Профессиональный модуль ПМ 01. Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования ( в т.ч. электроосвещения) и автоматизация сельскохозяйственных предприятий

Республики Марий Эл

«Транспортно - энергетический техникум»

РАССМОТРЕНО На заседании цикловой комиссии ___________________________________________ _________________________________дисциплин Протокол № __ от «___» _________20__ г. Председатель __________________________   УТВЕРЖДАЮ Заместитель директора по учебной работе _______________Е.С.Соловьёва «___» _____________ 20__ г.

 

 

Профессиональный модуль ПМ 01. Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования ( в т.ч. электроосвещения) и автоматизация сельскохозяйственных предприятий

МДК 01.01. Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования сельскохозяйственных предприятий

Специальность 35.02.08 Электрификация и автоматизация сельского хозяйства

Методические указания и задания

Для контрольной работы №1

Преподаватель: Данилов В.Р.

 

 

С.Красный Яр

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ

 

 

Задача 1. По исходным данным таблицы 2 выберите электродви­гатель серии АИР, пусковую и защитную аппаратуру. Напряжение сети 380/220 В.

 

Рис. 1. Варианты 1-10 Рис. 2. Варианты 11-20

 

Рис.3. Варианты 21-30

Таблица 2. Исходные данные для решения задачи 1

 

Варианты	Рисунок	Место установки	Данные нагрузочной диаграммы	Частота вращения вала машины, с-1
	Рис. 1	Мастерские	М1=100; М2=80; М3=40
			t1=10; t2=60; t3=120
	Рис. 1	Коровник	М1=60; М2=50; М3=20
			t1=5; t2=90; t3=60
	Рис. 1	Кормоцех	М1=200; М2-120; М3=60
			t1=10; t2=120; t3=30
	Рис. 1	Свинарник	М1=50; М2=40; М3=30
			t1=20; t2=60; t3=60
	Рис. 1	Кормоцех	М1=100; М2=200; М3=100
			t1=10; t2=90; t3=90
	Рис. 1	Доильный зал	М1=70; М2=50; М3=30
			t1=15; t2=90; t3=60
	Рис. 1	Мастерские	М1=60; М2=50; М3=30
			t1, =5; t2=40; t3=90
	Рис. 1	Под навесом	М1=200; М2=160; М3=100
			t1=10; t2=50; t3=120
	Рис. 1	Теплица	М1=40; М2=30; М3=20
			t1=10; t2=60; t3: =60
	Рис. 1	Зерноочисти-	М1=25; М2=20; М3=10
		тельный пункт	t1=20; t2=30; t3=60
	Рис.2	Под навесом	М1=40; М2=30; М3=10
			t1=10; t2=240; t3=180
	Рис.2	Мастерские	М1=30; М2=20; М3=10
			t1=30; t2=360; t3=120
	Рис.2	Гараж	М1=50; М2=40; М3=20
			t1=20; t2=300; t3=120
	Рис.2	Под навесом	М1=60; М2=40; М3=30
			t1=15; t2=240; t3=240
	Рис.2	Мастерские	М1=20; М2=15; М3=10
			t1=10; t2=280; t3=60
	Рис.2	Гараж	М1=80; М2=60; М3=40
			t1=30; t2=420; t3=120
	Рис.2	Склад	М1=70; М2=50; М3=30
			t1=40; t2=140; t3=360
	Рис.2	Под навесом	М1=100; М2=60; М3=50
			t1=15; t2=420; t3=100
	Рис.2	Под навесом	М1=90; М2=50; М3=30
			t1=25; t2=420; t3=60
	Рис.2	Мастерские	М1=70; М2=60; М3=40
			t1=20; t2=360; t3=180
	Рис.3	Кормоцех	М1=100; М2=60
			t1=2; t2=2; t3=6
	Рис.3	Под навесом	М1=240; М2=200
			t1=20; t2=15; t3=6
	Рис.3	Мастерские	М1=30; М2=20
			t1=1; t2=2; t3=7
	Рис.3	Насосная	М1=60; М2=50
			t1=3; t2=3; t3=4
	Рис.3	Под навесом	М1=80; М2=60
			t1=5; t2=3; t3=2
	Рис.3	Молочная	М1=50; М2=25
			t1=2; t2=3; t3=5
	Рис.3	Мастерские	М1=110; М2=70
			t1=2; t2=6; t3=2
	Рис.3	Кормоцех	М, =100; М2=80
			t1=2; t2=4; t3=4
	Рис.3	Доильный зал	М1=120; М2=80
			t1=4; t3=6; t3=4
	Рис.3	Насосная	М1=90; М2=60
			t1=6; t2=4; t3=8

 

Примечания.

1. Во всех вариантах моменты заданы в Н • м.

2. В вариантах 1-10 и 21-30 время задано в минутах, в вариантах 11-20 - в секундах.

Методику и примеры решения задачи 1 смотрите на с. 15-22.

 

Задача 2. По исходным данным, приведенным в таблице 3, выберите автоматизированную башенную установку с погружным насосом для водоснабжения животноводческой фермы/

Таблица 3 Исходные данные для решения задачи 2

 

Варианты	Qср.сут, м3.сут-1	Н, кПа	Варианты	Qср.сут, м3.сут-1	Н, кПа
				41, 5
				15, 5
				25, 5
	16, 5
	64, 5
				65, 5
				24, 5

 

Методика и примеры решения задачи 2 приведены на с. 23-25.

 

Задача 3. По исходным данным, приведенным в таблице 4, выбе­рите вентиляционную установку для производственного помещения.

 

 

Таблица 4 Исходные данные для решения задачи 3

 

Варианты	Помещение	Вид животных	Колич. животных, гол.	Масса животного кг	Расчетное деление, Па	Период вентиляции
	Коровник	Коровы				Зима
	Птичник	Куры		1, 8		Лето
		1, 8
		1, 8
		1, 8
		1, 8
	Свинарник	Свиньи на откорме				Зима
	Коровник	Коровы				Переходный
	Свинарник	Свиномат­ки				Зима
	Птичник	Бройлеры		1, 5		Лето
		1, 5
		1, 5
		1, 5
		1, 5
	Свинарник	Свиньи на откорме				Зима
	Птичник	Куры		1, 8		Лето
		1, 8
	Коровник	Коровы				Переходный
	Птичник	Бройлеры		1, 5		Лето
		1, 5
		1, 5

 

Примечание. Методика и примеры решения задачи 3 приведен на с.26…29.

 

Методические указания и примеры решения

Выбор электродвигателей

Выбор электродвигателей имеет большое народнохозяйственное значение, так как от правильного их выбора зависит производитель­ность рабочей машины, энергетические показатели и надежность рабо­ты электродвигателя.

Для электропривода сельскохозяйственных установок следует, как правило, выбирать асинхронные короткозамкнутые двигатели, как наи­более простые по устройству и управлению, надежные в эксплуатации и имеющие высокие технико-экономические показатели.

Электродвигатели выбирают в строгом соответствии с:

а) режимом работы, мощностью и механической характеристикой
производственной машины;

б) напряжением и частотой питающей сети;

в) климатическими условиями и параметрами окружающей среды.
При этом учитываются экономические показатели.

В результате выбора электродвигателя устанавливают следующие параметры: режим работы согласно ГОСТ 183-74; номинальные вели­чины (мощность, частота вращения, сила тока, напряжение и др.); конструктивное исполнение; экономические показатели (годовая наработ­ка, цена электроэнергии и электрооборудования).

Методику выбора электродвигателей рассмотрим на типовых при­мерах.

 

 

Пример 1.1. Выбрать асинхронный короткозамкнутый двигатель для привода измельчителя кормов, установленного в кормоцехе. Часто­та вращения рабочего органа машины ω _м = 73, 5 с^-1 (700 мин^-1).

 

п_м = 30ω _м / π = 30 * 73, 5/3, 14 = 700 мин^-1.

Данные нагрузочной диаграммы (рис.4):

М₁ = 100Н.м; М₂ = 150 Н.м;

t₁ =10 мин; t₂ = 10 мин; t₃ = 120 мин.

Электрическая сеть 380/220 В, 50 Гц.

 

 

Рис. 4

Решение 1. Определяем режим работы электропривода. Для этого найдем максимальную мощность измельчителя.

Рм =М₂ * ω _м = 150 * 73, 5 =11025 Вт.

 

Далее из таблицы 1 видим, что для двигателей такой мощности зна­чение постоянной нагрева Т=30 мин.

Из графика нагрузочной диаграм­мы (рис. 4) видно, что время работы

t_р = t₁ + t₂ + t₃ = 140 мин., при этом t_р > 4Т

За время t_р = 140 мин двигатель успеет нагреться до установившей­ся температуры, а в период отключения успеет охладиться до темпера туры окружающей среды. Такой режим работы называется продолжи­тельным и согласно ГОСТ 183-74 обозначается S1.

Выбранный двигатель должен быть рассчитан на режим S1.

 

4. Ориентировочные значения постоянной времени нагрева для электродвигателей серии АИР.

Номинальная мощность электродвигателя, кВт	Значения Т, мин
До 4	15...20
5.5...11	25...30
15...37	35...40
45...90	50...60

 

 

2. Определяем эквивалентные мощности машины и двигателя.

 

Эквивалентная мощность машины за рабочий период

Рэм = М_эм ω _э = 141, 8 -73, 5 = 10422 Вт.

Эквивалентная мощность на валу двигателя

Рэ=Рэ/η т

где /η т - КПД передачи, принимаем η = 0, 95.

 

Рэ = 10422 / 0, 95 Вт = 10970 Вт.

3. Выбираем предварительно двигатель.

Номинальная мощность двигателя должна быть равна или несколь­ко больше эквивалентной мощности:

Рном ≥ Рэ. Рном ≥ 10970 Вт

По каталогу выбираем асинхронный короткозамкнутый двигатель трехфазного тока, напряжением 380/220В, типа АИР132М4, у которого Рном = 11 кВт;

 

n_ном= 1460 мин^-1 (153, 3 с^-1); Кмин = 1, 7; Кмакс = 3, 0.

 

4. Проверяем пусковые и перегрузочные свойства двигателя. Допус­тим, что двигатель запускается при наибольшей нагрузке М₂ = 150 Н-м.

Определяем значение момента сопротивления машины, приведенного к валу двигателя при нагрузке М₂:

М_см=М₂ ω _м / ω _ном=150*73, 5/153, 3н*м=71, 9Н*м

 

Развиваемый момент двигателя при пуске с учетом снижения на­пряжения в сети

М_н(пуск)=1, 25М/К_минu², (Л-2, формула 5.12).

где К_мин - кратность минимального момента двигателя по каталогу;

u - напряжение на зажимах двигателя с учетом его отклонения -7, 5% (0, 075 о.е.) перед пуском двигателя в относительных едини­цах.

М_н(пуск)= 1, 25*71, 9/1, 7*0, 925²Н*м=62, 2Н*м

Номинальный момент двигателя

М_ном = Р_ном /ω _ном = 11000 /153, 3 Н*м = 71, 75 Н*м.

Как видно, М_ном > М_{н (пуск.)}

Выбранный двигатель обеспечит пуск измельчителя при полной нагрузке.

Проверим, не перегрузится ли двигатель, преодолевая пик нагрузки.

Мн(пер) = Ммакс / (0, 75Кмакс), (Л-2, формула 5.14),

где Ммакс - наибольший момент, взятый по нагрузочной диаграмме;

Кмакс - кратность максимального момента двигателя по каталогу.

М_{н (пер)} =150/ (0, 75 • 3) Н-м = 66, 7 Н*м.

Как видно, М_ном > М_{н (пер)}, т. е. двигатель преодолеет эту нагрузку.

Если при решении примеров получится, что М_{н (пуск.)} > М_ном или М_{н (пер)}> М_ном, то следует выбрать двигатель большей мощности.

5. Выбираем двигатель по конструктивному исполнению. Выбор производим согласно рекомендациям руководящих технических мате­риалов РТМ 105/23/46/70/16: 0-153-83 «Выбор двигателей в зависимости от условий окружающей среды» (табл 5).

Так как двигатель установлен в кормоцехе (особо сырое помеще­ние), выбираем двигатель для умеренного климата, второй категории размещения, со степенью защиты 1 Р44.

 

 

Насосные установки

Исходными данными для выбора насосной установки служат: расчетный напор, который должен создать насос, и среднесуточный расход воды на ферме. Будем считать эти величины заданными. Зная среднесуточный расход воды, определяем максимальный часовой и се­кундный расходы.

Часовой расход:

Q_макс.ч =К_сутК_чQ_ср.сут/(Тη _с)м³ч^-1

где К_сут - коэффициент, учитывающий неравномерность расхода воды в течение суток (принимают равным 1, 3);

К_ч - коэффициент, учитывающий неравномерность расхода воды в течение часа (для животноводческих ферм К_ч = 2, 5);

Т - время потребления воды (для типового графика водопотребления Т=14-16ч);

η с - коэффициент, учитывающий потери воды в системе водоснаб­жения, η с = 0, 9.

Секундный расход:

Q_макс.с =Q_макс.ч/3600м²*с^-1

 

По значениям часового расхода и расчетного напора выбирают на­сос, а по значениям секундного расхода и напора определяют мощность двигателя.

 

Пример 2. Выбрать автоматизированную башенную насосную установку для водоснабжения животноводческой фермы, если Q_ср.сут = 35 м³* ч^-1, Н = 1850 кПа. Определить максимальное число включений насоса.

 

Решение. 1. Определяем максимальный часовой и секундный рас­ход воды.

 

Q_макс.ч = К_сутК_чQ_ср.сут/(Тη _с) =1, 3*2, 5*35/(15*0, 9) =8, 4м³*ч^-1;

 

Q_макс.с = /8, 4/3600 = 0, 0023м³*с^-1.

 

2. Пользуясь таблицей 6, выбираем погружной насос типа ЭЦВ6-10-185, у которого Q_н=10м³ * ч^-1; Н = 1850 кПа.

 

3. Определяем расчетную мощность и выбираем электродвигатель:

Р_р=Q_макс.сН_р/(η _н η _п)

 

где η _п— КПД передачи, при соединении муфтой η _п ~1;

 

η _н- КПД насоса, для центробежных насосов η _н= 0, 6-0, 8.

 

Рр - 0, 0023 *1850 / (1 * 0, 65) кВт = 6, 55 кВт.

 

По таблице 6 выбираем электродвигатель типа ПЭДВ-8-140:

 

Р_ном = 8кВт; I_ном = 18, 5 А; I _пуск/ I _ном = 5, 5.

 

Запас мощности составит

Δ Р=Р_ном-Р_р/Р_ном*100%=8-6, 55/8*100%=18, 1%

 

Из таблицы 7 видим, что запас мощности для данного двигателя не должен быть менее 15%. Это требование выполняется.

 

4. Определяем частоту включения насоса при типовом графике водопотребления:

 

Z=Q_ср.сут./V_р(1-0, 054Q_ср.сут./Q_н)

 

где Vр - регулируемый объем водонапорной башни, Vр = π Д²_бh /4.

 

Для башен типа БР – Д_б = 3 м, h == 1 м и Vр = 7, 1 м³.

 

Z= (1-0, 054 )= 4 вкл/сут или Z = 0, 17 вкл/ч,

что не превышает допустимого Z_ДОП = 6 вкл/ч.

 

Погружных электродвигателей

 

Номинальная мощность электродвигателя, кВт	до 1, 5	1, 5...3, 5	3.5...35	Более 35
Запас мощности, %

 

 

В качестве автомата для защиты двигателя насоса выбираем автоматический выключатель серии АП50Б-ЗМТ. Сила номинального тока расцепителя I_ном.р ≥ I_ном.д; I_ном.р ≥ 18, 5 А.

По каталогу выбираем I_ном.р.=25А

Расчетная сила тока срабатывания автомата

I_ср.р =1, 25 I_пуск =1, 25*5, 5*18, 5А = 127, 2А

Каталожное значение силы тока срабатывания

I_ср.к =10 I_ном.р. = 10*25 А = 250А

Как видно, I_ср.к > Iс_{р р} , ложных срабатываний не будет.

Выбор электромагнитного пускателя осуществляется по двум усло­виям/

 

Условие 1. Сила номинального тока пускателя должна быть равна или несколько больше силы номинального тока двигателя

I_ном.п. ≥ I_ном.дв., I_ном.п.≥ 18, 5А

По приложению 7 выбираем предварительно пускатель второй величи­ны, у которого

I_ном.п = 25 А.

Условие 2. Сила номинального тока пускателя должна быть не­сколько больше шестой части силы пускового тока двигателя.

I_ном.п. ≥ I_пуск./6; I_ном.п. ≥ 5, 5*18, 5/6=16, 9 А

 

 

Выбираем пускатель ПМЛ-231002

 

 

Вентиляционные установки

Вентиляционные установки широко применяются в сельскохозяй­ственном производстве для создания нужного микроклимата в живот­новодческих и производственных помещениях. Поэтому необходимо ознакомиться с номенклатурой вентиляционного оборудования.

Для вентиляции животноводческих помещений промышленность выпускает специализированное многовентиляторное оборудование «Климат». В оборудование входят системы с централизованным тепло­снабжением («Климат - 2», «Климат - 3») и система с децентрализо­ванной подачей тепла «Климат - 4М». «Климат - 2» и «Климат -3» широко применяют на крупных животноводческих комплексах и пти­цефабриках, имеющих свои котельные. «Климат - 4М» используют на фермах агропромышленных предприятий.

Важно уяснить преимущества многовентиляторных систем, кото­рые заключаются в возможности регулирования подачи воздуха в ши­роких пределах. Это обеспечивает равномерное смешение приточного и внутреннего воздуха, активную ассимиляцию вредно действующих га­зов и влаговыделений, создается равномерное температурное поле в помещении. Выпускаются также установки типа ПВУ-М (приточно-вытяжные установки). В этих установках совмещается приток воздуха в помещении и вытяжка загрязненного воздуха за счет применения спе­циального двухконтурного вентилятора. Применение многовентиля­торных установок дает значительный экономический эффект.

Еще больший экономический эффект можно получить, если ис­пользовать теплоутилизационное оборудование УТ-Ф-12, РУ-Ф-12 и энергосберегающий комплект оборудования ЭКО. Они позволяют использовать теплоту воздуха, удаляемого из животноводческих поме­щений.

Ознакомившись с номенклатурой вентиляционного оборудования по рекомендованной литературе, изучив принцип действия установок и особенности регулирования подачи вентиляторов, переходят к изуче­нию методики выбора электропривода для приточных и вытяжных вен­тиляционных установок.

Управление современными вентиляционными установками осуществляют при помощи тиристорных регуляторов на­пряжения, устанавливаемых: для установок ПВУ-М в шкафу Ш9202-4474УХЛЗ1, для установок «Климат - 4М» в блоке А1 бесконтактного устройства «Климат - 1» (ТСУ-2-КЛУЗ). Динамика схем управления вентиляционными установками рассматривается при изучении МДК.01.02. «Системы автоматизации сельскохозяйственных предприятий».

Вентиляцию животноводческих помещений рассчитывают по воз­духообмену. Ориентировочно воздухообмен можно определить по формуле:

 

L_в = МL_н

где М - суммарная масса животных, находящихся в помещении, кг; Lн - норма воздухообмена (табл. 8).

Зная воздухообмен и подачу вентилятора (комплекта), определяют число вентиляторов (комплектов).

N = L_в/q_в

где q_в = подача вентилятора (комплекта).

 

РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

Л-1. Москаленко В.В. Электрический привод. – М.: Мастерство, 2000.

Л-2. Электрооборудование и автоматизация с.-х. агрегатов и установок. /Под

ред. И.Ф.Кудрявцева/. – М.: Агропромиздат.

Л-3. Правила устройства электроустановок. – М.: Энергосервис, 2002.

Л-4. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей. – М.: СПб ДЕАН, 2002.

Дополнительные источники:

1.Каганов И.Л. Курсовое и дипломное проектирование. - М.: ВО «АГРОПРОМИЗДАТ», 1990.

2.Коломиец А.П., Кондратьева Н.П., Юран С.И., Владыкин И.Р.и др. - Устройство, ремонт и обслуживание электрооборудования в сельскохозяйственном производстве. - М.: Академия, 2003.

3.Пястолов А.А., Вахромеев А.А. и др. Эксплуатация и ремонт электрооборудования и средств автоматизации. - М.: Колос, 1993.

4.Пястолов А.А. Практикум по технологии монтажа и ремонта электрооборудова

Республики Марий Эл

«Транспортно - энергетический техникум»

РАССМОТРЕНО На заседании цикловой комиссии ___________________________________________ _________________________________дисциплин Протокол № __ от «___» _________20__ г. Председатель __________________________   УТВЕРЖДАЮ Заместитель директора по учебной работе _______________Е.С.Соловьёва «___» _____________ 20__ г.

 

 

Профессиональный модуль ПМ 01. Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования ( в т.ч. электроосвещения) и автоматизация сельскохозяйственных предприятий

12345Следующая ⇒

Поделиться: