Выбор электродвигателя для привода вентилятора.

Согласно указаниям пункта 5 [1] подбираем электродвигатель для вентилятора. Необходимая подача воздуха вентилятором ЭКУ с учетом потерь и подсосов воздуха в воздуховодах определяем по формуле (25) [1]:

 

 (3.1)

 

где k – коэффициент, учитывающий потери и подсос воздуха в воздуховодах. Для стальных воздуховодов длиной до 50м принимаем k = 1.1.

Подставляя числовые значения, получаем:

В ЭКУ типа СФОЦ используют центробежные вентиляторы, способные развивать высокое давление при достаточно большой подаче. По номограмме пункта 8.7 [3] по расчетному напору вентилятора DP = 350Па (из задания на проектирования) и необходимой подаче воздуха L = 871,2 м3/ч выбираем центробежный вентилятор типа ВЦ 4-75 марки Е3.15.105-1.

Мощность электродвигателя для привода вентилятора определим по формуле (26) [1]:

 

 (3.2)

 

где kз – коэффицент запаса, принимаем kз = 1,4;

    hп – КПД передачи hп = 1;

    hв – КПД вентилятора, принимаем hв = 0.9;

В итоге имеем:

По таблице 8.16 [3] определяем двигатель, которым комплектуется вентилятор. Двигатель асинхронный короткозамкнутый серии 4АА63В4.

Данные по комплектации вентиляционного агрегата сводим в таблицу 3.1.

 

Таблица 3.1   Комплектность вентиляционного агрегата с вентилятором ВЦ 4-75.

Обозна-чение	Вентилятор ВЦ 4-75			Электродвигатель
	Номер	Диаметр колеса, % номинального	Частота вращения, мин-1	Тип	Мощность, кВт	Частота вращения, мин-1	Мас-са, кг.
Е3.15.105-1	3,15	105	1365	4АА63В4	0,37	1365	38,1

 

Выбор и проверочный расчет серийной ЭКУ.

Выбор серийной ЭКУ.

Задача выбора серийной ЭКУ состоит в определении типоразмера установки и их числа. Выбор производим по трем основным параметрам:

1. Тепловой мощности P, кВт;

2. Подаче воздуха вентилятора L, м3/ч;

3. Давлению вентилятора DP, Па.

Для нашего случая выбираем установку типа СФОЦ10/0,5-И1. Технические данные данной установки заносим в таблицу 4.1.

 

Таблица 4.1   Технические данные установки СФОЦ10/0.5-И1.

Установленная мощность, кВт	В том числе электрокалорифера, кВт	Подача воздуха, м3/ч		Напор вентилятора, Па		Число секций электрокалорифера, шт		Число ТЭНов, шт		Мощность секции, кВт
10	9,6	800		350		2		6		4,8
Температура выходящего воздуха, не более, °С			Напряжение сети, В		Частота тока, Гц		Число фаз, шт		Схема соединения
50			380/220		50		3		Y

 

Проверочный расчет.

Задача проверочного расчета состоит в определении температуры воздуха на выходе из калорифера, которая не должна превышать 50°С и температуры поверхности ТЭНов, допустимое значение которой 180°С

Необходимость в проверочном расчете возникает в том случае, если условия работы ЭКУ отличаются от тех, которые указаны в паспорте.

Определяем температуру воздуха на выходе из калорифера по формуле (27) [1]:

 

 (4.1)

 

Получаем:

Среднюю температуру внутри калорифера определим по формуле (2.11):

Так как геометрические размеры ЭКУ в предварительном расчете мы брали аналогичными размерам СФОЦ10/0,5-И1, то коэффициент теплоотдачи от поверхности ТЭНа к воздуху будет таким же как и в предыдущем расчете: a = 45Вт/(м2.С°).

По формуле (2.10) определяем температуру трубки, приняв А1 = 0.27м2:

Ксп будет аналогичным предыдущему расчету: Ксп = 0,93

По формуле (4.15) определяем температуру спирали:

В результате проверочного расчета определили, что температура воздуха на выходе из калорифера не превышает 50°С, температура поверхности трубки не превышает 180°С, а температура спирали на превышает допустимого значения температуры для нихрома.

Разработка принципиальной электрической схемы силовых цепей ЭКУ, выбор коммутационной и защитной аппаратуры.

Согласно пункту 7 [1] в данном проекте требуется разработать магистрали, питающей ЭКУ, а также защиту электрокалорифера от токов короткого замыкания и двигателя вентилятора от токов короткого замыкания и перегрузки, а также осуществить выбор коммутационной аппаратуры.

Защиту от аварийных режимов электрокалорифера (ТЭНов) будем осуществлять с помощью предохранителей. Защита электродвигателя и питающей магистрали будет осуществляться с помощью автоматического выключателя. В качестве коммутационной аппаратуры используем электромагнитные пускатели.

Выбор аппаратуры, вставок предохранителя и уставок автоматического выключателя производиться по расчетным токам, которые определяются следующим образом:

- для линии электрокалорифера:

-

 (1)

 

- для линии электродвигателя:

 (2)

 

- для магистрали, питающей ЭКУ:

 

 (3)

 

Подставляя числовые значения в формулы (1), (2), (3) определяем токи:

Определим максимальный (пусковой) ток двигателя по следующей формуле:

 

 (4)

 

где  Kп – коэффициент кратности пуска, примем Kп = 5.

 

 Выбор предохранителей.

Выбор производится по трем условиям:

1. По номинальному напряжению предохранителя.

2. По номинальному току предохранителя.

3. По номинальному току плавкой вставки.

 

Для защиты ТЭНов, установленных в ЭКУ выбираем предохранитель типа ПР-2, осуществляем проверку:

Uн: 380В <= 1000В;

Iн: 6.7А <= 60А;

Iн.вст.: 6.7A <= 10А.

 

 Выбор автоматических выключателей.

Выбор производится по пяти условиям:

1. По номинальному напряжению автомата.

2. По номинальному току автомата.

3. По номинальному току расцепителя.

4. По току срабатывания электромагнитного расцепителя.

5. По току срабатывания теплового расцепителя.

 

Для защиты электродвигателя выбираем автоматический выключатель серии АЕ2023 с электромагнитным расцепителем. Номинальный ток автомата Iн = 16А, Iн.расц. = 2.0А Осуществляем проверку:

Uн: 380В <= 660В;

Iн: 1.4А <= 16А;

Iн.расц.:     1.4A <= 2.0А;

Iср.э/м: 7.0A <= 30А.

 

Аналогичным образом осуществляем выбор автоматического выключателя для защиты линии.

Выбираем автоматический выключатель серии АЕ2056М с электромагнитным расцепителем. Параметры автомата: Iн = 100А, Iн.расц. = 80А.