2.5 Опис роботи схеми з’єднань щита керування установкою (агрегатом)

Схеми з'єднань — це схеми, на яких зображують з’єднання складових частин установки або виробу, що автоматизуються, а також проводи, кабелі або трубопроводи. Указані схеми розробляються на основі схем автоматизації, принципових схем живлення, а також загальних виглядів щитів і пультів.

Схемами з’єднань користуються при виконанні монтажних та налагоджувальних робіт на об’єкті, а також у процесі його експлуатації.

Загальні правила виконання схем з’єднань такі:

• розробляють на один щит, пульт, станцію управління;

• усі типи апаратів, приладів та арматури, передбачені принциповою електричною схемою, повинні бути повністю відображені на схемі з’єднань;

• позиційне позначення приладів та засобів автоматизації, а також маркування ділянок ланцюгів, що прийняті на принципових схемах, необхідно зберегти на схемі з’єднань.

Застосовують три способи виконання схем з’єднань: адресний, графічний і табличний.

Для перших двох, крім перерахованих правил, слід дотриму­ватись ще наступних:

• щит або шафу управління розвертають в одній площині, позначаючи лише ті їх конструктивні елементи, на яких розміщуються прилади та засоби автоматизації; при цьому зберігають взаємне розміщення приладів та засобів автоматизації;

• прилади та засоби автоматизації зображують спрощено без збереження масштабу у вигляді прямокутників, над якими розташовують коло, розділене горизонтальною рискою навпіл. Цифри над рискою вказують порядковий номер виробу (номери присвоюються попанельно зліва направо і зверху вниз), а під рискою — позиційне позначення цього виробу (відповідно до принципової електричної схеми);

• при потребі показують внутрішню схему апаратів;

• для кількох реле, розміщених в одному ряду, внутрішню схему показують лише один раз (якщо вона у них одна й та ж сама);

• вивідні затискачі приладів умовно зображують колами, у середині яких показують їх заводське маркування; якщо у вивідних затискачів апаратів заводського маркування немає, їх маркірують умовно арабськими цифрами, що обумовлюють у пояснюючих написах; маркування проводів і позначення затискачів на схемах з’єднань незалежні;

• платам, на яких розміщуються резистори, конденсатори та інші елементи, присвоюється лише порядковий номер (проставляється в колі над рискою); позиційне позначення елементів розміщують безпосередньо біля їх умовного графічного позначення.

Схема з’єднань подана на аркуші 2 графічної частини.

3. Розрахункова частина

3.1 Розрахунок і побудова механічної характеристики робочої машини. Визначення режиму роботи двигуна

Для визначення еквівалентної потужності на валу робочої машини користуються її навантажувальною діаграмою.

М, Нм
25
20
1 5
10
5
0	4 0		120			200			280			360			440			520			600			680			760			t, c

Рисунок 3.1 Навантажувальна діаграма робочої машини

Для цього навантажувальну діаграму розбиваємо на ділянки, спрямувавши криву в межах ділянки. В результаті отримаємо декілька геометричних фігур: прямокутників , трикутників чи трапецій. На підставі цього визначаємо еквівалентний момент на валу робочої машини. Але потрібно врахувати, що еквівалентний момент для прямокутних ділянок навантажувальної діаграми визначається за формулою:

, Нм (3.1)

де, – усереднені моменти на валу робочої машини на ділянках 1,2,3,4. = 14 Нм, = 16 Нм, = 17,5 Нм, = 19 Нм;

– час протікання технологічних операцій при сталому усередненому навантаженні на валу робочої машини, = 190 с, = 210 с, = 10 с, = 160 с, = 195 с.

Отже,

Нм

Еквівалентна потужність на валу робочої машини визначається за формулою:

, Вт (3.2)

де, – номінальна кутова швидкість обертання валу робочої машини,

= 300 рад/с.

Отже,

Вт

Еквівалентна потужність на валу електродвигуна визначається за формулою:

, Вт (3.3)

де, η_{пер.ном} – ККД передачі, η_{пер.ном} = 0,98.

Отже,

Вт

Відомо, що високопродуктивний, надійний і економічно вигідний тільки такий виробничий агрегат, у якого привідний електродвигун має такі електромеханічні властивості, що відповідають характеристикам і технологічним вимогам робочої машини. Найважливішими ознаками двигунів і робочих машин є їх механічні характеристики.

Механічні характеристики робочих машин описують за такою формулою:

, Нм (3.4)

де, М_с - момент опору при кутовій швидкості ω, Нм;

М_рмн - момент робочої машини за номінальної кутової швидкості, М_рмн = =16,59 Нм;

М_о- момент зрушення робочої машини, М_о = 4,98 Нм;

ω_н - номінальна кутова швидкість електродвигуна, ω_н = 300 с^-1;

ω - поточна кутова швидкість, с^-1;

x - показник степеня, що характеризує зміну статичного моменту при зміні кутової швидкості, x = 2.

Отже,

при ω₁ = 0, с^-1

Нм

при ω₂ = 40, с^-1

Нм

при ω₃ = 80, с^-1

Нм

при ω₄ = 120, с^-1

Нм

при ω₅ = 160, с^-1

Нм

при ω₆ = 200, с^-1

Нм

при ω₇ = 240, с^-1

Нм

при ω₈ = 280, с^-1

Нм

при ω₉ = 300, с^-1

Нм

при ω₁₀ = 340, с^-1

Нм

Таблиця 3.1 Розрахункові дані механічної характеристики робочої машини

S	0	0,133	0,267	0,4	0,533	0,667	0,73	0,8	0,933	1,0
ω, с-1	340	300	280	240	200	160	120	80	40	0
M, Нм	18,13	16,59	15,02	12,41	10,03	8,24	6,83	5,76	5,17	4,98

За розрахунковими даними слід побудувати криву М_с = f2 (ω) в тих же координатах, що і механічна характеристика електродвигуна М_дв = f1 (ω), і в тому ж масштабі.

Рисунок 3.2 Механічна характеристика робочої машини

Для визначення режиму роботи електродвигуна необхідно визначити сталу часу нагрівання Т_н, яка залежить від його потужності. Орієнтовно значення сталої часу нагрівання асинхронного електродвигуна потужністю 5,5 кВт приймаємо 25…30 хв.

Електропривод теплогенератора ТГ-2,5 працює в тривалому режимі роботи – S2. При даному тривалому режимі довгочасність роботи така велика, що температура електродвигуна досягає установленого значення і залишається сталою впродовж усього терміну роботи. За ГОСТами передбачаються такі тривалості робочого періоду: 15, 30, 60 і 90 хв.