Расчёт и выбор электродвигателей

Введение

 

Актуальным вопросом научно-технического прогресса в сельском хозяйстве является создание и строительство полностью механизированных и автоматизированных объектов. Производственный цикл в них будет осуществляться автоматически без вмешательства человека, функции которого будут сводиться к контролю за работой и эксплуатации технологического оборудования.

В сельском хозяйстве возникла необходимость применения совершенных систем автоматического управления технологическими процессами (АСУ-ТП), которые при помощи электронно-вычислительных машин не только управления технологическими процессами на производственных объектах, но и выбирают оптимальный вариант производства обеспечивающий минимальные трудовые затраты наименьшую себестоимость продукции и наилучшего её качества.

Первоочередные задачи в системе с/х производства следующие: экономия топлива, и энергии во всех сферах хозяйства, прежде всего за счёт совершенствования технологии производства, создания и внедрения энергосберегающего оборудования, машин и аппаратов; сокращение всех видов энергетических потерь и повышения уровня использования всех энергоресурсов; замещение в хозяйстве нефтепродуктов природным газом, и другими энергоносителями, экономия электроэнергии путём рационального использования, оптимальной загрузки оборудования.

Электромеханизация технологических процессов в животноводстве является важным звеном в экономике производства продукции. Почти 50% общей мощности эл.двигателей установленных в с/х используются в животноводстве, кроме эл.двигателей соответствующим количеством пускозащитной аппаратуры, в животноводстве применяются осветительные, облучающие и электротепловые установки, внутренние силовые и осветительные электропроводки и т.п.

Эксплуатация большого количества электрооборудования и электроустановок, применяемых в животноводстве, требуют надёжной и безопасной работы. Надёжная экономичная и безопасная работа электрооборудования и электрических установок в животноводстве обеспечивается комплексом организационных и технических мероприятий осуществляемых на стадиях проектирования, строительства и эксплуатации. Среди мероприятий, осуществляемых при проектировании, имеет большое значение правильный выбор оборудования по мощности, на напряжение, режимам работы, его приспособленности к условиям животноводческих помещений. Из мероприятий эксплуатационного характера важным является соблюдение требований стандарта на качество подводимой электроэнергии и применяемая система обслуживания и ремонта электрооборудования.

Обобщение фактических данных по эксплуатации электрооборудования показывает, что во многих хозяйствах выход из строя, электродвигателей составляет 20-25%, а иногда и выше. Большинство причин выхода из строя электрооборудования принято или косвенно связаны с уровнем организации эксплуатации электрооборудования и электроустановок в хозяйстве.

 

Описание технологического процесса

 

Типовой проект 801-4-26 Здание для содержания 414 тёлок разработан для условий строительства в РБ и других климатических районах с расчётной зимней температурой наружного воздуха – 250С, весом снегового покрова 100 кг\м2 скоростным находом ветра до 35 кг\м2 и сейсмичностью не выше 6 баллов. Проект разработан в соответствии с заданием на проектирование утверждённых МСХ РБ.

Строительство здания предусмотрено в составе молочных и мясомолочных ферм.

 

Выбор технологического оборудования

 

Перечень принятого оборудования здания для содержания 414 тёлок от 15 до 22 месяцев и его технической характеристики заносим в таблицу №1.

 

№	Наименование	Тип Марка	Мощность Р, кВт	Ток А
				I H	I n
1	Насос	4АА63В2	0,6	1,33	10,0
2	Эл.водонагреватель	ВЭП-600	10,5	16,0	-
3	Приточная система П-3	АО2-31-4	2,2	5,0	35,0
4	Приточная система П-4	АО2-31-4	2,2	5,0	35,0
5	Приточная система П-1	АО2-31-4	2,2	5,0	35,0
6	Приточная система П-2	АО2-31-4	2,2	5,0	35,0
7	Вытяжная система	АИР71А4	0,55	1,5	7,5
8	Вытяжная система	АИР80В4	1,5	3,6	25
9	Вытяжная система	АИР71А4	0,55	1,5	7,5
10	Дез установка	УДС	4,0	8,3	58,1
11	Дез установка	УДС	4,0	8,3	58,1
12	Вытяжная система	АИР71А4	0,55	1,5	7,5
13	Вытяжная система	АИР80В4	1,5	3,6	25
14	Вытяжная система	АИР71А4	0,55	1,5	7,5

 

Расчёт и выбор электродвигателей

 

Определяем мощность электродвигателя при точной вентиляции здания для содержания 414 тёлок. Расчётная мощность электродвигателя для вентилятора, по которой выбирают двигатель из каталога

где - расчётная мощность электродвигателя

- коэффициент запаса

Р – мощность электродвигателя.

Для осевых вентиляторов

Рассчитываем мощность двигателя для осевого вентилятора МЦ-7

 

 

где Q – работа вентилятора м3\с

р – давление создаваемого вентилятора Па

- КПД вентилятора = 0,75

- КПД передачи = 0,95

Определяем мощность электродвигателя с добавлением коэффициента запаса.

 

 

Принимаем к установке двигатель серии АИР-90L4

Р= 2,2 кВт

Частота вращения = 1420 об\мин

КПД% = 80

cos  = 0.79

I \I = 6.0

Mmin\Mm = 2.0

Масс 18,1 кг

Рассчитываем мощность электродвигателя для водяного насоса марки 1В – 0,9. подача насоса 6000 л\ч.

Полный напор 12,6 ш.

Частота вращения 1490 об\мин.

Мощность электродвигателя для водяного насоса рассчитываем по формуле Р=

где L – проізводітельность насоса (м3\ч)

Н – высота подъёма жидкости (м)

 - удельный вес жидкости вода в среднем 1000 кг\см3

 - механический КПД насоса для центробежных 0,1 – 0,3

Р=

 

К установке принимаем двигатель марки АИР-71В4 частота вращения 1350 об\мин, мощность 0,75кВт. Остальные двигатели рассчитываем аналогично и технические данные сносим в таблицу.

 

№ п\п	Наименование оборудования	Тип двиг	Установ Мощность Р кВт	n min 1	cos υ	%		Кол-во
1	Насос	АИР-71В4	0,75	1350	0.75	72	5.0	1
2	Эл.водонагреватель	ВЭП-600	10,5	-				1
3	Приточн.вентилятор	АИР-90L4	2,2	1420	0.79	80	6.0	4
4	Вытяжн.сист.вент	АИР-71A4	0,55	1360	0.71	71	5.0	4
5	Вытяж.сист.вент	АИР-80В4	1,5	1410	0.80	78.5	5.3	2
6	Дез установка	УДС	4,0	140	0.84	85.0	7.0	2

 

Расчёт освещения

 

Электрическое освещение важный фактор, от которого зависят комфортность пребывания и работы людей и продуктивность животных и птицы.

Расчёт освещения проводим для помещений стойлового содержания животных методом коэффициента использования светового потока.

Размеры помещения:

A) длина – 124 метра

B) ширина – 21 метр

H) высота – 3,5 метра

Светильники располагаем по прямоугольнику на тросу. В качестве источников освещения принимаем осветительные приборы ЛСП – 18 с энергоэкономичными лампами значение коэффициентов отражения поверхностей освещения принимаем равными 10 30 50.

Принимаем освещённость.

Е = 75 люкс

Расчёт высоты подвеса

где Н – высота помещения м

hcв – длина свеса

hp – высота рабочей поверхности.

h = 3.5 - 0.4 - 0.5 = 2.7

Значение коэффициентов отражения поверхностей помещения принимаем равным Рh = 50% P = 30% Pp = 10%

Норма освещения для тёлок от 15 до 20 месяцев на уровне кормушек Е = 50 люкс

Оптимальное расстояние между рядами осветительных приборов косинусною светораспределения.

Принимаем Lопт = 5м и определяем число рядов hр = B\Lопт 21  5 = 4

Число рядов принимаем от 4. расстояние от крайних рядов до стен и от торцов каждого ряда до стены принимаем lcт = 3 м.

Число осветительных приборов в ряду рассчитываем по формуле:

 

 

Общее количество светильников в ряду принимаем non = 20

Общее количество приборов находим по формуле

Расчетный световой поток

 

 

Принимаем κ = 1,3; z = 1.1

Площадь пола

Индекс помещения

 

 

Из таблицы 17-20 находим:

Ф = 0,63; Ф= 0,7 - 0,63 = 0,07; u = 0.77; u2 = 0.36;

Значение расчётного потока:

Из таблицы усматриваем, что лампа ЛБР – 40 создаёт световой поток 2250 лм. Осветительный прибор ЛСП 18-2×40 создаёт световой поток Фсп = 4500 лм.

Мощность лампы 40 Вт, светильника 80 Вт.

При этом фактическое значение освещённости

 

 

Разница между фактической и нормативной освещённостью не превышает допустимого отклонения.

Установленная мощность осветительной установки

где Роп – мощность светильника

N – количество ламп

Для подсобных помещений освещение рассчитываем методом удельной мощности.

1. Рассчитываем освещённость в тамбуре и в соответствии с типом и назначением помещения принимаем норму освещённости и выбираем тип лампы согласно типового проекта освещённость принимаем 10 лк и тип светильников НСП 03.

2. В соответствии с габаритами помещения определяют высоту подвеса светильников под рабочей поверхностью и с учётом отношения L\h расположение светильников и их число. Высоту подвеса определяем по формуле

где Н – высота помещения

hс – длина свеса

hp – уровень рабочей поверхности над землёй

3. Принимаем коэффициенты отражения стен рс , потолка рп , рабочей поверхности рр = 30; 50; 10. норма освещённости на уровне пола 10 лк.

4. по соответствующей таблице [9, 17] Л1 для принятого типа светильника определяем удельную мощность

5. Определяем расчётную мощность лампы по формуле

где ω – удельная мощность светильника

S – площадь помещения

Площадь помещения 15 м2

По расчётной мощности выбираем ближайшую стандартную лампу накаливания типа Б напряжением 220 В мощностью 60 Вт и световым потоком 715 лм.

К установке принимаем светильник НСП .

Остальные подсобные помещения рассчитываем аналогично и технические данные светильников сносим в светотехническую ведомость.

 

№	Наименование помещения	Норма Освещ(лк)	Кол свет	Тип светил	Мощ Ламп(Вт)	Высота подвеса	Штек розет	Характеристика среды
1	Стойловые помещения (зона кормления стойла)	75\50	46	ЛСП	40	2,7	-	Сырое
2	Боксы для фиксации животных	200	34	ЛСП	40	2,7	-	Сырое
3	Комната техника искусственного осеменения	200	3	ЛСП	40	2,7	-	Нормальное
4	Тепловой узел	30	2	НСП	60	0,5	-	Влажное
5	Электрощитовая	100	1	ЛСП	40	2,7	-	Нормальное
6	Тамбур	10	12	НСП	60	3,1	-	Сырое
7	Уборная	30	6	НСП	60	3,1	-	Влажное
8	Площадка для вентиляторов	20	1	ЛСП	40	3	-	сырое