Электропривод вентиляционной установуи плодохранилища на 2000 тонн яблок, с разработкой автоматизированно системы электро привода

Содержание
Введение 2
1 Конструкция, принцип действия, назначение вентилятора. Сорта яблок и технологии хранения 4
1.1 Центробежные и осевые вентиляторы 4
1.2 Способы регулирования вентиляторных установок 6
1.3 Вентиляция плодохранилища 9
1.4 Сорта яблок в плодохранилище 13
1.5 Технологии хранения яблок 14
2 Требования, предъявляемые к электроприводу вентилятора 17
3 Примеры систем электропривода вентиляторов 21
электропривода. 21
3.1 Система Управляемый преобразователь –двигатель 22
3.2 Система Г – Д 25
3.3 Система ПЧ-АД 27
4 Обоснование выбора и преимущества частотного регулирования электродвигателя 32
5 Целесообразность модернизации электропривода вентилятора 37
6 Расчет электропривода вентиляторной установки 40
6.1 Выбор вентилятора 40
6.2Выбор двигателя 46
6.3 Расчетные параметры схемы замещения электродвигателя 47
6.4Механические характеристики вентилятора 49
6.5 Предельные характеристики разомкнутой системы преобразователь – двигатель 51
6.5.1 Естественная механическая характеристика двигателя 52
6.5.2 Механическая характеристика полной нагрузки на валу двигателя 52
6.5.3 Естественные электромеханические характеристики двигателя 53
6.5.4 Оценка достоверности расчетных характеристик двигателя 55
6.6 Разработка структуры системы регулирования скорости вращения вентилятора 56
6.6.1 Выбор преобразователя частоты 56
6.6.2 Выбор закона частотного регулирования 58
6.6.3 Описание функциональной схемы преобразователя частоты 59
6.6.4 Описание электрической принципиальной схемы преобразователя частоты 64
6.6.5 Схема электропривода вентилятора на базе преобразователя частоты 64
6.7 Расчет статистических характеристик системы преобразователь-двигатель при частотном регулировании 67
6.8 Механические характеристики системы частотный преобразователь-двигатель 67
6.9 Электромеханические характеристики системы частотный преобразователь-двигатель при законе регулирования 69
6.10 Определение области работы системы частотный преобразователь-двигатель 70
7 Электроснабжение вентиляторных установок предприятия 72
7.1 Расчет электрической нагрузки вентиляторной установки 72
7.2 Выбор числа и мощности цеховых трансформаторов 73
7.3 Схема электрической сети 73
7.4 Расчет токов нагрузки 74
7.5 Выбор сечения кабелей и проводов 76
7.5.1 Предварительный выбор аппаратов защиты 77
7.5.2 Выбор сечения кабелей и проводов по допустимому нагреву рабочим током 80
7.5.3 Проверка кабелей и проводов по допустимой потере напряжения 81
7.6 Расчет токов короткого замыкания 83
8 Схема ПЗА на базе контроллера SIMATICS7-300 87
Заключение 95
Список литературы 96

Введение
Актуальность.В последнее время наметилась устойчивая тенденция к применению частотно-регулируемых электроприводов. Это обстоятельство объясняется следующим. Использование регулируемых приводов позволяет значительно повысить комфортные показатели работы вентилятора в части ускорения. В свою очередь, обеспечиваемые частотно - регулируемым приводом плавные переходные процессы приводят к значительному снижению динамических нагрузок в элементах кинематической цепи привода, что позволяет повысить надежность и долговечность работы механического оборудования вентилятора, отпадает необходимость замены редуктора, канатоведущего барабана, тормозных колодок, электродвигателя и других элементов при модернизации вентиляторов.
Основной причиной широкого применения регулируемого привода является снижение энергопотребления при работе вентиляционной установки на 40-60%.
Применение частотно - регулируемых преобразователей позволяетиспользовать асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором общего назначения, а не специализированные асинхронные двигатели с фазнымротором. Маховый момент ротора таких двигателей в разы меньшеаналогичных вентиляторовых асинхронных двигателей с фазным ротором, астоимость их снижается в 3-4 раза по сравнению с вентиляторовыми двигателями,специальной серии.
Таким образом, экономический эффект от внедрения частотно-регулируемого электропривода складывается из экономииэлектроэнергиииснижения эксплуатационных затрат.
Для более точной оценки экономической и технологической эффективности внедрения частотно-регулируемого электропривода предлагается оснастить таким электроприводом один из вентиляторов и экспериментально замерить расход электроэнергии до и после внедрения, а также оценить динамические нагрузки, удобство в управлении и другие технические параметры вентилятора. Наиболее важное значение для успешного проведения этой работы имеет правильный выбор преобразователя частоты, как по его техническим параметрам, так и по маркетинговым соображениям, с учетом опыта использования преобразователей другими предприятиями.
Стоимость предлагаемого проекта состоит из стоимости нового электрооборудования (преобразователя частоты с тормозным резистором), стоимости работ по проектированию, монтажу, настройке и наладке электропривода вентилятора, проведения исследовательских работ по оценке его технико-экономических показателей и экономической эффективности.
Использование ПЧ дает следующие преимущества
- увеличенный диапазон регулирования скорости, что улучшает точность остановки
-более высокую точность поддержания скорости двигателя вентилятора, независимо от загрузки, обеспечивающую повышенную производительность и снижение времени,
- ограниченные пусковые токи двигателя, что уменьшает расход электроэнергии, снижает нагрев и увеличивает срок службы изоляции
- не требуется использование дополнительных маховиков, что также снижает расход электроэнергии и уменьшает нагрев
- снятие и наложение механического тормоза происходит при полностью остановленном роторе двигателя, что снижает износ колодок тормоза и повышает надежность его работ.
Цель работы произвести расчет модернизации электропривода вентиляционной установки плодохранилища на 2000 тонн яблок, с разработкой автоматизированно системы электропривода.
Задачи работы:
Произвести модернизацию электропривода вентилятора.
Необходимо выбрать асинхронный двигатель и частотный преобразователь.
Разработать схему автоматики.
Предмет исследования - электропривод вентиляционной установки.
Объект исследования – вентиляционная установка.

Заключение
В дипломной работе рассмотрена модернизация электропривода вентилятора.
Был выбран асинхронный двигатель 4А80и преобразователь частоты VLT 2800.
Схема автоматики и защиты ПАЗ реализована на контролере SIMATICS7-300
Электропривод вентилятора и рабочее место проходят по всем нормам и отвечают требованиям безопасности.
Использование ПЧ дает следующие преимущества:
- увеличенный диапазон регулирования скорости, что улучшает точность остановки
-более высокую точность поддержания скорости двигателя вентилятора, независимо от загрузки, обеспечивающую повышенную производительность и снижение времени,
- ограниченные пусковые токи двигателя, что уменьшает расход электроэнергии, снижает нагрев и увеличивает срок службы изоляции
- не требуется использование дополнительных маховиков, что также снижает расход электроэнергии и уменьшает нагрев
- снятие и наложение механического тормоза происходит при полностью остановленном роторе двигателя, что снижает износ колодок тормоза и повышает надежность его работ.
Таким образом, экономический эффект от внедрения частотно-регулируемого электропривода складывается из экономии электроэнергии и снижения эксплуатационных затрат.