книги из ГПНТБ / Электрооборудование и автоматизация сельскохозяйственных агрегатов и установок учеб. пособие

транспортера, подающего корнеплоды со склада в корнемойку (привод от двигателя Ml), корнемойки (двигатель М2), корнерезки (двигатель М3) и транспортера измельченного продукта (двигатель М4).

При нажатии на кнопку КнП включится магнитный пускатель Р4 и запустит двигатель М4 транспортера измельченного продукта. Реле времени РВЗ с выдержкой времени подаст напряжение на маг­ нитный пускатель РЗ, включающий двигатель М3 корнерезки и реле

- заов

Рис. 137. Схема управления электроприводом поточной линии под­ готовки сочных кормов (в кормоцехе ВНИИМЭСХ).

времени РВ2. Реле РВ2 с выдержкой времени замкнет цепь магнит­ ного пускателя Р2, включающего двигатель М2 корнемойки и реле времени РВ1, которое включит магнитный пускатель Р1. Запустится двигатель M l транспортера, подающего корнеплоды со склада, и по­ точная линия начнет переработку продукта. При 80%-ной загрузке приемного бункера измельченным кормом конечный выключатель КВ1 включит сигнальную лампу ЛС. При полной загрузке конечный выклю­ чатель КВ2 остановит всю линию. Завала линии продуктом не прои­ зойдет.

290

При аварийной остановке любого из двигателей (при перегрузке) двигатели машин, загружающих аварийную, будут остановлены.

м у к и . Он обеспечивает прием и измельчение зеленой травы, сушку ее в высокотемпературной барабанной сушилке с последующей транс­ портировкой массы сухой травы в дробилку и далее в мешкозашивоч­ ную машину. Производительность агрегата 400 кг/ч.

Агрегат имеет электропривод следующих механизмов: вентилятора топки — 7,5 кВт, вентилятора форсунки — 0,6 кВт, транспортера

11 12

Рис. 138. Технологическая схема агрегата АВМ-0,4:

подачи зеленой массы в сушилку и битера для разравнивания ее — 2,2 кВт, вращающегося сушильного барабана — 2,2 кВт, вентиля­ тора отвода сухой массы изхушильного барабана в большой циклон — 17 кВт, дозатора подачи массы в дробилку — 2,2 кВт, молотковой дробилки для измельчения сухой массы — 30 кВт, вентилятора отвода муки из дробилки в малый циклон — 5,5 кВт, дбзатора подачи муки из малого циклона в шнек, разделяющий муку по мешкам, — 0,6 кВт, шнека и мешкозашивочной машины — 0,5 кВт.

Управление электродвигателями агрегата осуществляется маг­ нитными пускателями от индивидуальных кнопочных станций. В схеме управления предусматривается защита двигателей от коротких замы­ каний и перегрузок и сигнализация аварийного отключения.

На рис. 139 показана схема управления электродвигателем молот­ ковой дробилки агрегата АВМ-0,4. Электродвигатель имеет номиналь­ ное напряжение Uu — 660/380 В и пускается путем автоматического переключения обмоток статора со «звезды» на «треугольник». После нажатия на кнопку КнП включаются магнитные пускатели Р1 и Р2, и двигатель начинает разгоняться на «звезде». Одновременно подается

Электропривод сепараторов имеет ряд специфических особен­ ностей. При работе сепараторов не требуется регулирования ско­ рости. В то же время отклонение рабочей скорости от расчетной приводит к ухудшению процесса разделения. Поэтому для привода сепаратора необходимо применять двигатели с жесткой механи­ ческой характеристикой. Наиболее рациональным является при­ вод сепаратора с асинхронным короткозамкнутым двигателем.

Теоретически механическая характеристика сепаратора описы­ вается уравнением параболы:

всплеск, появляющийся в начале разгона барабана. При неблагоприятных условиях величина этого

всплеска может быть настолько большой, что не исключена возмож­ ность пересечения механической характеристики сепаратора 2 с меха­ нической характеристикой асинхронного двигателя 3, которая при этих скоростях имеет провал. В этом случае возможна длительная работа сепаратора в районе резонанса, которая может привести к его механическому повреждению. Также недопустима работа сепаратора

врайоне второго или третьего резонанса, так как ухудшается ка­ чество разделения и наблюдается повышенный износ деталей.

Следующая особенность электропривода сепараторов заключается

втом, что рабочие скорости барабана весьма высоки (до 10 000 об/мин) и вследствие наличия повышающего редуктора приведенный к валу двигателя момент инерции барабана имеет значительную величину. Это обусловливает большую продолжительность пуска. Разгон сепа­ раторов производительностью 0,1—0,5 т/ч длится 100—180 с. Асин­ хронный двигатель, длительное время работая на пусковой части механической характеристики 3 (участок Ьс), перегревается и может

293

выйти из строя, поэтому при выборе мощности электродвигателя привода сепараторов основным режимом является пусковой.

Для снижения потерь в электродвигателе при пуске сепаратор соединяется с двигателем через центробежную фрикционную муфту скольжения. При такой конструкции электропривода за счет проскаль­ зывания полумуфт двигатель разгоняется до выхода на рабочую часть механической характеристики (участок ab) почти вхолостую и за короткий промежуток времени.

Помимо снижения потерь в двигателе фрикционная муфта обес­ печивает плавный разгон барабана сепаратора, снижает динамические нагрузки в передачах и исключает возможность длительной работы его в районе первого резонансного всплеска.

Пускать сепаратор необходимо вхолостую. Режим работы электро­ двигателя длительный, с постоянной мощностью на валу. Величина мощности может быть подсчитана по следующей формуле:

где с — опытный коэффициент, который учитывает мощность, идущую на сообщение кинетической энергии жидкости, поступающей в барабан (например, для сепаратора «Урал 6» с =1,5, а для сепаратора СПМФ-2000 с = 1,2).

Для сепараторов с производительностью до 3 т/ч при расчетах мощности можно принять М(> = 0,2 Н • м; а — 2 • 10_6 Н • м • с2.

Перспективным направлением в развитии электропривода сепа­ раторов следует считать замену центробежной муфты на электромаг­ нитную порошковую муфту, так как у центробежных муфт фрикцион­ ные колодки нередко «залипают» в начале пуска двигателя, и дальней­ ший разгон происходит как при прямом соединении валов двигателя и сепаратора. Это приводит к выходу двигателя из строя. Электро­ магнитные муфты свободны от такого недостатка и благодаря возмож­ ности регулирования момента позволяют настроить пуск на оптималь­ ный режим.

Одновременно ведутся работы по созданию высокоскоростного электропривода с высокочастотным (200—400 Гц) асинхронным электродвигателем, соединенным непосредственно с валом барабана. При этом снизятся резонансные всплески на механической характе­ ристике сепараторов вследствие отсутствия винтовой пары редуктора.

Электропривод в пастеризаторах, ведущих мгновенную пастери­ зацию (пастеризатор ОПД-1М), применяется для вращения вытесни­ тельного барабана, посредством которого создается прогреваемый паром тонкий слой молока (3—4 мм), и осуществляется движение молока в слое.

Потребная мощность на вращение барабана или мешалки скла­ дывается из мощности на преодоление сопротивления вращения бара­ бана или мешалки и на сообщение кинетической энергии выбрасывае­

294

мой из пастеризатора жидкости. Режим работы двигателя пастериза­ тора длительный, с неизменной нагрузкой на валу. Регулирование скорости вращения не требуется, поэтому привод пастеризаторов выполняется асинхронными короткозамкнутыми двигателями. Мощ­ ность электродвигателя пастеризатора ОПД-1М составляет 1,7 кВт.

Холодильные установки. Применяются для охлаждения свежевыдоенного молока, а также в процессе его обработки и переработки и являются неотъемлемой частью производственных линий молочной. ■ Электропривод в холодильной установке используется для привода фреонового компрессора (например, в установке ТОМ-2А).

Потребная мощность поршневого компрессора Р складывается из мощности, затрачиваемой внутри цилиндров на всасывание, сжа­ тие и нагнетание газа (индикаторная мощность Ри) и мощности Рп, затрачиваемой на механические потери:

Для привода компрессора используется асинхронный короткозамкнутый двигатель. При выборе мощности двигателя следует учи­ тывать следующее: нагрузочная диаграмма поршневого компрессора носит резко переменный характер, режим работы может быть длитель­ ным и повторно-кратковременным с большим числом включений в час в зависимости от режима работы холодильной установки и выбранной схемы ее управления.

Схема управления электроприводом наиболее распространенной холодильной установки МХУ-8с будет рассмотрена в разделе 27 части III.

19.5.ЭЛЕКТРОПРИВОД ТРАНСПОРТИРУЮЩИХ

ИПОДЪЕМНЫХ МАШИН

Т р а н с п о р т н ы е р а б о т ы в животноводстве составляют примерно 30—40% всего объема затрат труда на фермах. С помощью различных типов транспортеров осуществляется раздача кормов и уборка навоза на фермах, транспортирование кормов из мест склади­ рования в кормоцехи; в поточных линиях транспортерами осуществ­ ляется загрузка и разгрузка машин, выполняющих технологические операции.

Наибольшее распространение в сельском хозяйстве получили ленточные, скребковые, винтовые (шнеки) транспортеры и ковшовые элеваторы. Так как в подавляющем большинстве случаев транспор­ теры не требуют регулирования скорости, то электропривод этих машин выполняется асинхронными короткозамкнутыми двигателями закры­ того исполнения.

Ленточные транспортеры перемещают в горизонтальном и наклон­ ном направлениях сыпучие и легкие штучные грузы.

295

Скребковые транспортеры используются для перемещения корне­ плодов и других насыпных грузов, а также для удаления навоза из коровников.

Винтовые транспортеры (шнеки) перемещают сыпучие и мелкокус­ ковые материалы в горизонтальном, наклонном, а также в вертикаль­ ном направлениях.

Мощность электродвигателя ленточного, скребкового и винтового транспортеров можно определить по формуле:

nQ (h - f - кі)

(19-15)

367 и

где Q — производительность транспортера, т/ч;

п— коэффициент завышения мощности по условиям пуска (для ленточных — 1,4; скребковых — 1,8; винтовых — 1,1);

h — высота подъема материала транспортером, м;

I — горизонтальная проекция пути перемещения материала транс­ портером, м;

к— общий ѵкоэффициент сопротивления перемещению (можно принять для ленточных — 0,15; скребковых — 2,0; винтовых

при транспортировке зерна — 1,85); ц — к. п. д. транспортера (ц «0 ,8 ).

Ковшовые элеваторы (нории) предназначены для подъема сыпучих материалов по вертикали или с небольшим отклонением от нее.

Мощность электродвигателя для привода элеватора подсчитывается по формуле:

(длительным, повторно-кратковременным или кратковременным) в за­ висимости от целевого назначения транспортера в технологическом процессе. Поэтому окончательный выбор мощности электродвигателей следует выполнять по нагрузочным диаграммам, определяя эквива­ лентную мощность, с обязательной последующей проверкой двигателей в повторно-кратковременном и кратковременном режимах по перегру­ зочной способности.

П о д ъ е м н ы е м е х а н и з м ы применяются для выполнения целого ряда погрузочно-разгрузочных и монтажных работ.

В электроприводах подъемных механизмов различают д в а в и д а с т а т и ч е с к и х н а г р у з о к : реактивные — появляющиеся только при движении и всегда направленные против движения, и потен­ циальные — которые могут действовать в любой момент времени и

влюбом направлении (по направлению и против движения). Примером реактивных нагрузок является нагрузка, создаваемая силами трения

вмеханизмах (трение в подшипниках, трение тросов о направляющие ролики и т. д.), примером активных нагрузок может служить нагрузка, зависящая от веса груза.

296

Э л е к т р о п р и в о д п о д ъ е м н ы х м е х а н и з м о в конст­ руктивно выполняется таким образом, чтобы он мог воспринимать потенциальную нагрузку как при включенном, так и при остановленном электродвигателе. Поэтому в подъемных механизмах обязательно наличие тормозного устройства, сблокированного с электродвигателем. Конструктивно тормоза могут выполняться барабанными и дисковыми с приводом от электромагнита. При отключенном электродвигателе

Рис. 141. Кинемати­ ческая схема механиз­ ма подъема электротали (а) и электриче­ ская схема управления

электроталью (б).

под действием пружин тормозные колодки затормаживают вал электро­ двигателя, не давая опускаться грузу. Одновременно с включением электродвигателя подается напряжение на электромагнит тормоза, который преодолевает действие пружин и растормаживает вал электро­ двигателя.

На рис. 141 представлена кинематическая схема механизма подъема электротали (а) и электрическая схема управления электроприводом тали (б). Подъемный барабан 3 приводится во вращение двигателем 4 через редуктор 2. С приводным валом связаны диски электромагнит­ ного тормоза 1.

Катушки электромагнита тормоза ЭТ (рис. 141, б) включаются параллельно электродвигателю. Управление двигателями элекротали осуществляют реверсивными магнитными пускателями (см. раздел 18.5).

297

Движение подъемного устройства вверх ограничивается конечным выключателем В (рис. 141, б). Блокировка контакторов от одновремен­ ного включения осуществляется двухцепными кнопками, установлен­ ными на подвесной кнопочной станции, и размыкающими контактами магнитных пускателей. Для работы двигателя необходимо держать соответствующую кнопку в нажатом состоянии.

Мощность электродвигателя для привода механизма подъема опре­ деляется по формуле:

щественно повторно-кратковременный. Это необходимо учитывать при выборе типа и мощности элетродвигателя. В подъемных механизмах в основном применяются асинхронные короткозамкнутые двигатели серий АО, АОС и АОП. В подъемных устройствах большой мощности — асинхронные двигатели с фазным ротором серии АК и МТ.

19.6.ЭЛЕКТРОПРИВОД УСТАНОВОК ДЛЯ ВОДОСНАБЖЕНИЯ

ИОРОШЕНИЯ

На животноводческих фермах ежедневно расходуется большое количество воды на поение животных, приготовление кормов, мойку доильной аппаратуры, посуды и другие цели. Значительный расход воды требуется для ведения орошаемого земледелия.

Практика показала, что в хозяйствах, где не электромеханизировако водоснабжение, затраты труда на снабжение водрй могут до­ ходить до 30% от общих затрат труда. При этом стоимость одного кубометра воды достигает 2,5—3 руб. Электромеханизация и автомати­ зация водоснабжения снижают стоимость воды до 5—7 коп. за кубо­

298

метр, а окупается система водоснабжения обычно за первый год эксплу­ атации.

Выбор электродвигателя насосных установок. Для водоснабжения и орошения используются различные типы насосов, но наибольшее распространение получили центробежные насосы.

Мощность, необходимая для привода насоса, определяется по

где Q — производительность насоса, м3/с;

у— удельный вес воды, равный 9810, Н/м3;

Н— полный расчетный напор, м;

% — к. п. д. насоса (0,4 — 0,8);

т)2 — к. п. д. передачи (обычно центробежный насос соединяется непосредственно с электродвигателем через эластичную муф­ ту, к. п. д. которой можно принять 0,98—0,99).

Производительность насоса определяется по средним нормам водопотребления из следующего соотношения:

Нсв — свободный напор, обеспечивающий выход воды к потреби­ телю с определенной скоростью, м.

299