пленочные инфракрасные нагреватели и другое современное нагревательное оборудование должны использоваться строго по инструкциям.
Термостаты с охлаждением
Одной из наиболее болезненных тем для фермера является сохранение урожая. Сложность заключается в том, что традиционные способы хранения не всегда достаточно эффективны, а современные обходятся дорого, хотя впоследствии достаточно быстро окупаются.
Основной способ, который принято называть дедовским, заключается в следующем. Строится погреб значительных размеров, потолок которого

91 засыпается опилками или другим рыхлым материалом, после чего покрывается слоем грунта. В конце зимы это помещение загружают снегом, который плотно утрамбовывают и засыпают сверху опилками. Снег медленно тает в течение всего лета, сохраняя прохладу. В таких условиях можно даже не менее двух недель хранить мясо, а после получения урожая овощей и фруктов поддерживать их качество и товарный вид до холодов.
Принудительное охлаждение с помощью промышленных кондиционеров эффективно, но дорого. Некоторые умельцы своими руками строят их аналоги из старых холодильников. Это достаточно хороший подход к делу, но он требует определенных знаний и навыков.
Для небольших холодильных шкафов можно использовать модули
Пельтье́. Эти полупроводниковые устройства представляют собой пластины, которые при протекании тока с одной стороны нагреваются, а с другой охлаждаются. Наиболее мощный из имеющихся в продаже модулей имеет холодовую производительность 113 Вт при потребляемой мощности 144 Вт.
Он представляет собой пластину размерами 40×40×4 мм, которую необходимо горячей стороной плотно прижать к массивному алюминиевому радиатору. Если этого не сделать, то существенного охлаждения другой стороны не будет. Электрическая схема такого полупроводникового холодильника довольно проста – нужно лишь сделать защиту от превышения допустимого тока и напряжения.
Мельницы
Археологами найдено множество древних приспособлений для превращения зерна в муку. В средние века появились мельницы с жерновами
– каменными дисками, между которыми и происходил производственный процесс. Небольшие жернова приводились в действие вручную, для более массивных использовалась сила ветра или текущей воды. На современных мукомольных устройствах применяется электропривод.
В большинстве фермерских мельниц вместо жерновов применяются вальцы – цилиндры с насечкой, рис. 62.

92
Рис. 62. Вальцы – современный аналог жерновов
Они вращаются в одном направлении, но с разной скоростью. Таких пар вальцов обязательно бывает несколько, чтобы измельчение зерна происходило поэтапно. Расстояние между вальцами и размер насечки подбираются таким образом, чтобы сначала отделялись отруби и другие внешние покровы зерна, а затем уже происходил помол. Продвижение размалываемого зерна между парами вальцов осуществляется шнеком, готовая мука подается на специальную конструкцию с весами, на которых наполняются мешки.
Кроме собственно помола, мельница приспособлена для подготовки и транспортировки зерна. Для этого применяются сушилки, а при необходимости – увлажнители. Транспортировка обеспечивается как ленточными, так и пневматическими транспортерами.
Мукомольная мельница является высокотехнологичным устройством, в котором зерно проходит через множество различных приспособлений, преодолевая путь до 5 км.
Пекарни
Независимо от производительности пекарни, производственный процесс включает ряд последовательных действий, которые выполняются на соответствующем оборудовании. Будем считать, что мука, дрожжи и вода уже имеются. Тогда первым этапом будет приготовление теста. Вначале готовят опару – жидкое тесто без добавок, в котором должны максимально