Реконструкция системы электрификации птичника АО «Бент» Илийского района Алматинской области с разработкой автоматизации процесса убор

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 6.1

Технические данные электроприемников

№ по	Тип	ном. мощн. кВт	ном.  ток, А	наименование оборудование
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19   20 21	D100L6П D100L6П        D100L6П        D100L6П        D100L6П        D100L6П        D100L6П        D100L6П        D100L6П        D100L6П        D100L6П        D100L6П        D100L6П        D100L6П        D100L6П        D100L6П АО2-62-8/6/4У3 АО2-62-8/6/4У3 АО2-62-8/6/4У3     АО2-62-8/6/4У3 АО2-62-8/6/4У3	1,1       1,1       1,1       1,1       1,1       1,1       1,1       1,1       1,1       1,1       1,1       1,1       1,1       1,1       1,1       1,1       4,6       4,6       3,0       0,6+0,6    0,6+0,6	3,2     3,2     3,2     3,2     3,2     3,2     3,2     3,2     3,2     3,2     3,2     3,2     3,2     3,2     3,2     3,2     12,6     12,6     55,5         3,2     3,2	Вентсистема В8 Вентсистема В7 Вентсистема В6 Вентсистема В5 Вентсистема В4 Вентсистема В3 Вентсистема В2 Вентсистема В1 Вентсистема В9 Вентсистема В10 Вентсистема В11 Вентсистема В12 Вентсистема В13 Вентсистема В14 Вентсистема В15 Вентсистема В16 Приточная система П1 Приточная система П2 Передвижной компрессор ПКС-35 Клеточные батареи ЭБ5 Клеточные батареи ЭБ6

 

 

            7 ВЫБОР И РАСЧЕТ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПОМЕТОУБОРОЧНОГО ТРАНСПОРТЕРА

 

           Исходные данные:

Н = 14320 голов – количество птиц в помещении;

L_г = 132 – длина цепи горизонтального транспортера;

Z = 4 – количество уборки в сутки;

х_г = 0,14 м/с – скорость движения транспортерной цепи горизонтального транспортера;

t_ш = 0,46 м – шаг скребков;

в_ц.к = 0,5 – коэффициент трения транспортерной цепи пометоуборочного канала;

f_ц.к = 0,3 – коэффициент трения транспортерной цепи одного желоба;

f_п.к =0,96 – коэффициент трения помета об дно и стенки пометного канала;

f_п.ж = 0,99 – коэффициент трения помета об дно и стенки пометного желоба;

с_зак. = 15 Н – сопротивление движения помета, связанное с заклиниванием его между скребками и стенками канала или желоба, приходящийся на один скребок;

m_ц = 8 кг – масса скребковой цепи длиной 1 м погонный метр.

Принимаем , что давление помета на боковые стенки канала или  желоба равно половине его веса. За одну уборку цепь горизонтального транспортера должно сделать 1,05 полного оборота.

 

           7.1 Выбор электродвигателя горизонтального транспортера

 В процессе уборки помета нагрузка на валу горизонтального транспортера не остается постоянной. Вначале уборки момент сопротивления максимальный, по мере движения транспортерной цепи количество перемещаемого помета уменьшается, и в конце периода уборки значение нагрузки определяется моментом сопротивления холостого хода.

Определяем усилие в  транспортерной цепи при работе на холостом ходе [I, 16]

F_х.г =9081 × m_ц × L_г × f_ц.к = 9,81× 6 × 205 × 0,5 = 6033 Н

Находим добавочное усилие при работе транспортера под нагрузкой

F_1т = 9,81 × m_н.т × f_н.к, Н

m_р =  Н_г × q_п / z, кг

где  m_н.т – масса помета в канале, приходящийся на одну уборку;

Н_г = 4773 гол. – количество голов птиц, приходящийся на один транспортер;

q_п = 0,1714 кг – масса суточного выхода помета от одной птицы.

m_н.т = 4773 × 0,1714 / 4 = 204,5 кг

F_1т = 9,81 × 205 × 0,96 = 1931 Н, в канале приходящийся на одну уборку.

Сила трения помета о боковые стенки канала [М.У.]

F_2г =  P_загр.×f_н.к ,

где  P_загр. = 0,5 × 9,81 × m_н.т – давление помета на боковые стенки канала [М.У.],  

P_загр. = 0,5 × 9,81 × 205 = 1006 Н,

F_2т = 1006 × 0,96 = 966 Н

Усилие сопротивления  цепи при заклинивании помета между скребками и стенками канала.

F_3т = ( L_т / t_ц ) × P_зак  = ( 132 / 0,46 ) × 15 = 4304 Н

Нагрузочная диаграмма  двигателя горизонтального транспортера без учета периода пуска приведена на рисунке 7.1.

Рисунок 7.1  Нагрузочная диаграмма двигателя горизонтального транспортера без учета периода пуска

 

При пуске приводного двигателя, необходимо несколько его  оборотов (в течении долей секунд) для выведения зазоров в редукторе  и натяжение звеньев, чтобы двигатель  перешел на рабочую часть механической характеристики и воспринял максимальную нагрузку работал на ней. Следовательно, пуск двигателя осуществляется на холостом ходу, по условиям пуска и электроприводу особых требований не предъявляется. Предварительный выбор мощности двигателя проводим для кратковременного режима нагрузки.

Эквивалентный момент и  мощность за период одной уборки помета определяем без учета условий  пуска двигателя.

М_экв.т = √ ( М²_х.т + М_х.т)×( М_мак.т + М²_мак.т) / 3, Н.м

М_экв.т = √ (6,27² +6,27) × (13,8 + 13,8²) / 3 = 10,3 Нм

 

Р_экв.т = М_экв.т × щ_дв = 10,3 × 148,6 = 1,531 кВт,

здесь щ_дв = 148,6 рад/сек.

Предварительно выбираем двигатель типа 4А90L4Су1 сельскохозяйственного  исполнения с Р_н = 2,20 кВт; n_н = 1500 об/мин и постоянная  время нагрева Т_н =35 минут.

Определяем коэффициент  термической перегрузки [л.16]

                     -t_рт /т_н                   -16,5 / 35

д_т = 1 / 1 - ℮            = 1 / 1 - ℮           = 2,66

Вычисляем коэффициент  механической перегрузки:

д_м = √ (б + 1) × (д_т – б) ,  где б = 0,5 – коэффициент потерь [л.2], 

д_м = √(0,5 + 1) × (2,66 – 0,5) = 1,87

Мощность двигателя

Р_дв =Р_экв / д_м =1,531 / 1,87 = 0,819 кВт;

По  Р_дв = 0,819 кВт и щ_дв =148,6 рад/сек.

Выбираем двигатель продолжительного режима работы типа 4А80А4СУ1 сельскохозяйственного исполнения [л.14] с Р_н = 1,10 кВт;  n_н = 1500 об/мин.;

к = 2,2;  I_н = 2,75 А.

Проверяем выбранный  двигатель на перегрузочную способность  по условию М_мак ≥ М_мак.т ,

Максимальный момент двигателя 

М_мах = М_н × к_м ,Нм;

где: М_н = Р_н × 10³ / щ_н , Нм ;

w_н = р × n_н / 30 , рад/сек. – номинальная скорость двигателя.   

w_н = 3,14 × 1000 / 30 = 157 рад/сек.,  

М_н = 1,10 × 10³ / 157 = 7,01 Нм

М_мах = М_н × к_м = 7,01 × 2,2 = 15,4 Нм,   

 так как М_мах = 15,4 НМ > М_мах.т = 13,8 Нм

двигатель типа 4А80А4СУ1 удовлетворяет  требуемым условиям работы горизонтального транспортера.

Аналогично выбираем электродвигатель наклонного транспортера марки 4А71В4СУ1,

Р_н  = 0,75 кВт; n_н = 1500 об/мин.; к = 2,2;  I_н = 2,16 А.

          

          7.2 Выбор пуско-защитной аппаратуры для двигателей транспортеров

Для двигателя горизонтального транспортера с Р_н = 1,10 кВт;  І_н = 2,75 А. выбираем магнитный пускатель ПМЕ-122 нереверсивный, с тепловым реле типа ТРН-10 защищенного исполнения, напряжением 380 В. Номинальным током І_н = 10 А и наибольшей мощностью двигателя – 10 кВт. Номинальный ток уставки теплового расцепителя найдем как І_н.рас. = 1,25 × І_н , А

І_н.расц. = 1,25 × 2,75 = 3,44 А, следовательно, выбираем нагревательный элемент теплового реле І_н.э. = 5 А.  Для двигателя наклонного транспортера с Р_н  = 0,75 кВт;

  І_н = 2,16 А и наибольшая мощность двигателя 1,1 кВт так как

І_н.рас. = 1,25 × І_н , А;  І_н.рас. = 1,25 × 2,16 = 2,7 А.

Выбираем нагревательный элемент теплового реле с І_н.рас. = 3,2 А.

Выбираем автоматический выключатель. Суммарный рабочий  ток электродвигателя:

Σ І_р =  І_р.гор. + І_р.нак. ,А

где: І_р.гор. и І_р.нак – эквивалентные токи соответственно двигателей горизонтального и наклонного транспортеров, которые принимаем равными рабочим токам.

І_р.гор. = (С_экв. × 10³) / (√3 × U_н × η_р.гор. × cos j_р.гор.),А

І_р.нак. = (С_экв. × 10³) / (√3 × U_н × η_р.нак. × cos j_р.нак.),А

где  η_р.гор.  = 0,75 и   η_р.нак = 0,72; 

cos φ_р.гор. = 0,81 и cos φ_р.нак = 0,73 – соответственно КПД и коэффициент мощности двигателей горизонтального и наклонного транспортеров взятые из их рабочих характеристик.

І_р.гор. =(1,531 × 1000) / (√3 × 380 × 0,75 × 0,81) = 3,83 А;

І_р.нак = (0,15 1000) / (√3 × 380 × 0,73 × 0,72) = 0,416 А.

Получаем  Σ І_р = 3,83 + 0,416 = 4,25 А.

Ток отсечки электромагнитного  расцепителя 

І_{отс.расц.}≥ [ Σ І_р + (І_п.гор. – І_р.гор.)] ,

где І_п.гор.- пусковой ток двигателя горизонтального транспортера у которого он наибольший.

І_п.гор.= k_R  × I_н ,

где k_R = 5 – кратность пускового тока двигателя горизонтального транспортера при пуске на холостом ходу

І_п.гор.= 5 × 2,75 = 13,8 А,  из полученных данных можно найти ток отсечки

І_{отс.расц.}≥ 1,5 [4,25 + (13,8 – 3,83)] = 21,3 А.

По Σ І_р = 4,25 А принимаем автоматический выключатель ВА – 16 – 25 – 1И с номинальным током расцепителя І_расц =6,3 А.

Ток отсечки электромагнитного  расцепителя [л.21]

І_{отс.расц.} = 12 × І_расц. , А

І_{отс.расц.} = 12 × 6,3 = 75,6 А > 21,3 А, следовательно, он проходит по условию пуска двигателя.

 

8 АВТОМАТИЗАЦИЯ РАБОТЫ ВЕНТИЛЯЦИОННЫХ УСТАНОВОК

 

 Для вентиляции животноводческих и птицеводческих помещений используется оборудование «Климат-4», которое предусматривает регулирование подачи осевых вытяжных вентиляторов автоматически или вручную в зависимости от температуры воздуха внутри помещения. Подача вентиляторов регулируется ступенчато путем подачи одной из трех ступеней напряжения питания на зажимы электродвигателей и изменения числа подключенных вентиляторов. Вентиляторы разбиты на 3 группы. У трехфазного автотрансформатора предусмотрены отпайки на две ступени напряжения, обеспечивающие частоты вращения электродвигателей, соответствующие подаче вентиляторов 30 % и 60 % номинальных значений. Третья ступень 100 % подачи обеспечивается напряжением сети 380 В.

 Исследования показали, что применение автоматизированного  регулирования подачи вентиляторов  в птичнике по выращиванию  бройлеров позволяет улучшить  качество регулировании параметров микроклимата, увеличить среднесуточный прирост до 3,5 % и обеспечить экономию электроэнергии до 15 % по сравнению со ступенчатым регулированием.

Непрерывное изменение  параметров микроклимата внутри животноводческих, птицеводческих и других производственных помещений требует непрерывного контроля и управления установками микроклимата. Управлять вентиляционными установками экономично и удобнее при помощи датчиков и регуляторов, регулирующих соответствующие параметры микроклимата.

С 1985 г. взамен бесконтактной тиристорной системы управления микроклиматом МК-ВА-У3 начато серийного производства бесконтактного устройства «Климатика-1». Предназначенного для поддержания заданной температуры воздуха в производственных помещениях путем плавного изменения частоты  вращения асинхронных электродвигателей вытяжных вентиляторов. При помощи изменения напряжения на их зажимах, в зависимости от фактической и заданной температуры воздуха внутри помещения. Напряжения регулируют при помощи трехфазного тиристора регулятора напряжения, действующего по принципу фазового регулирования угла открытия тиристоров в зависимости от температуры воздуха в помещении.