2.3. Електропривод і автоматизація установок
1. Електропривод і автоматизація установок водопостачання
2. Класифікація вентиляційних установок.
3. Електропривід кормоприготувальних машин різального типу. Електропривід дробарок кормів.
4. Електропривід доїльних установок.
1. Електропривод і автоматизація установок водопостачання
Щоб забезпечити більш надійний і економічно вигідний, рівномірний режим роботи насоса з незмінною подачею і постійним напором у водопровідній мережі, в насосних установках обладнують напірно-регулювальну ємність. Такою ємністю може бути бак водонапірної башти (баштові водонасосні установки) або герметичний повітряно-водяний котел (безбаштові водонасосні установки). Промисловість випускає комплекти обладнання автоматизованих водонасосних установок із збірно - блочними водонапірними баштами БР-15У, БР-25У, БР-50У тощо і без баштові автоматизовані водопідйомні установки ВУ-7-65, ВУ-10-80 і ВУ-16-28.
-Електродвигун, потрібний для привода насоса, вибирають за загальною методикою.
-Номінальна потужність двигуна Рдв.ном повинна дорівнювати або бути трохи більшою від його розрахункової потужності Рдв.р, тобто мусить виконуватись умова: Рдв.ном Рдв.р.
Розрахункова потужність двигуна, кВт,
де Qн.ном—номінальна подача насоса, м3/с; Нн.ном—номінальний напір, м; ρ—густина води, кг/м3; g—прискорення вільного падіння, м/с2; ηн.ном—номінальний к. к. д. насоса; ηпер—к. к. д. передачі; Кзап—коефіцієнт запасу потужності (беруть при потужності: до 0,75 кВт—2; від 0,75 до 1,5—1,5; від 1,5 до 3,5— 1,2; від 3,5 до 35—1,15 і при потужності понад 35 кВт—1,1).
- Автоматичне керування сучасними баштовими водонасосними установками з заглибними електронасосами здійснюється за допомогою систем керування серії САУНА і комплектних пристроїв «Каскад». Розроблена і впроваджується у виробництво Універсальна станція керування і захисту для заглибних електродвигунів УСУЗ.
До складу системи САУНА входять станція керування ШЭТ або ШЭП і датчики рівня води у водонапірному баку і свердловині. Станція складається із силової і логічної частин, розміщених у металевій шафі. Логічна частина станції виконана у вигляді блока логіки, який в залежності від модифікації станції складається або з безконтактних елементів серії «Логика-Т» (ШЭТ), або з напівпровідникових елементів, змонтованих на друкованій платі (ШЭП).
До комплектного пристрою «Каскад» входять: ящик керування типу ЯНН, електродні датчики нижнього і верхнього рівнів (у пристроях з автоматичним керуванням за рівнем води в баку водонапірної башти) або електроконтактний манометр (у пристроях з автоматичним керуванням за тиском води у водонапірній трубі) та електродний датчик сухого ходу. Основними складовими частинами ящика керування є силова апаратура і блок керування Е1FQ типу БОН9200, який має чарунку керування і захисту, що забезпечує живлення логічної частини і захист електронасоса від аварійних режимів та чарунку автоматичного керування за рівнем ЯУУ або чарунку автоматичного керування за тиском ЯУД. Чарунки ЯУУ і ЯУД взаємозамінні.
- Принципову електричну схему автоматичного керування електронасосом баштової насосної установки за допомогою комплектного пристрою «Каскад»
- Безбаштові насосні установки здебільшого застосовують для водопостачання невеликих тваринницьких і птахівницьких ферм.
-До комплекту обладнання безбаштових автоматизованих водонасосних установок входять: насос, електродвигун, станція керування (пускова і захисна апаратура), повітряно-водяний котел, реле тиску, пристрій для автоматичного підтримання заданої кількості повітря в котлі (струминний регулятор, комбінований регулятор або розділювальна діафрагма), запобіжний клапан тощо.
Безбаштова насосна установка (рис. 12, а) працює так. При вмиканні насосного агрегату 1 вода подається споживачам, а її надлишок заповнює повітряно-водяний котел 2. При цьому рівень води в котлі підвищується і повітря, що є в ньому, стискається. Коли верхній рівень (ВР) води в котлі стане найвищим і тиск повітря досягне заданого максимального значення рмакс, спрацює реле тиску 6 і насосний агрегат вимкнеться. Вода споживачам буде подаватись під дією стиснутого повітря. В міру використання води споживачами її рівень і тиск повітря у повітряно-водяному котлі знижуються. Коли вода опуститься до заданого нижнього рівня (НР) і тиск повітря в котлі стане мінімальним рмін, реле тиску повернеться у вихідне положення і насосний агрегат ввімкнеться. Далі процес відбувається аналогічно.
Вибір типу і потужності електродвигуна виконується наступним чином.
Для вибору насоса і визначення його потужності щодо водоспоживання визначають необхідну подачу і папір.
Середньодобове споживання води (м3 за добу) визначаємо за формулою
Qед = q1 n1 + q2 n2 + … + qn nn
де q1, q2, qn,— споживання води окремими споживачами, м ;
n1, n2, nn- кількість споживачів кожного виду.
Визначаємо необхідну подачу насоса (м3/с)
де кд коефіцієнт добової нерівномірності споживання води; 1<: - коефіцієнт годинної нерівномірності споживання води; ті - коефіцієнт корисної дії, який враховує втрати води (η=0.9).
Визначаємо напір (м) Н = Нг + Нn
де Нг, - геодезичний напір висота піднімання води від нижнього до верхнього рівня, м;
Нn - втрати напору в трубопроводі, м.
По подачі та напору з урахуванням типу насосної установки з каталогу вибираємо насос. Далі визначаємо потужність і вибираємо електродвигун
Кз - коефіцієнт запасу;
- коефіцієнт корисної дії передачі;
- коефіцієнт корисної дії насоса.
Користуючись довідковою літературою, вибираємо тип електродвигуна.
2. Класифікація вентиляційних установок.
У сільськогосподарському виробництві вентиляційні установки найчастіше застосовують для підтримання заданих параметрів мікроклімату (температури, вологості, газового складу і чистоти повітря) у приміщеннях для утримання тварин і птиці, кормоцехах, овочесховищах, теплицях тощо. Потрібний мікроклімат забезпечується обміном повітря, при якому з приміщення видаляється надлишкова теплота, волога, вуглекислий газ, аміак, пил та інші шкідливі домішки.
Вентиляційні установки можуть мати природні, штучні або комбіновані (природні та штучні) спонукачі руху повітря. Природними спонукачами є різниця тисків повітря всередині приміщення і зовні на вітер, а штучними – вентилятори з електроприводами.
Установки з штучними і комбінованими спонукачами руху повітря класифікують за такими основними ознаками: принципом дії – припливні (подають зовнішнє повітря у приміщення), витяжні (видаляють повітря з приміщення) та припливно-витяжні; режимом роботи – установки безперервної дії та установки періодичної дії; конструктивним виконанням – централізовані (одним потужним вентилятором через загальний витяжний канал чи трубу повітря видаляється з приміщення або подається в нього) та розосереджені (мають кілька вентиляторів, встановлених в окремих припливних і витяжних каналах); наявністю підігрівання припливного повітря – з підігріванням і без підігрівання припливного повітря; ступенем автоматизації керування – неавтоматизовані (з ручним керуванням) та автоматизовані. Найбільш досконалими є автоматизовані розосереджені припливно-витяжні вентиляційні установки безперервної дії з підігріванням припливного повітря в холодну пору року.
2. Основні типи вентиляційного обладнання. Особливості електропривода вентиляційних установок.
Обладнання, необхідне для підтримання заданих параметрів мікроклімату в тваринницьких і птахівницьких приміщеннях, промисловість поставляє комплектне. Найбільш поширені комплекти обладнання «Климат-2», «Климат-3», «Климат-4М» та комплекти припливно-витяжних установок типів ПВУ-4, ПВУ-6 і ПВУ-9.
Комплекти «Климат-2» і «Климат-3» здійснюють припливно-витяжну вентиляцію, опалення і зволоження повітря. Кожен з цих комплектів поставляється в трьох варіантах («Климат-2»: «Климат-2-5-8», «Климат-2-7-8», «Климат-2-7-10» і «Климат-3»: «Климат-3-7-8»,
«Климат-3-5-10», «Климат -3-7-10»).
До складу комплекту входять: група витяжних осьових електровентиляторів типу ВО-5, 6МУЗ («Климат-2-5-8», «Климат-3-5-10») або ВО-7, 1МУЗ («Климат-2-7-8», «Климат-2-7-10», «Климат-3-7-8», «Климат-3-7-10») з спеціальними трифазними асинхронними коротко-замкненими двигунами з підвищеним ковзанням, частота обертання яких регулюється зміною напруги, підведеної до обмоток їх статорів; спеціальний автотрансформатор AT-10, призначений для ступінчастої зміни напруги; два агрегати припливної вентиляції, опалення і зволоження; станція автоматичного керування типу ШАП5711-ЗЗА2У5 («Климат-2») або ШАП5712-ЗЗА2У5 («Климат-3») з панеллю датчиківтощо.
Агрегат припливної вентиляції, опалення і зволоження складається з відцентрового вентилятора типу Ц4-70 № 8 («Климат-2-5-8», «Климат-2-7-8», «Климат-3-7-8») або Ц4-70 № 10 («Климат-2-7-10», «Климат-3-5-10», «Климат-3-7-10»), який приводиться в рух тришвидкісним асинхронним короткозамкненим двигуном через клинопасову передачу; відцентрового розбризкувача води, призначеного для зволоження повітря, яке проходить через вентилятор; краплеуловлювача, призначеного для відбирання великих крапель із зволоженого повітря; напірного бака ємністю 0,35 м3; набору водяних калориферів тішу К.ВС-П; терморегулятора ТУДЄ-2; регулювального клапана 25ч931нж з виконавчим механізмом ПР-1M(є тільки в комплектах «Климат-3») та ін.
Комплект «Климат-4М» здійснює витяжну вентиляцію. Він поставляється у двох варіантах «Климат-45М» і «Климат-47М», які відрізняються між собою за типом і кількістю вентиляторів.
До складу комплекту входять: група електровентиляторів типу ВО-5, 6МУЗ (комплект «Климат-45М») або ВО-7, 1МУЗ (комплект «Климат-47М»), шафа керування ШОА9203-3474УХЛЗ або комплектний пристрій керування «Климатика-1» типу ТСУ-2-КЛУЗ з чотирма термоперетворювачами та ін.
3. Принцип регулювання подачі повітря вентилятором.
Параметри зовнішнього повітря (температура, вологість, тиск) протягом доби і року безперервно змінюється, тому для забезпечення заданих параметрів повітря у приміщенні треба змінювати обмін повітря в ньому, регулюючи подачу вентиляційної установки.
Регулювати подачу вентиляційної установки можна:
Зміною площі перерізу повітропроводів подачу вентиляційної установки можна регулювати у межах від максимального до нуля. При зменшенні подачі тиск повітря зростає, а споживана вентилятором потужність і ККД зменшується .
Вмиканням і вимиканням вентилятора (при одному вентиляторі в установці) змінюється середня подача установки. Ця подача залежить від співвідношення тривалостей ввімкненого і вимкненого станів вентилятора.
Максимальну подачу установка має при постійно ввімкненому вентиляторі.
Якщо вентиляційна установка має кілька вентиляторів, то її подачу регулюють зміною кількості ввімкнених вентиляторів. Максимальна подача забезпечується при усіх ввімкнених вентиляторах.
При зміні частоти обертання вентилятора його подачі змінюються пропорційно частоті. З точки зору втрат електроенергії цей спосіб регулювання подачі економічно найвигідніший. Здійснюється він регулюванням частоти обертання приводного електродвигуна.
У виробничих сільськогосподарських вентиляційних установках, як правило, застосовують асинхронні короткозамкнені двигуни. Їх швидкість регулюють: зміною напруги, підведеної до обмотки статора двигуна (при використанні спеціальних асинхронних двигунів з підвищеним ковзанням); перемиканням кількості пар полюсів (у багато-швидкісних двигунів); зміною частоти струму живильної електромережі (в установках з перетворювачами частоти).
Комбінований спосіб регулювання подачі поєднує в собі два або більше з указаних вище способів.
Керування вентиляційними установками може здійснитись у функції температури, вологості і газового складу повітря, вручну або автоматично.
У сучасних вентиляційних установках здебільшого застосовують автоматичне керування, яке здійснюється за принципом дво- або трипозиційного регулювання.
Двопозиційним називають регулювання, при якому вентиляційна установка може перебувати у двох положеннях: ввімкнено на повну подачу або вимкнено. Вмикається і вимикається установка при заданих максимальній і мінімальній температурах повітря у приміщенні.
Трипозиційним є регулювання, при якому вентиляційна установка може бути в трьох положеннях: ввімкнено на основну, збільшену або зменшену подачу. На основну подачу установка вмикається при заданій температурі повітря у приміщенні. Цієї подачі достатньо для видалення з приміщення надлишкових вуглекислого газу, аміаку, вологи та інших шкідливих домішок повітря. При температурі вищій від заданої, подача плавно або ступінчасто збільшується, а при температурі нижчій від заданої – зменшується.
3. Електропривід кормоприготувальних машин різального типу. Електропривід дробарок кормів.
Для годівлі сільськогосподарських тварин і птиць використовують корми рослинного, тваринного і мінерального походження. Найбільше значення в господарстві мають рослинні корми, за складом і фізичними властивостями їх умовно можна поділити на три групи – соковиті (коренеплоди, бульбоплоди, силос, жом), грубі (сіно, солома, стебла кукурудзи) та концентровані (зерно, макуха).
Коренеплоди підготовляють до згодовування за допомогою подрібнювачів коренебульбоплодів ІКС-5М, подрібнювачів кормів «Волгарь-5», подрібнювачів-каменеуловлювачів ІКМ-5, кормоприготовлювачів ЗПК-4, картоплезапарювальних агрегатів АЗК-3 тощо.
Зелені корми подрібнюють соломосилосорізками РСС-6Б.
Для приготування грубих кормів використовують подрібнювані ІГК-30Б, кормодробарки універсальні ДКУ-2 та ін.
Для виготовлення трав’яного вітамінного борошна застосовують комплектні обладнання АВМ-0,65; АВМ-1,5 і т.д.
Для гранулювання трав’яного борошна використовують обладнання ОГМ-0,8А; для гранулювання кормів – обладнання ОГК-3 і ОГК-6.
Пресування кормів здійснюється за допомогою обладнання ОПК-2, ОПК-3 і ОПК-5.
Перемішують корми змішувачами кормів С-2, С-7, С-12.
Приводні характеристики та умови роботи кормоприготувальних машин мають такі особливості: продуктивність і момент статичних опорів машин при збільшенні швидкості обертання їх приводних валів непрямолінійно зростають; пуск машин, як правило, здійснюється без навантаження (вхолосту), моменти зрушення невеликі; режим роботи тривалий, здебільшого без регулювання швидкості руху виконавчих органів машин, значні зниження швидкості при збільшенні навантаження недопустимі; моменти інерції машин, які працюють на холостому ходу або з рівномірним навантаженням (зернодробарки, змішувачі сипких кормів), постійні, а машин з нерівномірним навантаженням (подрібнювачі грубих і соковитих кормів) залежать від маси корму, що рухається разом з їх виконавчими органами, і є випадковими функціями часу; навантажувальні діаграми мають випадково-змінний характер з великою (подрібнювачі грубих і соковитих кормів) або порівняно малою (зернодробарки, змішувачі кормів) нерівномірністю; машини працюють у запилених (подрібнювачі грубих кормів і зерна), особливо вогких (подрібнювачі-мийки коренебульбоплодів) приміщеннях та на відкритому повітрі (подрібнювачі зеленої маси).
Електропривід кормоприготувальних машин здійснюють від трифазних асинхронних короткозамкнених двигунів, спеціалізованих за умовами оточуючого середовища виконань (пилозахищені, вологостійкі), з обмотковими даними двигунів основного виконання або двигунів з підвищеним пусковим моментом (використовується для привода машин з великими маховими масами). Для роботи в запилених приміщеннях рекомендується застосовувати електродвигуни типів 4АМ-УПУЗ, 4АМП-УПУЗ, а в особливо вологих приміщеннях і на відкритому повітрі – 4АМ-У2, 4АМП-У2.
2. Вимоги до автоматизованих електроприводів потокових ліній кормороздавальних машин.
В умовах сучасного розвитку тваринництва і птахівництва переважна більшість технологічних процесів здійснюється за допомогою потокових ліній, тобто систем взаємопов’язаних машин і механізмів, які виконують усі технологічні та допоміжні операції у заданій послідовності.
До автоматизованих електроприводів потокових ліній ставлять такі вимоги:
3. Електропривід стаціонарних транспортних кормороздавачів.
Для транспортування кормів, підстилки, гною та інших вантажів на тваринницьких фермах застосовують стаціонарні та мобільні транспортуючі машини. Електрифіковані стаціонарні транспортні машини призначені для переміщення вантажів у приміщеннях для утримання тварин, кормоцехах, складах тощо. До них належать скребкові, ковшові, шнекові, стрічкові, канатно-скреперні та пневматичні транспортери. Для переміщення кормів між машинами і механізмами в процесі їх обробки чипереробки застосовують ТК-5 і ТК-5Б. Для роздачі кормів застосовують стаціонарні кормороздавачі ТВК-80А, ТВК-80Б, РКС-3000 та ін. Для прибирання гною застосовують скребкові транспортери TCH-160, ТСН-ЗБ і ТСН-2Б тощо. На птахофермах, залежно від віку, виду та способу утримання птиці, застосовують як стаціонарні, так і мобільні транспортні засоби для роздачі кормів, збирання яєць, прибирання посліду тощо. При утриманні птиці у клітках використовують комплекти обладнання ОБН-1 і БГО-140 з одноярусними клітковими батареями, комплекти з багатоярусними клітковими батареями марок КБУ-3,0Б; КБН та ін.
Характерними особливостями переважної більшості транспортних машин є: наявність частин, що рухаються поступально і мають порівняно великі маси; низька частота обертання їх приводних валів; великі моменти статичних опорів зрушення, особливо при пуску з навантаженням; випадковий характер навантажувальних діаграм, нерівномірність яких залежить від характеру і властивостей транспортного матеріалу та способу подачі його на конвеєр; режим роботи кожного конвеєра залежить від його призначення і конструктивних особливостей і може бути тривалим, короткочасним або повторно-короткочасним.
Електропривід конвеєрів здійснюють від трифазних асинхронних короткозамкнених двигунів з нормальним або підвищеним пусковим моментом. Як передавальні пристрої застосовують редуктори, клинопасові, ланцюгові та інші передачі з великими передаточними відношеннями. Широко використовуються мотор-редуктори.
За кліматичним виконанням, категорією розміщення і ступенем захисту від дії оточуючого середовища двигуни вибирають відповідно до умов їх експлуатації.
Наприклад, для конвеєрів для роздавання кормів і прибирання гною, розташованих в особливо вологих з хімічно активним середовищем приміщеннях для утримання тварин, застосовують двигуни сільськогосподарського виконання (4АМ-СУ1, 4АМ-БСУ1), для конвеєрів коренебульбоплодів, розташованих в особливо вологих приміщеннях кормоцехів, – вологоморозостійкого виконання (4АМ-У2), для конвеєрів сухих розсипних кормів, розташованих у запилених приміщеннях, – ущільненого виконання (4АМ-УПУЗ) та ін.
Керування і захист двигунів здійснюється за допомогою спеціальних комплектів апаратури, розміщених у захисних оболонках. Наприклад, для керування і захисту електродвигунів кормороздавача PKC-3000М застосовують збірний розподільний пристрій РУС(А)5911-03А, установки для прибирання гною ТСН-160А – ящик ЯАА5910-3274УЗ тощо.
4. Електропривід доїльних установок.
Для доїння корів залежно від кількості, рівня продуктивності та способу утримання тварин, територіального розташування ферми, умов реалізації молока застосовують різні типи доїльних установок.
Для доїння корів у стійлах при прив’язному утриманні застосовують доїльні установки АДМ-8 (варіант комплектації на 100 і 200 голів), в яких надоєне молоко транспортується у молочне відділення по скляному трубопроводу.
На фермах з безприв’язним, боксовим і прив’язним (з механізованим прив’язуванням) утриманням корів застосовують доїльні установки УДА-8 «Тандем» і УДА-16 «Елочка».
Доїльна установка складається з доїльних апаратів, однієї або двох вакуумних установок та контрольного і допоміжного обладнання.
Вакуумна установка складається з ротаційного вакуумного насоса та електродвигуна, встановлених на одній рамі, з’єднаних між собою за допомогою клинопасової передачі.
Режим роботи вакуумного насоса тривалий, з постійним навантаженням. Момент статичних опорів насоса практично не залежить від кутової швидкості обертання.
2. Методика визначення потужності та вибору типу електродвигунів для вакуумних і молочних насосів.
Потужність приводного електродвигуна вакуумного насоса визначають за його продуктивністю і вакуумом аналогічно визначенню потужності двигуна, необхідного для приводу вентилятора.
Розрахункову потужність, кВт, визначають за формулою:
,
де Qв.н. – подача вакуум-насоса, м3/год.;
h– вакуум, створений вакуум-насосом, Па;
ηпер. – коефіцієнт корисної дії передачі;
ηв.н – коефіцієнт корисної дії вакуум-насоса (ηв.н = 0,2-0,25).
Однією з найвідповідальніших операцій є вимикання доїльних апаратів і знімання доїльних станків. Якщо молоко з вим’я корови більше не виділяється, то доїльні стакани не можна залишати на дійках, тому що це сприяє виникненню маститу і зниженню продуктивності корови.
Знання - це скарб, а навчання - ключ до нього.
Навчання - світло, а не навчання тьма.
Знання за гроші не купиш.
Знання - це сила, а незнання - робоча сила?
Хорошого спеціаліста робота сама шукає.