Технологический процесс на птицефабрике

cosφ = 0.64; η = 0.64;  Кi= 4,5;  Мвн= 2,0 Нм;  М0= 0,36 Нм;

 

3.2 Расчет и выбор электродвигателя  скребкового навозоуборочного транспортера

 

Для уборки помёта из птичника нами выбран скребковый транспортер ТСН-3,0Б. Для выбора электродвигателя к этому транспортеру нужно произвести расчёт потребной мощности электродвигателя исходя из величины нагрузки. Транспортер кругового движения ТСН-3,0Б состоит из горизонтальных и наклонных частей. Горизонтальные транспортеры при помощи скребков, прикреплённых к цепям, перемещают помёт по специальным каналам к наклонным погрузочным транспортёрам для вывозки в места сбора и обеззараживания.

В процессе уборки помёта нагрузка на электродвигатель меняется? В момент включения горизонтального транспортера нагрузка максимальная, по мере работы движения скребков и удаления помета нагрузка уменьшается, т.к. сброс помёта из коробов батарей по мере работы становится все меньше и совсем прекращается. Продолжительность работы горизонтального транспортера     ТСН-3,0Б составляет в течение одной уборки [7]

где L - длина горизонтального транспортера, м ; L =180

V - скорость движения скребка, м/с; V=0,19 м/с

1,05 - коэффициент запаса

Продолжительность работы наклонного (погрузочного) транспорта принимается равной 1,5 мин.

Определение усилия транспортерной цепи на холостом ходу,

 Н [7]

Fх   = mцgly tт = 8.7×9.81×28×0.5 = 1195 Н,

где mц - масса 1 метра цепи со скребками; m = 8,7 кг/пм ; Lц - длина цепи,         

Lц =28 м;  g=9,81 м/сек2

fт- коэффициент трения тени по деревянному мостику; fт=0,5

Определение усилия (Н), заклинивания цепи со скребками от трения помета о дно канала при ее движении производится по формуле:

Fн=9.81mа tн=9.81×597.5×1.5=8792 Н,

где m - масса помёта убираемого в одну уборку, кг

tн - коэффициент трения помёта о дно канала, fн = 1,5

Определение массы помёта убираемого за одну уборку [7]

mн=n×z/6×N=51216/0,21×3=597,5 кг

где n - количество кур в птичнике n = 51216

z - выход помета из  одной птицы в сутки, кг -принимает

z = 0,21 кг [1,2]

N- количество уборок  помёта в сутки. N - количество  транспортеров на уборке помета, N=3

Усилие (Н), затрачиваемое электродвигателями на преодоление сопротивления трения навоза о боковые стенки канала при

Pв= 0,5 ×9,81 mn =0,5 X 9,81х 350 = 8800Н;

Fб= Рб× Fн=0.5 Fн=0.5×8800=4400Н,

Определение развиваемых усилий на преодоление сопротивления при заклинивании помёта между скребками и стенками канала.

Fб= F × /а=15×28/ =420Н,

где F1 = 15 Н - усилие затрачиваемое на преодоление сопротивления заклинивания приходящиеся на одни скребок

а - расстояние между скребками, м; а = 100 см = 1 м Общее максимальное усилие, необходимое для перемещения навоза в канале, когда загружен весь транспортер.

Fmax=Fx+Fn+Fб+F3=1195 + 8792+4400+420=14807 H,

 

Зная усилие и скорость движения скребков транспортера, можно вычислить величину потребной мощности электродвигателя для привода по формуле:

P= /103×η=14807×0,19 / 103×0,85=3.3кВт

где Vц - скорость движения цепи Vц= 0,19 м/с

η - кпд передачи; η = 0,85

Потребная мощность на холостом ходу определяется по формуле:

Px=

 

 

Определение механических характеристик скребкового транспорта.

Момент сопротивления на валу электродвигателя при максимальной

загрузке транспортера.

Мmax=Fmax×Vц/ω×ηn=14807×0.19/2π×0.95×(1400/60)×0.96=21,05 Нм

 

Момент сопротивления на валу электродвигателя в момент трогания транспортера.

М0 = 1,2 Мmах = 1,2 × 21,05 =25,26 Нм;

Определение потребного пускового момента

М ≥ = ;

Потребная мощность электродвигателя

Р=Рωη×28,87×2π

Из [9] для привода скребкового транспортера выбираем электродвигатель АИР100S4CУ2 Р=4,0 кВт  n = 1400 об/мин

Iн=6.7A; cos

Электродвигатели остальных механизмов рассчитываем аналогично и результаты расчётов и выбора электродвигателей сводим в таблицу 3.1

3.3. Расчет силовой сети

3.3.1.Расчет сечения и  выбор марки проводов

 

Одним из важнейших моментов при расчёте силовой сети является выбор сечения проводов и кабелей, а также определение их марок и типов изоляции, исходя из условий эксплуатации. [9.10] .

Выбор сечения проводов и кабелей прежде всего проводится по условию нагрева длительным расчётным током и проверятся по допустимой потере напряжения и по условию соответствия сечения провода по механической прочности. При выборе марки и сечения проводки необходимо соблюсти следующие условия [9,10]

     и    ,

где Iпр. - длительно допустимый ток проводника, А

Iдл. - длительный ток электроприёмника или участка электрической сети, А

Кп - коэффициент учитывающий условия прокладки

КЗ - кратность допустимого тока проводника по отношению к номинальному току или току срабатывания защитного аппарата.

I3 - номинальный ток или ток срабатывания защитного аппарата или устройства, А (Для предохранителей номинальный ток плавной выставки, а для автоматического выключателя с электромагнитны расцепителем - это номинальный ток электромагнитного расцепителя или для автомата с тепловым расцепителем - это номинальный ток теплового реле расцепителя).

Выполним расчёт силовой электрической сети для группы электродвигателей транспортеров кормораздаточных линий ТУУ-2А по таблице 3.1 = 2,78 А. Принимаем из [10]  Кз = 1,0

Предварительно выбираем провод с алюминиевыми зажимами в поливинилхлоридной герметичной оболочке типа АВРГ сечение согласно ПУЭ [10 ,11] 2,5 мм допускает длительный ток по проводнику 20 А,

 

т.е. все условия соблюдаются. Выбираем провод-кабель АВРГ длиной 25 м сечением 2, 57мм2 прокладываемый частично в трубе в полу, частично по стене.

Проверяем провод на допустимую потерю напряжения, либо, для внутренних проводок потеря напряжения не должна превышать 2,5 %

∆ U %,

где ∆U - потери напряжения на участке сети, %

ℓ - длина линии, м

С - коэффициент, зависящий от материала провода и напряжения сети, числа фаз С = 44

S - сечение выбранного кабеля, провода, мм

Pн - номинальная расчетная мощность, кВт

∆U

Окончательно выбранный кабель и по потере напряжения удовлетворяет условию. По данной схеме определяем сечение кабелей и проводов для подключения остальных нагрузок и результаты расчётов сводим в таблицу № 3.2

 

3.3.2. Выбор коммутационно-защитной  аппаратуры

3.3.2.1. Выбор предохранителей  для защиты групп токоприемников

В качестве примера выбора главных предохранителей произведём расчёт и выбор предохранителей для групп трубчатых электронагревателей электрокалариферной установки типа СФОЦ - 25. При выборе плавких предохранителей номинальный ток плавкой вставки предохранителя должен удовлетворять следующему условию [10]

 

Iвст дл,

 

где Iвст- номинальный ток плавкой вставки предохранителя, А

Iдл- длительный рабочий ток электроприёмника или защищаемой линии к группе токоприёмников, А

Для электродвигателя электрокалориферной установки.

Iвст = ,

где Iн - номинальный ток электродвигателя, А

Кi - кратность повышения пускового тока против номинального, А

α- коэффициент, характеризующий условия пуска электродвигателя поскольку электродвигатель электрокалориферной установки относится к двигателям работающим в нормальных условиях, то α = 2,5

Выбираем плавкую вставку для электронагревательной части установки , т.к. по таблице Iдл = 34,2 А, то выбираем плавкую вставку на ток Iвст = 4 0 А к предохранителю типа ПН-2-60.

Произведём расчёт потребного тока плавкой вставки для электродвигателя :

Iвст = =7.2 А    Iвст дл , согласно таблице

 

Iдл =3.6 А     7.2 А 3.6 А, поэтому выбираем Iвст =10 А          [9.10

К предохранителю типа ПРС -20-П [ 9]

Для остального оборудования выбор плавких предохранителей производится аналогично.

 

3.3.2.2. Выбор автоматического  выключателя к электродвигателю  скребкового транспортера уборки  помета ТСН – 3,0 Б

 

Выбор автоматического выключателя производится по номинальному напряжению, номинального тока автомата, номинальному току расцепителя, току срабатывания расцепителя и предельному току отключения. При выборе автоматического выключателя необходимо соблюсти следующие условия:

Uн авт ;   Iн авт Iдл;   Iн рац Iдл

Iср расц 1.25  Iдл ; Iср эмр Iдл ,

где Uн авт Uс - номинальное напряжение автомата и сети, В

Iн авт - номинальный ток, на который рассчитан автоматический выключатель, А

Iдл - длительный ток нагрузки, А

Iср расц - ток срабатывания расцепителя автомата, А

Iн расц - номинальный ток расцепителя автомата, А

Iср эмр - ток срабатывания электромагнитного расцепителя

автомататического выключателя,А

Определение длительного тока электродвигателя АИР101ЗУУ2 производится по формуле при коэффициенте загрузки Кз = 0,9

Iдл  =

Из таблицы 5.3 [9] выбираем автоматический выключатель типа АЕ-200 с учётом номинального тока нагрузки Iн = 6,7 А, выбираем автомат первой величины на I н авт = 10 А, с комбинированым трехполосным расцепителем

(I н расц =8 А) без блока контактов и дополнительных расцепителей.

Окончательно, маркировка автомата следующая:

АЕ – 2016 – 10 [9,10]

Определим, выполняются ли все условия:

Uн авт  =  380 В         Uc  =  380,    т. е.   380 В  =  380 В

Iн авт  = 10 А,     Iнрас =  6.7 А,     10 А > 6,7 А

            Iн расц         Iрас = 8 А          Iдл = 6 А  т.е. 8 А > 6 А

Определим ток срабатывания расцепителя теплового, А

Uмп  > Uс ,  Рмп ≥ Pн эд       Iтрп ≥ Iдл

 

3.3.2.3. Выбор пускателя  к электродвигателю универсального транспортера ТУУ-2А

Для выбора пускателя к электродвигателю нужно соблюсти следующие условия:

Uнп Uс ,  Рмп ≥ Pн эд       Iтрп ≥ Iдл

где Uнп - номинальное напряжение пускателя, В

Uс - номинальное напряжение сети, В

Рмп - максимальная мощность нагрузки, которой управляет

пускатель, кВт

Рн эд - максимальная мощность нагрузки (электродвигателя) кВт

Iт рп- номинальный ток теплового расцепителя пускателя, А

Iдл - длительный ток электродвигателя,А

Определение длительного расчётного тока электродвигателя АИР80ВУСУ1 при загрузке электродвигателя К = 0,8.

Iдл  =

Из таблицы 5.1 [9] выбираем магнитный пускатель ПМЕ-122

4     Iтрп ≥ Iдл       4А

Рнп   = 4 кВт        Uнп  = 380 В,     I трн = 4 А

Таким образом, выбранный нами магнитный пускатель ПМЕ-122 удовлетворяет всем условия.

Для остального оборудования пускатели выбираем аналогично.

Список коммутационно-защитной аппаратуры представлен в таблице 3.3

3.3.3 . Выбор распределительных  устройств электросиловой сети

Для перераспределения электрической энергии по разным линиям, защиты линий от перегрузок и токов короткого замыкания в сетях трёхфазного тока напряжения 380/220В используют распределительные шкафы ЩР-11, ПР-11, распределительные пункты ПР - 41, РУС - Е и др. [12]

Распределительные шкафы серий ЩР - 11, ПР - 11допускается эксплуатировать при температурах  ± 45  0С  и относительно влажности воздуха не более 80%. Шкафы изготавливают с вводными автоматическими выключателями или с вводный зажимами на напряжение 380 или 500 В. В корпусе устанавливается шасси с набором автоматичеких выключателей серий АЕ или В 3700, отличающихся повышенной коммутационной способностью, и возможностью селективной защиты.

Пункты распределительные ПР41 предназначены для распределения энергии, защиты при перегрузках и токах короткого замыкания грунтовых линий с глухозаземлённой нейтралью.

Зная потребляемый ток группами электродвигателей (см.таблицу 3.1) и других нагрузок выбираем стандартный распределительный шкаф ЩР 11-73509-2243  с числом фазных групп и номинальным током предохранителей 40 А. Учитывая, что питание силовой сети птичника, а также освещения осуществляется от одного ввода (в виду небольшой мощности электроприёмников в одном птичнике), поэтому исходя из данных типовых проектов находим расчётные мощности птичника. Зная же мощности силовой и осветительной сети, окончательно принимаем решение о выборе распределительного щита.

3.4 Расчет мощности на  вводе

 

Расчётную мощность на вводах в помещения определяют исходя из расчётной мощности электрических нагрузок находящихся в помещении. При определении величин расчётных электрических нагрузок обычно используют следующие методы: метод коэффициента одновременности, метод построения графика электрических нагрузок или метод упорядоченных нагрузок (эффективного числа электроприёмников) и другие [9,10].

Метод коэффициента одновременности принят в системе "Сельэнергопроекта" как основной и изложен в РУМ N 8 "Методика определения электрических нагрузок для расчёта электрических сетей сельскохозяйственного назначения".