Электрический привод • • • Мдв = Мс + Мдин, (1) где Мдв – момент развиваемый эл. двигателем; Мс – момент статических сопротив. рабочей машины; Мдин – динамический момент системы. Мдин = I∙ (2) где I = m∙ρ2 – момент инерции, кг∙м 2; m – масса, кг; ρ – радиус инерции, м ω= – угловая скорость вращения вала двигателя, ; n – скорость вращения вала электродвигателя, ; Мдв – Мс = I∙ (3)
Электрический привод • I = m∙ρ2 = . (4) • где GD 2 – маховой момент; G – вес; D – диаметр инерции; q- ускорение силы тяжести. • Мдв – Мс = • ∙ = Мдв – Мс = ∙ = ; (5) • М = f (n) Мс = М 0 + (Мсн – М 0)∙ • где Мс – момент сопротивления машины при скорости n; • М 0 – момент сопротивления трения в движущихся частях механизма при n = 0; • Мсн – момент сопротив. при номинальной скорости nн; • x – показатель степени, характеризующий изменение момента при изменении скорости.
Рис. 2. 1. Механические характеристики производственных механизмов.
Рис. 2. 2. Механические характеристики электродвигателей n = f (M) • 1 – абсолютно жесткая; 2 – жесткая; 3 – мягкая.
Рис. 2. 3. Естественная механическая характеристика асинхронного электродвигателя с к. з. ротором • nн – номинальное число оборотов; Мн – момент номинальный ; Мпуск – момент пусковой; Мmax – момент максимальный. • Мн = 975 , кгм • где Рн – номинальная мощность, к. Вт; • nн – номинальное число оборотов, об/мин. • • ηн - номинальный к. п. д. ; • Рприс - присоединенная мощность, к. Вт.
Рис. 2. 4. Скоростная характеристика асинхронного двигателя I 1, I 2 = f (n) • I – ток; n – число оборотов; S – скольжение; I 1 –ток статора; I 2 – ток ротора; I 1 П, I 2 П – пусковые токи статора и ротора; I 1 Н, I 2 Н – номинальные токи статора и ротора; Iо – ток холостого хода статора; nо –число оборотов холостого хода; nн – номинальное число оборотов; Sн – номинальное скольжение.
Рис. 2. 5. График совместной работы двигателя и производственного механизма • 1, 2 – механические характеристики производственного механизма; 3 – механическая характеристика электродвигателя (асинхронного).
Асинхронный двигатель трехфазного тока • М = с∙Ф∙I 2∙cos φ2, • где с – конструктивная постоянная; • Ф – магнитный поток; • I 2 – ток ротора; • φ2 – угол сдвига во времени между э. д. с. и током ротора. • n = nc∙(1 – S) = , • где nc = – синхронная скорость (скорость вращения магнитного поля статора); • S – скольжение (S = ; • f – частота; P – число пар полюсов.
Рис. 3. 1. Схемы соединений статорных обмоток электродвигателя • а – 1 пара полюсов; б – 2 пары полюсов.
Рис. 3. 2. Механическая характеристика асинхронного электродвигателя с меняющимся числом пар полюсов
Рис. 3. 3. Механические характеристики асинхронного электродвигателя с ведением дополнительного сопротивления в цепь ротора
Рис. 3. 4. Схема пуска асинхронного короткозамкнутого электродвигателя с переключением обмоток статора со звезды на треугольник
Рис. 3. 5. Схема пуска асинхронного короткозамкнутого электродвигателя с введением дополнительного сопротивления в цепь ротора • а – принципиальная схема; б – механическая характеристика.
Рис. 3. 6. Схема пуска электродвигателя с введением дополнительного сопротивления в цепь статора
Рис. 3. 7. График нагрева электродвигателей различной мощности (Р) при постоянной нагрузке (Мс) • t – температура; τ – время. • Мн = ; Iн = • где Мн – номинальный момент электродвигателя; • Мmax – максимальный момент, необходимый для привода в рабочих условиях; • λм – коэффициент перегрузки по моменту. .
Рис. 4. 1. Режимы работы электродвигателя • а – длительный; б – кратковременный; в – повторно-кратковременный: P – мощность; t – температура; τ – время; Pн – номинальная мощность; tок. ср – температура окружающей среды; τо – продолжительность остановки; τр – продолжительность работы. • ПВ = ∙ 100, %
Рис. 4. 2. График переменной токовой нагрузки электродвигателя • I – ток; τ – время; I 1, I 2, I 3, Iн – среднее значение токов в промежутках времени τ1, τ2, τ3, τн.
Эквивалентный ток или эквивалентная мощность • Iэкв =. • Pэкв = , • • • где РП = Кi Pн пусковая мощность, к. Вт; Кi – Iпуск/Iн – кратность пускового тока; Рр – мощность рабочего периода, к. Вт; τП – продолжительность пуска, с; τр – продолжительность рабочего периода, с. Iэкв ≤ Iн; Pэкв ≤ Pн выбираемого по каталогу электродвигателя. • Pн = Pэкв , • где Pэкв – эквивалентная мощность при ПВ 1; • Pн – номинальная мощность при ПВ 2.
Мощность двигателей • Pдв = • где Р – нагрузка исполнительного механизма, к. Вт; • ηмех – к. п. д. механизма; • ηпер – к. п. д. передачи. • Для вентилятора Pдв = • где Q – производительность вентилятора, м 3/с; • Н – развиваемый напор, мм вод. ст. ; • ηв – к. п. д. вентилятора; • Для насоса • где Q – производительность насоса, м 3/с; • Н – расчетная высота подачи, м; • γ – плотность жидкости, кг/м 3; • ηн – к. п. д. насоса; Pдв =
Мощность двигателей • Для подъемника Pдв = • где G – масса подъемника с грузом, кг; • v – скорость подъема, м/с; • ηпод – к. п. д. подъемника. • Для компрессора холодильной установки: • • • Pдв = , где G – масса циркулирующего хладагента, кг; Δiад – адиабатическая (при постоянном объеме) работа сжатия; ηад – к. п. д. адиабатического сжатия (ηад = 0, 70… 0, 75); ηмех – механический к. п. д. с учетом потерь в передаче (ηмех = 0, 90… 0, 95).
Рис. 5. 1. Типы контактов • а – рычажные; б – мостиковые; в – врубные; г – розеточные; д – роликовые; е – скользящие.
Рис. 5. 2. Мостиковые контакты • а – разомкнутый; б – замкнутый.
Рис. 5. 3. Гашение дуги посредством деионной решетки • 1 – неподвижный контакт; 2 – металлическая пластина; 3 – дугогасительная камера; 4 – электрическая дуга; 5 – подвижный контакт.
Рис. 5. 4. Конструктивная схема рубильника • 1 – рукоятка управления; 2 – клемма для присоединения электроприемника; 3 – неподвижный контакт; 4 – подвижный контакт (нож); 5 – неподвижный врубной контакт; 6 – клемма для присоединения к электрической сети; 7 – изоляционная плита; 8 – система рычагов.
Рис. 5. 5. Кулачковый переключатель ТПКП • а – конструктивная схема; б – принципиальная электрическая схема: 0, 1, 2, 3 – позиции переключателя; S – переключатель; R 1, R 2, R 3, R 4 – сопротивления (нагреватели).
Рис. 5. 6. Схема включения реостата • а – переменное сопротивление; б – потенциометрическое сопротивление.
Рис. 5. 7. Конструктивная схема кулачкового контроллера • 1 – подвижный мостиковый контакт; 2 – неподвижные контакты; 3 – кулачок; 4 – ось вращения; 5 – пружина; 6 – ролик; 7 – поворотный рычаг.
Рис. 5. 8. Двухпозиционная кнопка управления • 1 – корпус; 2 – кнопка; 3 – пружина; 4 – пружина; 5 – подвижный мостиковый контакт; 6 – неподвижный разомкнутый контакт; 7 – неподвижный замкнутый контакт.
Рис. 6. 1. Контактор • а – конструктивная схема; б – устройство узла Д; в – график распределения магнитных потоков: 1 – сердечник; 2 – катушка; 3 – короткозамкнутый виток; 4 – якорь; 5 – тяга; 6, 7 – неподвижная и подвижная части контактной группы; КМ 1, КМ 2 – клеммные щитки; Ф – магнитный поток; ω – угловая частота; τ – время. • kв = • где Uотп – напряжение отпадания якоря (при замкнутой магнитной системе), В; • Uвт – напряжение втягивания якоря (при разомкнутой магнитной системе), В.
Рис. 6. 2. Электрическая схема контактора • S 1 – кнопка «Стоп» ; S 2 – кнопка «Пуск» ; К – втягивающая катушка; К 1, К 2, К 3 – основные (силовые) контакты; БК – вспомогательный (блокирующий) контакт.
Рис. 6. 3. Схема включения тиристора • Rн – нагрузочное сопротивление; Rу – сопротивление цепи управления; – V 1 – тиристор; V 2 – диод; S – ключ
Рис. 6. 4. Однофазная силовая схема включения тиристоров • а – на двух тиристорах; б – на симметричном тиристоре (симисторе): Rн –– нагрузочное сопротивление; V 1, V 2 – тиристоры; V 3 – симистор.
Рис. 7. 1. Характеристики плавкой вставки • τ – время; I – ток; Iн – номинальный ток
Выбор предохранителей • Iпуск = 5 Iн. Iпуск = 0, 5∙ 5∙Iпл. вст. . • Iпуск – пусковой ток; Iн – номинальный ток; • Iпл. вст. – ток плавкой вставки. • • Iпл. вст = kодн + , • где kодн – коэффициент одновременности работы электрических приемников; • Iраб – рабочий ток одного приемника; • – пусковой ток двигателя, для которого он наибольший; • n – 1 – число приемников, без учета двигателя с наибольшим пусковым током.
Выбор предохранителей • Для осветительной нагрузки и электротепловых аппаратов • Iпл. вст = 1, 1. • Для однофазных приемников • Iраб = , • где Рн – номинальная мощность приемника (для осветительной сети и электротепловых аппаратов Рн = Pmax), Вт; • Uн – номинальное напряжение, В; • cоsφ – коэффициент мощности (для ламп накаливания и нагревателей с чисто активным сопротивлением cosφ = 1); • ηн – номинальный к. п. д. (ηн = 1). • Для трехфазных приемников Iраб = , • где kнер – коэффициент неравномерности нагрузки (для электрической плиты и двухкамерного шкафа kнер = 1, 2).
Рис. 7. 2. Принцип работы биметаллической пластины
Рис. 7. 3. Тепловое реле типа ТРН • а – кинематическая схема; б, в – время-токовая и защитная характеристики: 1 – кнопка возврата; 2 – эксцентрик; 3 – толкатель; 4 – нагревательный элемент; 5 – биметаллическая пластина; 6 – мостиковый контакт; 7, 8, 12 – пружины; 9 – рычаг; 10 – шток; 11 – защелка.
Рис. 7. 4. Принципиальная схема включения электродвигателя с помощью магнитного пускателя • ПВ – пакетный выключатель; ПП – плавкие предохранители; S 1 – кнопка «Стоп» ; S 2 – кнопка «Пуск» ; К – втягивающая катушка; К 1, К 2, К 3 – силовые контакты; БК – вспомогательный (блокирующий) контакт; 1 РТ, 2 РТ – нагревательные элементы теплового реле; РТ – контакт теплового реле.
Рис. 8. 1. Схема токового максимального (а) и теплового (б) расцепителей • 1 – пружина; 2 – контакт; 3 – защелка; 4 – толкатель; 5 – катушка; 6 – сердечник; 7 – биметаллическая пластина; 8 – нагревательная спираль.
Рис. 8. 2. Автоматические предохранители типа • а – АП 50 Б: 1 – рычаг возврата; 2 – поворотный рычаг; 3 – пружина; 4 – каретка; 5 – подвижный контакт; 6 – неподвижный контакт; 7 – регулятор тока; 8 – нагревательный элемент; 9 – биметаллическая пластина; 10 – рычаг; 11 – кулачок; 12 – коромысло; 13 – пластина; 14 – валик; 15 – катушка; б – ВА 47 -29: 1 – корпус; 2 – клемма для присоединения к электрической сети; 3 – дугогасительная решетка; 4 – подвижный контакт; 5 – упорограничитель; 6 – поворотный рычаг рукоятки; 7 – ручка; 8, 10 – пружина; 9 – поворотный рычаг расцепления; 11 – рычаг-защелка; 12 – клемма для присоединения электроприемника; 13 – биметаллический расцепитель; 14, 15 – соответственно якорь и катушка электромагнитного расцепителя; 16, 17 – рычаги; 18 – неподвижный контакт.
Выбор автоматических выключателей • Iн. т ≥ Iраб; Iн. э ≥ Iраб. • Iн. т , Iн. э – номинальный ток теплового и • электромагнитного расцепителей; • Iраб - рабочий ток. • Iн. т = Iраб/0, 85. Iср. э ≥ 1, 25 Iпуск. • Iср. э - ток срабатывания электромагнитного • расцепителя. • Iср. э ≥ 1, 25 kодн Iраб + I , • где kодн – коэффициент одновременности • включения приемников; • п – число приемников; • Iраб – рабочий ток приемника; • I – пусковой ток двигателя, у которого он • максимальный.
Рис. 8. 3. Трехфазное устройство защитного отключения • 1 – магнитопровод; 2 – вторичная обмотка; 3 – электромагнитная защелка; 4 – механизм расцепления; R – сопротивление; S 1 – кнопка включения.
Рис. 8. 4. Однофазное устройство защитного отключения • а – принципиальная двухпроводная схема; б – принципиальная трехпроводная схема: 1 – корпус электроприемника; 2 – тэн; 3 – магнитопровод; ШР – штекерный разъем; R – сопротивление; S – кнопка включения.
Условные обозначения в электрических схемах
Рис. 9. 1. Электрическая схема включения эл. двигателя с помощью магнитного пускателя • А, В, С – фазы; ПВ – пакетный выключатель; ПП – плавкие предохранители; S 1, S 2 – соответственно кнопки «Стоп» и «Пуск» ; К – катушка контактора; К 1, К 2, К 3 – силовые контакты контактора; БК – вспомогательный блокирующий контакт; 1 РТ, 2 РТ – нагревательные элементы теплового реле; РТ – контакт теплового реле; М – электродвилатель.
Рис. 9. 2. Схема включения эл. двигателя с помощью магнитного пускателя с двумя кнопочными станциями • S 1, S 2 – кнопки «Стоп» ; S 3, S 4 – кнопки «Пуск» ; КС 1, КС 2 – кнопочные станции.
Рис. 9. 3. Схема включения эл. двигателя с помощью реверсивного магнитного пускателя • 1 К, 2 К – катушки контакторов; 1 К 1, 1 К 2, 1 К 3, 2 К 1, 2 К 2, 2 К 3 – силовые контакты соответствующих контакторов; 1 К 4 и 2 К 4 – контакты электрической блокировки, исключающие возможность одновременного включения двух контакторов; 1 К 5, 2 К 5 – вспомогательные блокирующие контакты.
Рис. 9. 4. Электрическая схема включения двигателей конвейеров • В – автоматический выключатель; ПП 1, ПП 2, ПП 3 – плавкие предохранители; 1 К, 2 К, 3 К – контакторы; 1 РТ, 2 РТ, 3 РТ – тепловые реле; КС 1, КС 2, КС 3 – кнопки «Стоп» ; КП 1, КП 2, КП 3 – кнопки «Пуск» ; НК, НЗ – сигнальные лампы соответственно красные и зеленые; М 1, М 2, М 3 – электродвигатели.
Рис. 10. 1. Электрическая схема холодильного агрегата типа ФАК • В – контакт реле давления; S – двухполюсный выключатель типа тумблер
Рис. 10. 2. Электрическая схема холодильного агрегата типа ФАК
Рис. 10. 3. Электрическая схема герметичного агрегата ФГК • В – контакт реле температуры; М 1 – двигатель компрессора; М 2 – двигатель вентилятора.
Рис. 10. 4. Электрическая схема бытового холодильника • Л – осветительная лампа; S – дверной выключатель; В – контакт реле температуры; РО – рабочая обмотка; ПО – пусковая обмотка; К – пусковое реле.
Рис. 10. 5. Электрическая схема управления электроталью • АВ – автоматический выключатель; В 1, Н 1, В 2, Н 2 – контакторы; S 1, S 2 – кнопки «подъема» и «спуска» ; S 3, S 4 – кнопки «вперед» , «назад» ; Эм. Т – электромагнитный тормаз.
Рис. 10. 6. Электрическая схема подъемника с рычажным управлением • КП – контактор подъема; КС – контактор спуска; ВКВ, ВКН – выключатели конечные верхний и нижний; РП – рычажный переключатель; ВД – выключатель двери; ВП – выключатель пола; ВЛ – выключатель ловителя кобины; Вк – выключатель освещения кабины.
Рис. 10. 7. Электрическая схема грузового лифта с кнопочным управлением • В 1 – автоматический выключатель; ЛС 1, ЛС 2 – сигнальные лампы; ПР 1, ПР 2 – плавкие предохранители; КВ, КН – контакторы; Эм. Т – тормозной электромагнит; М – электродвигатель; 1 РТ, 2 РТ – нагревательные элементы тепловых реле; 1 РТ 1, 2 РТ 1 – контакты тепловых реле; ВКВ, ВКН – конечные выключатели (верхний, нижний); ПЭВ, ПЭН – этажный выключатель (верхний, нижний); ВДВ, ВДН – блокировочные контакты дверей шахты (верхний, нижний); ВЛ – контакт ловителя; Кн. СВ, Кн. СН – кнопки «Стоп» (верх, низ); Кн. В, Кн. Н – кнопки «Пуск» (верх, низ); В 2 – выключатель; Тр. П – трансфлрматор; ШР – штекерный разъем; Кн 1, Кн 2 – кнопки звонка (верх, низ); Зв. В, Зв. Н – звонки (верх, низ).
Рис. 11. 1. Электрическая схема определения начала и концов обмоток статора электродвигателя • I, III – обмотки статора; Н, К – соответственно начало и конец обмотки; Л – сигнальная лампа.
Рис. 11. 2. Определения неисправности в электрической схеме устройства для нагревания воды с помощью переносной лампы накаливания • ПВ – пакетный выключатель; ПП – плавкие предохранители; R 1, R 2, R 3 – тэны; Л – переносная лампа накаливания.
Рис. 11. 3. Схема индикаторной отвертки • а – на светодиоде; б – на неоновой лампе: Н 1 – светодиод; Н 2 – неоновая лампа; R – сопротивление.
Рис. 11. 4. Тестер • 1 – измерительный прибор; 2 – штекерный разъем; 3 – переключатель диапазонов; 4 – переключатель режимов работы; 5 – выключатель; 6 – щупы.
Рис. 11. 5. Схема измерения сопротивления спирали (а) и изоляции (б) тэна
Рис. 11. 6. Схема измерения сопротивления электродов люминесцентной лампы • 1 – щуп; 2 – люминесцентная лампа; 3 – тестер; 4 – провода.
Рис. 11. 7. Схема измерения тока утечки • 1 – корпус; 2 – изоляция; 3 – резистор (сопротивление); м. А – миллиамперметр.
Основные светотехнические величины • F – световой поток, люмен (лм); • I = - сила света, кандела (кд) или свеча (св); • ω – телесный угол в стерадианах; • Е = - освещенность в люксах (лк); • S – освещаемая поверхность, м 2; • R - светность или светимость в радлюксах (рлк); • В – яркость (кд/м 2). Рис. 12. 1. Телесный угол в один стерадиан
Рис. 12. 2. Схема включения лампы накаливания • А – фаза; N – нулевой провод; ПП – плавкий предохранитель; Вк – выключатель; П – патрон; Л – лампа. • γ= лм/Вт, • где γ – светоотдача лампы, лм/Вт; Fл - световой поток лампы, лм; • Pл – мощность лампы, Вт
Рис. 12. 3. Люминесцентная лампа • а – конструктивная схема; б – устройство биспирали: 1 – штекер; 2 – цоколь; 3 – диск из диэлектрического материала; 4 – спираль; 5 – люминофор; 6 – капля ртути; 7 – стеклянная трубка.
Рис. 12. 4. Спектральные характеристики • а – солнечного света; б – люминесцентной лампы; в – паров ртути.
Табл. 12. 1. Параметры выпускающихся в РФ люминесцентных ламп
Рис. 12. 5. Маркировка люминесцентных ламп.
Рис. 13. 1. Схема включения люминесцентной лампы • а – принципиальная схема: Ст – стартер; С 1, С 2 – конденсаторы; Л – люминесцентная лампа; Др – дроссель; R – резистор; б – конструкция стартера: 1 –стеклянная колба; 2 – биметаллическая пластина; 3 – электрод; 4 – диэлектрический (текстолитовый) диск; 5 – контактный штекер.
Рис. 13. 2. Частота вращения, при которой диск кажется неподвижным
Рис. 13. 3. Двухламповая схема включения люминесцентных ламп • Др1, Др2 – дроссели; Др3 – пусковой дроссель; Л 1, Л 2 – люминесцентные лампы; Ст1, Ст2 – стартеры; С 1, С 2, С 3 – конденсаторы; R – резистор.
Рис. 13. 4. Зависимость напряжения на лампах от времени и периоды их горения
Рис. 13. 5. Компактные люминесцентные энергосберегающие лампы • а – с U-образной колбой; б – с колбой в виде спирали: 1 – колба; 2 – электронный блок; 3 – цоколь.
Рис. 13. 6. Устройство люминесцентной энергосберегающей лампы 1 – колба; 2 – печатная плата с деталями; 3 – цоколь.
Рис. 13. 7 Светодиодные лампы • а, б – цокольные; в – трубчатые.
Рис. 14. 1. Кривые равной силы света для светильников симметричного светораспределения • I = f (α), • где I – сила света в данном направлении; • α – угол между осью симметрии и данным направлением.
Рис. 14. 2. Схема зависимости оптимального расстояния между светильниками (Lо) от их высоты подвески (h) над освещаемой поверхностью • k = Lо/h - наивыгоднейшее отношение оптимального пролета к расчетной высоте. • - к. п. д. светильника; • Fсв – световой поток • светильника; • Fл - световой поток • испускаемый лампой.
Рис. 15. 1. Расположение светильников по высоте помещения
• Расчет освещения методом коэффициента использования h = H – hс – hр, • где h – расчетная высота, м; Н – высота помещения, м; hс –свес, т. е. расстояние от потолка до нити ламы (у люминесцентной лампы – до оси трубки), м; hр – высота рабочей поверхности (стола, плиты и т. п. ), обычно равна 0, 8 м. • hс = 0, 2 hо, • где hо – расстояние от рабочей поверхности до потолка, м. • Lo = k·h, • где Lo – оптимальный пролет между светильниками, м; h – расчетная высота, м; k – наивыгоднейшее отношение оптимального пролета к расчетной высоте. • n. А = А/ Lo; n. Б = Б/ Lo. • Принимаем целое число рядов. Соответственно • LА = А/n. А; LБ = Б/n. Б. • Число мест установки светильников Nc определяется числом точек пересечения рядов светильников • Nc = n. A∙n. Б. • Z = Еср/ Е, • где Z - коэффициент неравномерности освещения; Еср - средняя освещенность; Е – нормированная освещенность.
Расчет освещения методом коэффициента использования где i - индекс помещения; S – площадь помещения, м 2; А, Б – соответственно длина и ширина помещения, м; h – расчетная высота помещения, м. Для люминесцентных ламп где n - число ламп в помещении; Е – минимальная нормированная освещенность, лк; S – площадь освещаемого помещения, м 2; К – коэффициент запаса, учитывающий запыленность и старение ламп и светильников; Z – коэффициент, учитывающий неравномерность освещенности; и – коэффициент использования светового потока осветительной установки; Fл – световой поток выбранной лампы, лм. п 1 = n/Nc. п 1 – число ламп в одном месте их установки; Робщ = пф∙Рл, Вт; ωф = Робщ/S, Вт/м 2 Для ламп накаливания Допускается отклонение Fл выбираемой лампы до – 10 и +20%.
Расчет освещения методом удельной мощности • Pр = ωр∙S, Вт, • где Pр - общая расчетная мощность ламп; ωр – расчетная удельная мощность, Вт/м 2; S – площадь помещения, м 2. • Для люминесцентных ламп • п = Рр/Рл, • где Рл – мощность одной лампы, Вт. • Зная число светильников Nc и общее число ламп п, определяют число ламп в одном светильнике п 1 • п 1 = п/Nc. • Робщ = пф∙Рл • ωф = Робщ/S • Для ламп накаливания • Рл = Pр/Nc. • Робщ = Рл Nc. • ωф = Робщ/S • При этом ωф не должна отличаться от расчетной более чем на 20 % и менее чем на 10 %.
Рис. 16. 1 Планировка электрического освещения помещений
Рис. 16. 2. Схема питающих сетей • а – радиальная; б – магистральная; в – смешанная.
Рис. 16. 3. Схема включения электросчетчика • а – непосредственно; б – через трансформаторы тока: Сч1, Сч2 – счетчики; ТТ 1, ТТ 2 – трансформаторы тока.
Определение расчетной мощности предприятия • Рприс = , • где Pприс - присоединенная мощность; Pн - номинальная • мощность; • ηн - номинальный к. п. д. • Ррасч = Рприс∙kз , • где Ррасч – расчетная мощность; kз – коэффициент загрузки. • kс = , • где kс - коэффициент спроса. • По коэффициенту спроса Ррасч = Рприс∙kс • По удельному потреблению Ррасч = , • где ао – удельный расход электроэнергии на единицу производимой продукции например, на одно условное блюдо (к. Вт∙ч/усл. бл. ); • N – годовое число условных блюд (усл. бл. ); • Тмн – годовое число часов использования максимальной нагрузки (ч).
Рис. 16. 4. Годовой график нагрузки • Рм – максимальная мощность; Рс – среднегодовая мощность; Тг – годовое число часов; Тмн - число часов использования максимума нагрузки. • Аг = Рс·Тг ; Аг = Рм·Тмн
Рис. 17. 1. Суточный расход электроэнергии
Годовое потребление электроэнергии • Нагрузка освещения • = 0, 63· ·N∙ 1, 04, к. Вт·ч, • где 0, 63 – коэффициент пересчета суточного потребления электроэнергии для самого короткого зимнего дня в среднесуточное; N – число рабочих дней в году (353 – при одном санитарном дне в месяц); 1, 04 – коэффициент, учитывающий потери электроэнергии в проводах. • Нагрузка силовым оборудованием • Рср = Рприс·К 3·Ки , • где К 3 – коэффициент загрузки; Ки – коэффициент использования. • Асут = Рср·τ, • где τ – продолжительность работы привода за сутки, час. • = 1, 1· ·N∙ 1, 08, к. Вт·ч. • где 1, 1 – коэффициент пересчета суточного потребления электроэнергии для зимнего дня в среднесуточное; N – число рабочих дней в году; 1, 08 – коэффициент, учитывающий потери электроэнергии в проводах.
Нагрузка тепловыми аппаратами Араз = Рн·τраз, где Аpаз – расход энергии при разогреве аппарата к. Вт·ч; Рн – номинальная мощность аппарата, к. Вт; τраз – продолжитель-ность разогрева, ч. • где 1, 1 – коэффициент пересчета суточного потребления Апр = Рср·τст, где Апр – расход электроэнергии на процесс, к. Вт·ч; Рср – среднечасовая мощность аппарата, к. Вт; τст – продолжительность работы аппарата в стационарном режиме (после разогрева), ч. • = ·N∙ 1, 08, к. Вт·ч. Рис. 18. 1, а. Почасовая нагрузка потребителей электроэнергии предприятия
Рис. 18. 1, б. Плановый график суточной нагрузки предприятия
Рис. 18. 2. Фактический график суточной нагрузки предприятия ао = Асут/N, где ао – удельный расход электроэнергии на единицу производимой продукции (условных блюд, кг и т. д. ), к. Вт∙ч/усл. бл. ; Асут – суточный расход электроэнергии, к. Вт·ч; N – суточный выпуск продукции (например, суточное число условных блюд).
Рис. 19. 1. Схема электроснабжения предприятия • 1 – вводной щит предприятия; 2 – питающие линии; 3 – магистральный щит; 4 – осветительный щит; 5 – силовой щит; 6 – групповая сеть.
Рис. 19. 2. Электрическая схема распределительного щита СУ-9400 • 1, 2, 3, 4, 7 – автоматические выключатели А 3113; 5 – А 3161; 6 – А 3112; ЭР – электромагнитный расцепитель; ТР – тепловой расцепитель.
Рис. 19. 3. Схема размещения скрытой проводки в перекрытии • 1 – керамическая плитка; 2 – цементная стяжка; 3 – металлическая труба; 4 – провод; 5 – железобетонная плита перекрытия.
Рис. 19. 4. План электроснабжения горячего цеха
Расчет линии на падение напряжения • Падения напряжения в проводах ΔUпров. : • для однофазной линии: ΔUпров=2∙I∙Rпров ·cosφ; • где ΔUпров= U – ΔUпотр; U – напряжение на зажимах группового щита; ΔUпотр – напряжение на зажимах потребителя; I – ток в проводе; Rпров – сопротивление провода. где ε - допустимое падение напряжения. • где ρ – удельное сопротивление материала провода; l – длина провода; • q – сечение провода. • γ = 1/ρ – удельная проводимость. • Откуда •
• Из формулы мощности Р = I∙U∙cosφ заменим I∙cosφ = P/U, тогда получим: • где P – мощность, Вт; l – длина провода, м. • Для трехфазной линии по аналогии: Рис. 20. 1. Схема распределенной нагрузки • l 1, – расстояние от щита до точки приложения нагрузки Р 1, м; l 2, l 3, ln – расстояние между точками приложения нагрузок, м; Р 1, Р 2, Р 3, Рn – соответствующие мощности, Вт; L 1, L 2, L 3, Ln – расстояние от щита до соответствующей точки приложения нагрузки, м.
• Для однофазной линии • ΔUпров= ΔUпров 1 + ΔUпров 2 + ΔUпров 3 +…+ ΔUпров n • В формуле для определения сечения провода заменим ε его значением и найдем • • Тогда • Откуда • Выразим иметь вид • через ε, тогда уравнение для сечения провода будет
• Для трехфазной линии • В упрощенных расчетах • где q – сечение, мм 2; М = ΣPL – сумма моментов нагрузки, к. Вт·м; с – коэффициент, зависящий от напряжения, количества проводов и материала; ε – допустимая потеря напряжения, %. Расчет сечения линии по нагреву • Iр ≤ Iпр , • где Iр - расчетный ток нагрузки; Iпр - длительно допустимый ток провода. • для однофазных • для трехфазных с равномерной нагрузкой по фазам • для трехфазных с неравномерной нагрузкой по фазам • где P – мощность приемника, Вт; U – напряжение сети, В; cosφ – коэффициент мощности (для тепловых аппаратов и осветительной сети с лампами накаливания cosφ = 1); η – к. п. д. (для тепловых аппаратов и осветительной сети η = 1); kнер – коэффициент неравномерности нагрузки по фазам.
• Проверка на допустимую потерю напряжения • ε для осветительной сети - 2, 5 %, для силовой и тепловой – 5 %. • для однофазных сети для трехфазных сети с равномерной нагрузкой для трехфазных сети с неравномерной нагрузкой
Рис. 21. 1. Прикосновение человека к токоведущим частям • а – фаза и нулевой провод; б – две фазы.
Рис. 21. 2. Электрические схемы защиты от появления потенциала на корпусе оборудования • а – защитное заземление; б – защитное зануление; в – защитное отключение: ПП – плавкие предохранители; Э. Д. – электродвигатель; S 1, S 2 – соответственно кнопки «Стоп» и «Пуск» ; К – контактор; Р – электромагнитное реле.
Рис. 21. 3. Схема включения потребителя с помощью устройства защитного отключения • а – однофазная двухпроводная; б – однофазная трехпроводная; с – трехфазная четырехпроводная: ШР – штекерный разъем; М – электродвигатель оборудования.
Рис. 21. 4. Зависимость удельного расхода энергии от массы загружаемого продукта
Рис. 21. 5. Зависимость удельного расхода энергии от удельной мощности приходящейся на единицу массы загружаемого продукта
Рис. 21. 6. Схема жарки изделий на плите в наплитной посуде