Т.е. постоянный во времени момент сопротивления 0,85 Н·м оказывает такое же действие что и изменяющийся во времени реальный момент сопротивления при изменении скорости от 0 до 2500 об/мин. Из диаграммы механической характеристики (1) величине 0,85 Н·м соответствует скорость 350 об/мин (36,7 рад/с), тогда потеря мощности из-за момента сопротивления составит:

    Р_мс = M_пр · ω_пр = 0,85 · 36,7 = 31 Вт.

    Тогда мощность участвующая в разгоне 800 – 31 =769 Вт. При такой мощности требуемую энергию 1098 Дж двигатель сообщит за:

    t = 1098 / 769 = 1,43 с.

    Следовательно, при критическом времени разгона 15 с, полученная величена 1,43 с нас полностью удовлетворяет.

    

    Рис. № 4. Инерционная характеристика

    Аппаратура  управления и защиты

    Автоматизация вентиляционных установок

    Для автоматизации вентиляционных установок  наиболее целесообразно использовать разработанные комплекты оборудования типа «Климат». Управление вентиляционными установками осуществляется по какому-либо параметру воздуха (в нашем случае по влажности) в помещениях путем его замены. Это одновременно обеспечивает нормированные значения других параметров (с подогревом воздуха в зимнее время). Для вытяжной вентиляции типа «Климат», состоящее из регулируемых по подаче воздуха осевых вентиляторов (ВО) и станции управления. ВО комплектуются специальными 3-х фазными асинхронными электродвигателями с повышенным скольжением, например АОЛС2 или АОС2, и др. Для данных электродвигателей характерно изменение в широких пределах частоты вращения ротора под нагрузкой («мягкая механическая характеристика») при изменении подаваемого на статор напряжения от 70 до 380 В.

    Функциональная  зависимость подачи вентиляторов от напряжения практически нелинейная и устанавливается в процессе опытов. В комплект оборудования «Климат» может входить до 24-х вентиляторов. Тип и число осевых вентиляторов, устанавливаемых в одном помещении, определяют в процессе воздухообмена.

    Оборудование  типа «Климат» комплектуется устройствами автоматического регулирования напряжения на зажимах электродвигателей вентиляторов: контактной станцией управления типа ШАП или бесконтактной тиристорной типа МК-ВАУЗ.

    Контактная  станция ШАП дополнительно требует  специальный автотрансформатор, переключением ответвлений которого меняется напряжение на электродвигателях вентиляторов.

    Более надежная в работе тиристорная схема  регулирования напряжения представлена на рисунке №5.

    Бесконтактная тиристорная схема управления микроклиматом серии МК-ВАУЗ/у-5000 обеспечивает автоматическое бесконтактное регулирование угловой скорости вытяжного вентилятора, изменением напряжения на двигателе от 80 до 340 В. Требуемая температура, влажность или загазованность по углекислому газу устанавливается задатчиком ЗДТ, ЗДВ или ЗДУ, соответственно. Датчик температуры ВТ применен типа ТСМ-5071, – влажности ВВ типа S , – углекислоты ВУ типа SCO₂. Возможно применение датчиков загазованности по аммиаку типа SNH₃. Для вертикально-фазового управления тиристорами изменяют напряжение смещения блокинг-генераторов, выполненных на двух германиевых транзисторах. В силовом блоке шесть тиристоров VS1…VS6 на 40 А шестого класса по обратному напряжению. Тиристоры защищаются быстродействующими предохранителями FU1…FU3 с плавкими вставками на 10 А. Ребристые радиаторы обеспечивают естественное охлаждение тиристоров. При увеличении температуры, влажности или загазованности по СО₂ в помещении выше заданной формируется сигнал с нагрузки усилителя демодулятора УД, который уменьшает напряжение смещения блокинг-генераторов, вследствие чего возрастает выходное напряжение и угловая скорость вентилятора. Уменьшение контролируемого параметра до заданной нормы вызывает сигнал с нагрузки усилителя-демодулятора, который повышает напряжение смещения блокинг-генераторов, поэтому снижается напряжение и угловая скорость вентилятора до базовых значений. Дальнейшие снижение контролируемого параметра приведет к еще меньшей угловой скорости вентилятора.

    Защита линии от токов короткого замыкания и перегрузки

    3-х  фазные потребители, защищаются  в основном автоматическими выключателями  (АВ). На сегодняшний день номенклатура  имеющихся на рынке АВ самых  разнообразных типов, марок, производителей  очень широка [Приложение №10]. Для защиты электропривода рассчитанной вентиляционной установки я применю АВ серии S230. Автоматические выключатели серии S230 предназначены для проведения тока в нормальном режиме и отключения тока при коротких замыканиях и перегрузках, а также для нечастых оперативных включениях и отключениях электрических цепей. Крепление на DIN-рейку. Технические характеристики: кол-во полюсов 4; номинальное напряжение 230/400В, 50Гц; номинальный ток расцепителей (In) 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63A; тип расцепителя тепловой и электромагнитный; тепловой расцепитель 1,13-1,45 Iн; электромагнитный расцепитель 5-10Iн (кривая отключения характеристика "С"); предельная коммутационная способность 4,5кА; габариты 70х85х74; вес 500гр.

    Рассчитаем  и выберем для потребителя  требуемый провод и аппарат защиты.

    Расчетный ток:

    I_р.=

 =   = 1,41 А. 

    Номинальный ток автоматического выключателя:

    К_з — коэффициент защиты принимаемый 1,1-1,05

    I_{ном АВ} ≥ К_з·I_{р. max}=1,1·1,41=1,6 А.

    Выбираем  АВ S234R ― 2 А.

    Определим расчетный ток проводки:

    К_св — коэф. связи принимаем равным 1,25 (регулировка уставки отсутствует, помещение взрывоопасное) [Приложение №11]

    I_{расч. пр.} ≥ I_{ном АВ}·К_св=1,6·1,25=2 А.

    Выберем сечение, материал, способ кладки провода [Приложение №12]:

    Применим  медный 4-х жильный провод с поливинилхлоридной изоляцией марки ВВГ, t_допуст=70^о С, Удельное сопротивление (20 ^о С) ρ=0,01724 Ом·мм²/м.

    Определим сечение токоведущей жилы по допустимому  нагреву, учтя прокладку провода в трубе, учтя что исходя из механической прочности прокладка медного провода сечением менее 1 мм² недопустима [Приложение №12]:

    S=1 мм²,  I_доп=15 А,

    тогда окончательно принимаем провод ВВГ 4x1.

    Проверка  аппаратуры защиты на надежность срабатывания:

    Условие надежного срабатывания:

    

≥ n_кз доп,

    n_кз доп — кратность тока КЗ [Приложение №13], т. к. защита выполнена АВ и помещение приравнивается к взрывоопасному, то n_кз доп = 6.

    Ток КЗ:  

= ,  где

      — сопротивление обмотки трансформатора [Приложение №15] (400 кВА, «звезда-звезда с нулем») равно R_т=0,00356 Ом, Х_т=0,01068 Ом, =0,01126 Ом;

     — сопротивление подводящей линии [Приложение №14] (А70, 220 м) равно Z_пл=0,27568 Ом;

     — сопротивление внутренней проводки составит gри максимальной длине линии 60 м (L=60 м)

    

≈ =  = 2.1 Ом.

    Тогда     = = 143 А.

    n_кз=

=71 ≥ n_кз доп = 6 — выполняется.

    Выбранный АВ надежно защитит линию от перегрузки и токов КЗ.

    Для монтажа АВ S234R С2 выбираем пункт  распределительный — ПР11А-3067-54У1. Пункты распределительные серии ПР 11А предназначены для распределения электроэнергии, защиты электрических установок напряжением до 660 В переменного тока частотой 50 и 60 Гц при перегрузках и коротких замыканиях, а также для нечастых (до 3-х включений в час) оперативных коммутаций электрических цепей и прямых пусков асинхронных двигателей. 

 

Приложения

Приложение  №1

Количество  теплоты, углекислоты  и  водяных  паров,  выделяемых животными

Приложение  №2

Характеристика  среды внутри животноводческих помещений