Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Федеральное агентство по сельскому хозяйству

ФГОУ ВПО "Челябинский государственный агроинженерный университет"

ВОЗМИЛОВ А.Г., ЕРМОЛИН М.Я.,

Кирпичникова И.М., САЖИН В.Н.

Электрооборудование и средства автоматизации

в агропромышленном комплексе

Учебное пособие

В двух частях

Часть 1. Основы электропривода

Челябинск

2008

УДК 621.31(631)

Возмилов А.Г., Ермолин М.Я., Кирпичникова И.М., Сажин В.Н. Электрооборудование и средства автоматизации в агропромышленном комплексе: Учебное пособие. В двух частях. Часть 1. Основы электропривода.

Челябинск, 2008.

Рецензенты

Усынин Ю.С. - докт. техн. наук, проф. (ЮУрГУ)

Попков А.А. – канд. техн. наук, проф. (ЧГАУ)

Печатается по решению редакционно-издательского совета ЧГАУ

ISBN

 ФГОУ ВПО "Челябинский государственный агроинженерный университет", 2008.

оглавление

Предисловие 4

ВВЕДЕНИЕ 5

1.1. Основные понятия, определения и классификация электроприводов 8

1.2. Механические характеристики производственных механизмов и электрических двигателей 12

1.3. Уравнение движения электропривода 15

Предисловие

Книга написана в соответствии с требованиями к обязательному минимуму содержания основной образовательной программы подготовки дипломированного специалиста по направлению 110300 – Агроинженерия.

Учебное пособие предназначено для студентов высших агроинженерных учебных заведений, обучающихся по неэлектротехническим специальностям: 110301 – «Механизация сельского хозяйства», 110303 – «Механизация переработки сельскохозяйственной продукции», 110304 – «Технология обслуживания и ремонта машин в агропромышленном комплексе».

Авторы на основе многолетнего опыта преподавания курса в Челябинском государственном агроинженерном университете (ЧГАУ) изложили материал в той последовательности, в какой он дается студентам.

Учебное пособие состоит из двух частей, каждая из которых издается отдельной книгой.

Авторы благодарят своих коллег – доцентов Грачева Г.М., Антони В.И., Салихова С.С. и Селунского В.В. за большую помощь, оказанную при работе над книгой, выражают глубокую благодарность рецензентам: докт. техн. наук, проф. Усынину Ю.С.-(ЮУрГУ), и канд. техн. наук, проф. Попкову А.А.-(ЧГАУ) за полезные советы и предложения. Авторы искренне признательны заведующему лабораториями кафедры ПЭЭСХ Астафьеву Д.В. и старшему лаборанту Герасимовой О.В. за компьютерное оформление рукописи.

Отзывы по книге просим направлять по адресу: 454080, г.Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, 75, ЧГАУ.

Авторы

Введение

Электрификация и автоматизация производственных процессов в АПК (агропромышленный комплекс) проводились и проводятся одновременно с электрификацией всего народного хозяйства России. Началом электрификации принято считать 1920 год, когда был разработан план по электрификации России и образована Государственная комиссия (ГОЭЛРО¹) во главе с академиком Г.М. Кржижановским.

С широким применением электрической энергии в АПК создавалась и развивалась соответствующая наука. Основоположником научной дисциплины «Применение электрической энергии в сельском хозяйстве» является академик ВАСХНИЛ М.Г. Евреинов. В 1933 году он выпустил двухтомное учебное пособие по названной дисциплине, которое несколько десятилетий было настольной книгой и справочным пособием для специалистов сельской электрификации. По нему в учебных заведениях России подготовлено не одно поколение квалифицированных инженеров.

Одним из основных потребителей электроэнергии в АПК является электропривод различных машин, механизмов и поточных линий. Электрический привод является основой, на которой базируются комплексная электромеханизация и автоматизация технологических процессов в АПК.

Крупным потребителем электроэнергии на селе являются тепловые процессы. Трудно переоценить значение их для сельскохозяйственного производства. В одних случаях теплота используется для создания благоприятных температурных условий для животных и растений, в процессах переработки и хранения сельскохозяйственной продукции, в других – для подавления вредных микроорганизмов, вызывающих порчу продукции и снижение плодородия. Обе эти задачи решаются с использованием как высоких (нагрев), так и низких (охлаждение) температур. Электрическую энергию на предприятиях АПК применяют для нагрева воздуха (в системах микроклимата сельскохозяйственных помещений, при сушке сельскохозяйственной продукции); нагрева воды и генерации пара (кормоприготовление, поение животных, санитарно-гигиеническая обработка животных и оборудования, полив растений); местного обогрева (при выращивании молодняка); технологических нужд в перерабатывающей промышленности и др.

Прогрессивным и быстроразвивающимся направлением является электротехнология. Здесь электрическая энергия используется для непосредственного воздействия на сельскохозяйственную продукцию и биологические объекты, вызывая в них направленные изменения. Характерная особенность электротехнологических установок – очень низкое потребление электроэнергии, высокая производительность технологических процессов. В АПК предметом обработки могут быть почва, продукты растениеводства, животноводства, жидкие и пастообразные среды и т.д.

Широкое применение в АПК получила лучистая энергия, которая используется в виде освещения, облучения, досвечивания, а также для воздействия определенным образом на живые ткани растительных и животных объектов и продукцию АПК. Для этих целей промышленностью выпускаются многочисленные источники видимого, инфракрасного и ультрафиолетового излучения, специальная арматура и аппаратура управления к ним.

Невозможно перечислить и охарактеризовать многочисленные виды и способы использования электрической энергии в АПК. Известно, что из 300 возможных видов применения электроэнергии в настоящее время освоено около 100, из которых в производстве АПК используется примерно третья часть.

Перспектива применения электрической энергии в АПК открывает широкие возможности для перехода к комплексной системе электромеханизации и автоматизации производственных процессов с поточной технологией.

Комплексная система электрификации АПК позволит резко поднять производительность труда, увеличить количество и повысить качество выпускаемой продукции.

Решение поставленных задач возможно при наличии квалифицированных специалистов.

Задача настоящего учебного пособия – вооружить будущих инженеров знаниями, которые будут необходимы им для грамотного и рационального применения электрической энергии в АПК.

В первой части «Основы электропривода» рассмотрены общие вопросы: электропривода (характеристики, режимы работы, нагрев и выбор электродвигателей), электрических схем, аппаратуры управления и защиты электрооборудования.

Во второй части «Автоматизированный электропривод и электротехнологии в АПК» изложены вопросы использования электропривода и применения электрооборудования в животноводстве и растениеводстве, на предприятиях технического сервиса, в цехах хранения и первичной переработки сельскохозяйственной продукции. В отдельную главу выделены проблемы энергосбережения на предприятиях АПК.

В первой части пособия главы написаны: Введение –Возмилов А.Г. и Ермолиным М.Я., глава 1…4 – Возмиловым А.Г. и Ермолиным М.Я., глава 5 – Ермолиным М.Я., и Сажиным В.Н., глава 6 – Кирпичниковой И.М.