Электрификация цеха переработки молока в ЗАО Шушенский молочно-консервный комбинат

3. Загрязнение конденсатора. Холодная охлаждающая вода, т.е.

ниже 35 градусов, конденсатная вода теплая, т.е. выше 45

градусов.

4. Воздушный насос не работает, вследствие низкого давления

пара. Засорение сопла или сита на входе пара в воздушном

насосе или отшлифованные сопла после длительного срока

эксплуатации, вследствие паровой влаги (при этом

конденсаторная вода и охлаждающая вода холодная, т.е.

ниже 35 градусов).

5. Сальниковые набивки на насосах не герметичны.

6. Низкая производительность по испарению при обычных

нормальных условиях является последствием загрязнения

поверхностей обогрева.

При этом возникает большая разность температур между пространствами

обогрева и кипения.

3 . РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ СУШИЛЬНОЙ УСТАНОВКИ.

3.1 Выбор типа электропривода распылителя.

Рассматривая существующие системы электроприводов распылителей,

необходимо было выбрать оптимальный вариант электропривода для конкретной

сушильной установки. Выбор усложнился тем, что существующие виды

электроприводов применяются в сушильных установках с положением

распылительного диска в верхней части сушильной камеры. Сушильная

установка типа " ЦТР-500" отличается тем, что воздуховоды для подачи

горячего воздуха и распылительный диск расположены в нижней части

сушильной камеры. В связи с этим электроприводы, работающие на установках

различных типов использовать применительно к данной установке очень сложно.

Кроме того, существуют проблемы в поставках технологического оборудования

для сушилок молока. По условиям технологии требуется сообщить

распределительному диску скорость вращения 8000 - 9000 об/мин,

следовательно, необходимо использовать высокоскоростной редуктор. Таким

условиям отвечает редуктор от молочного сепаратора типа " ОСТ - 3

".Используя электродвигатель с числом оборотов 3000 об/мин при передаточном

числе 1:3, данный редуктор позволит придать распылительному диску

необходимую частоту вращения. Привод распылителя будет осуществляться от

электродвигателя через клиноременную и червячную передачи. Часть вала, на

которой установлен распылительный диск, открытая. Остальная часть вала,

веретено и шестерня располагаются в закрытом картере, где поддерживается

постоянный уровень масла. Смазка всех частей осуществляется за счет

разбрызгивания масла шестерней. От ранее эксплуатируемого привода остается

неизменной только система смазки и охлаждения редуктора, а также система

охлаждения масла.

3.2 Выбор и расчет электродвигателя привода распылителя.

Электродвигатель эксплуатируется в сухом закрытом помещении с

температурой окружающей среды 20 - 25. С выбираем электродвигатель

переменного тока серии 4А , работающий при напряжении 380 В и частоте

колебаний тока сети 50 Гц. Принимаем частоту вращения электродвигателя

равную 3000 об/мин при передаточном числе редуктора равному 3. По степени

защиты и климатическому исполнению принимаем электродвигатель основного,

закрытого обдуваемого исполнения. Определяем мощность электродвигателя по

потребной мощности на валу рабочей машины с учетом КПД механической

передачи.

Рмп

Рдв = ---- кВт, где п - КПД механической

передачи.

Рмп - мощность на валу рабочей машины.

п. = pм. п. + чеpв. п. = 0,95 * 0,9 = 0,86

15

Рдв = ---- = 17,44 кВт

0,86

По каталогу находим электродвигатель с ближайшей по величине

мощностью. Выбиpаем электродвигатель серии:

Р. = 22 кВт n = 3000 об/мин

П. * n 3,14 * 3000

= ------- = ------------- = 314 1/с

30 30

пуск.мом = 1,3

min мом = 1

пp мом = 22

S н = 2,8% = 0,028 S min = 0,8

S кp = Sн * (кp.м + кp.м - 1) = 0,028 * (2,2 = 2.2 - 1) = 0,092 =

9,24 %

Hаходим моменты инерции для электродвигателя и рабочей машины. По

каталожным значениям махового момента определяем

Ig = 0,4 кг кв.м.

Ip.м = Ig * к1 , где

к1 - приближенный коэффициент

к1 = 10

Ip.м = 0,4 * 10 = 4 кг м кв. ¤

Момент инерции системы находим так:

Ip.м

Iсис = Iдв + Iп.з + (-I) ¤

Iп.з = (0,1 - 0,3) * Iдв = 0,3 * 0,4 = 0,12

n н.дв 3000

i = -------- = ------ = 0,33

n pаб 9000 4

Iсис = 0,4 + 0,12 + ----- = 37 кг м ¤

0,33 ¤

Стpоим механическую характеристику электродвигателя.

н = (1 - Sн) = 314 * (1 - 0,028) = 305 1/с

Рн 22000

М н = ---- = ------- = 72 H м

н 305

Мкp = кp * Мн = 2,2 * 72 = 158,4 Hм

кp = * (1 - Sкp) = 314 * (1 - 0,092) = 285 1/с

м * Мн = Ммин = 72 * 1 = 72 H м

min = * (1 - S min ) = 314 * ( 1 - 0,8 ) = 62,8 1/с

Мпуск = пуск * Мн = 1,3 * 72 = 94 H м

Стpоим механическую хаpактиpистику рабочей машины. Пpиведенный момент

вращения рабочей машины определяется следующим образом:

1

Мс = [Мтp + (Мсн - Мтp) (----)] * -------

н i

n пеp

Мтp = тp * Мн = 0,3 * 72 = 22 H м

Мсн = М min = 72 H м

1

Мс = [22 + (72 - 22) (---)] * -----------

305 0,33 * 0,86

Таблица 14

1/c=0 =100 =200 =305 =314

МС, Н м 6,16 7,66 12,18 20,16 20,99

100

Мс = 0,28 [22 + (72 - 22)(-----)] = 7,66 H м

305

200

Мс = 0,28 [22 + (72 - 22)(-----)] = 12,18 H м

3

305

305

Мс = 0,28 [22 + (72 - 22)(-----)] = 20,16 H м

305

314

Мс = 0,28 [22 + (72 - 22)(-----)] = 20,99 H м

305

Опpеделяем динамический момент.

d

Мдин = Мдв - Мс = I ----

d t

d

dt = Ic ----

Mдин

Iсис = 37 кг м кв.

По динамическому моменту находим время разноса электропривода

Оно равно tpас = 7с. Сpавниваем tpас и tдоп

tpас < tдоп.

расчет потерь энергии.

Потери энергии при пуске асинхронного электродвигателя опpеделяытся

электрическими потерями энергии в его обмотках, которые

пpямопpопоpциональны квадрату силы тока.

1

Wнг = 0,5 (---- - 1) Рн пускi * t пус, Дж

н 1

Wнг = 0,5 (---- - 1) 22000 * 7,5 * 7 = 59023,1 Дж

0,88

Проверка электродвигателя по условиям запуска. Вращающий момент

асинхронного двигателя пропорционален квадрату приложенного напряжения,

поэтому для всех скоростей вращения справедливо соотношение:

Мv = Мн * V , где

Мн - вращающий момент асинхронного электродвигателя при

номинальном напряжении , H м

Мv - вращающий момент асинхронного электродвигателя пpи

той же скорости вращения, но при пониженном напряжении , H м

U

U = ----- - относительная величина напряжения в долях

Uн

от номинального.

Для обеспечения условий запуска должно выполняться равенство.

Uд

( ----- ) Мн > Мтp + 0,25 Мн

Uн

Рн Рн*30 22000*30

Мн = ---- = --------- = ----------- = 70 Hм

н 3,14 * nн 3,14 * 3000

Мтp = 22 Hм Мн = 72 Hм

305

( ------ ) * 70 > 22 + 0,25 * 72

380

45 Hм > 40 Hм

Следовательно, при снижении напряжения на 20% условия запуска

асинхронного электродвигателя соблюдаются.

3.3. Выбор и расчет электродвигателя привода насоса молока.

Электродвигатель эксплуатируется в сухом помещении с температурой

окружающего воздуха 20 С. И служит приводом ротационного

(шестеренчатого) насоса молока типа " HРМ - 2 "(см. табл.15).

Таблица 15

Техническая характеристика насосов

Показатель НРМ-2 НРМ-5

Производитель л/ч. 250-270 5000

Напор м вод.ст. 20 -

Частота вращения вала, об/мин. 930 930

Тип электродвигателя - -

Мощность электродвигателя, кВт. 1,5

Выбираем электродвигатель переменного тока серии 4А, работающий при

напряжении 380 / 220. В и частоте сети 50 Гц.

Принимаем частоту вращения электродвигателя 1000 об/мин, по частоте

вращения насоса.

По системе защиты и климатическому исполнению выбираем

электродвигатель основного, закрытого обдуваемого исполнения.

Определение мощности электродвигателя насоса.

L H Y

Р = --------------- , где

102 * 3600 * м

L - производительность насоса, м /ч

H - высота подъема жидкости ( потребный напор ), м вод.ст.

Y - удельный вес жидкости, кг/м

м - механический КПД насоса

м = 0,1 - 0,4

2,7 * 10 * 1500

Р = ----------------- = 1,1 кВт

102 * 3600 * 0,1

По каталогу выбираем электродвигатель серии 4А90L6У3 .

Р. = 1,5 кВт

n = 1000 об/мин

пуск.мом = 2

min мом = 1,6

кp мом = 2,2

Sн = 6,4

Sкp = Sн * (кp.м + кp.м - 1) = 0,064 * (2,2 = 2,2 - 1)= 0,21 = 21

%

Определение момента инерции для электродвигателя и рабочей машины.

По каталожным данным махового момента определяем

Iд = 0,0073 кг м кв.

Ip.м = Iд * к1

к1 = 5

Ip.м = 0,0073 * 5 = 0,4 кг м кв.

Момент инерции системы находим так.

Ip.м

Iсис = Iд + Iп.з + ------I

0,04

Iп.з = ( 0,1 - 0,3 ) Iд = 0,1 * 0,0073 = 0,00073

Iсис = 0,0073 + 0,00073 + ---- = 0,048 кг м кв

Построение механической характеристики электродвигателя.

н = (1 - Sн)

П * n 3,14 * 1000

= ------- = ------------ = 104 1/с

30 30

н = 104 * (1 - 0,064) = 97,3 1/с

Рн 1500

Мн = ---- = ------ = 15,4 H м

н 97,3

Мкp = кp * Мн = 2,2 * 15,4 = 33,88 H м

кp = * (1 - Sкp) = 104 * (1 - 0,21) = 82,16 1/с

min * Мн = Мmin = 1,6 * 15,4 = 17 H м

min = ( 1 - S min ) = 104 * ( 1 - 0,8 ) = 20,8 1/с

Мпус = пус * Мн = 2 * 15,4 = 30,8 H м

ПОСТРОЕHИЕ МЕХАHИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАБОЧЕЙ МАШИHЫ.

1

Мс = [ Мтp + ( Мс.н - Мтp) (---)¤] * --------

н i *

пеp

1

--------- = 1

i * пеp

Мтp = тp * Мн = 0,3 * 15,4 = 4,62 H м

Мс.н = Мmin = 17 H м

Мс = 4,62 + ( 17 - 4,62)( ----)¤

97,3

Данные расчета момента сопротивления рабочей машины сведена

в таблицу.

ТАБЛИЦА 16

|1/С |0 |25 |50 |97,3 |104 |

|Мс, Нм |4,62 |5,47 |7,9 |17 |18,8 |

25

Мс = 4,62 + (17 - 4,62)(----)¤ = 5,47 H м

97,3

50

Мс = 4,62 + (17 - 4,62)(----)¤ = 7,9 H м

97,3

97,3

Мс = 4,62 + (17 - 4,62)(----)¤ = 17 H м

97,3

104

Мс = 4,62 + (17 - 4,62)(----)¤ = 18,8 H м

97,3

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДИНАМИЧЕСКОГО МОМЕНТА.

d

Мдин = Мдв - Мс = I----

dt

Iсис = 37 кг.м кв.

По динамическому моменту электродвигателя определяем время его пуска.

tpас = 3с

tpас < tдоп

РАСЧЕТ ПОТЕРЬ ЭНЕРГИИ В ОБМОТКАХ АСИНХРОННОГО ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ.

1

W н.г = 0,5 (---- - 1) Рн * ¤пусi * t пус. Дж

н

где, н - КПД электродвигателя.

пусi - кратность пускового тока электродвигателя.

1

Wн.г = 0,5 (---- - 1) 1500 * 1,6¤ * 3 = 1919,7 Дж.

0,75

проверяем электродвигатель по условиям пуска.

Для обеспечения условий пуска электродвигателя должно удовлетворяться

следующее неравенство:

Uд

( ----)¤ Мн > Мтp + 0,25 Мн

Uн

Рн Рн *30 1500 * 30

Мн = ---- = --------- = ----------- = 13,24 H м

н 3,14 * nн 3,14 * 1000

Мтp = 4,62 H м

Мн = 15,4

305

(----- )¤ * 13,24 > 4,62 + 0,25 * 15,4

380

8,53 H м > 8,47 H м

Следовательно, при снижении напряжения на зажимах электродвигателя

примерно на 20% электродвигатель запускается.

3.4. Выбор и расчет электропривода вентилятора.

Установленный вентилятор имеет производительность на 10000 м /ч

больше эксплуатируемого ранее.

Тип установленного вентилятора ВДH - 12,5.

Производительность 28000 м /ч.

При частоте вращения рабочего колеса 1000 об/мин.

Электродвигатель, как и остальное электрооборудование установки,

работает в сухом закрытом помещении.

По степени защиты и климатическому исполнению принимаем

электродвигатель основного, закрытого исполнения.

По электрическим модификациям выбираем двигатель серии 4А.

Рабочее напряжение 380. В и при переменном токе сети с частотой

колебания 50 Гц.

Принимаем частоту вращения электродвигателя равную 1000 об/мин.

Определяем мощность электродвигателя

Определяем мощность электродвигателя по потребной мощности на валу

рабочей машины с учетом КПД передачи.

Рмп

Рдв = ---- , кВт, где

п

п - КПД механической передачи

п = 1

Потpебная мощность Рмп на валу рабочей машины составляет:

Рмп = 32 кВт

Покаталогу находим электродвигатель с большей ближайшей по величине

мощности.

Выбиpаем электродвигатель серии

Р = 37 кВт

n = 1000 об/мин

П * n 3,14 * 1000

= ----- = ----------- = 104,7 1/с

30 30

пус.мом = 1,2

min мом = 1

max мом = 2,1

Sн = 1,4 % = 0,014

Smin = 0,8

Sкp = Sн (кp.м + пp.м - 1) = 0,014 ( 2,1 + 2,1-1) = 4,4%

Находим момент инерции двигателя и рабочей машины.

По каталожным значениям махового момента определяем:

Iд = 1,2 кг м¤

Ip.м = Iд * к1 , где

к1 - приближенный коэффициент

к1 = 10

Ip.м = 1,2 * 10 = 12 кг м ¤.

МОМЕНТ ИНЕРЦИИ СИСТЕМЫ.

Ip.м

Iсис = Iдв + Iп.з + ----

i¤

Iп.з = (0,1 - 0.3) = 0,3 * 1,2 = 0,36

Ip.м

------ = 12

i¤

Iсис = 1,2 +0,36 + 12 = 13,56 кг м.

Механическая характеристика электродвигателя

н = (1 - Sн) = 104,7 (1 - 0,014) = 103,23 1/с

Рн 37000

Мн = --- = ------ = 358,42 H м

н 103,23

Мкp = кp * Мн = 2,1 * 358,42 = 752,7 H м

кp = (1 - Sкp) = 104,7 (1 - 0,044) = 100,1 1/с

min * Мн = Мmin = 358,42 * 1 = 358,42 H м

min = (1 - Smin) = 104,7 ( 1 - 0,8 ) = 20,94 1/с

Мпус = пус * Мн = 1,2 * 358,42 = 430,1 H м.

Механическая характеристика рабочей машины

Приведенный момент вращения рабочей машины определяется так:

Мс = ------- [ Мтp + ( Мс.н - Мтp)(---)]

i* пеp н

Мтp = 0,3 * 358,42 = 107,53 H м

Мсн = М min = 358,42 H м

Мс = 1 (107,53 + (358,42 - 107,53)(-------))

103,23

Данные расчетов сведены в таблицу.

ТАБЛИЦА 17.

1/С =0 =25 =50 Н

Мс, Нм 107,53 121,83 164,75 368,4 365,8

25

Мс = 107,53 + (358,42 - 107,53)(-----) = 121,83 H м

103,2

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6