Припливний вентилятор у більшості випадків розміщується у вентиляційній камері виробничого приміщення, де оточуюче середовище не містить шкідливих домішок. Тому електричні двигуни приймають загального використання (АИР. УЗ), що мають ступінь захисту /Р44, конструктивне виконання за способом монтажу /М1081.
Електровентилятори витяжної системи вентиляції встановлюють у виїмках стін виробничого приміщення. Здебільшого це приміщення для утримання худоби та птиці, що відносяться до особливо сирих, з хімічно активним середовищем. Привід осьових вентиляторів витяжної системи здійснюється спеціальними електродвигунами 4АПА80, 4АПА90 та АИРП80, які стійкі проти вологи, хімічних речовин та впливу низьких температур. Ступінь захисту згаданих двигунів 7Р55, конструктивне виконання за способом монтажу - /М9241.
Якщо технологічний процес допускає ступінчасте регулювання подачі припливного вентилятора, то в цьому випадку електропривід проектується без перетворювального пристрою, а необхідну подачу забезпечують багатошвидкісним двигуном. Коли подачу припливної вентиляції не потрібно регулювати, приймають одношвидкісний нерегульований двигун.
При виборі електричних модифікацій двигунів для при-вода вентиляторів враховують привідні характеристики вентилятора. Вентилятор має початковий статичний момент 10 - 15 % від номінального статичного моменту. Отже, з точки зору пускового моменту, електродвигун повинен бути загального використання. У витяжних системах вентиляції, з метою плавного регулювання подачі вентилятора, використовують електричні двигуни з підвищеним ковзанням.
Вентилятор краще всього з'єднувати з двигуном безпосереднім насаджуванням його на вал двигуна. Таке з'єднання використовують для осьових вентиляторів серії ВО та радіальних вентиляторів з номерами до 6,3. Еластичні муфти, як передавальні пристрої, використовувати небажано з причини можливої неспіввісності установки при монтажі. Неспіввіс-ність призводить до значних вібрацій, додаткових навантажень на підшипники двигуна і передчасний вихід їх з ладу. Як передавальний пристрій у приводі вентилятора використовують клинопасову передачу.
При виборі електродвигуна для привода вентилятора за потужністю використовують навантажувальну діаграму вентилятора, яка випливає з балансу потужності системи двигун - вентилятор:
де Рд - потрібна потужність двигуна, Вт;
Рсв - статична потужність вентилятора, Вт; / - зведений момент інерції системи, кг м;
ю - поточні значення кутової швидкості,
Вентилятор працює в режимі 51 і тому можна розглядати навантажувальну діаграму для усталеного режиму. При цьому ліва частина виразу (32) буде дорівнювати нулю.
Статична потужність вентилятора визначається залежністю
де Н - відповідно подача і повний тиск вентилятора, що визначаються точкою перетину характеристики вентилятора Н - Я і характеристики повітропроводу; г|в - коефіцієнт корисної дії вентилятора, який враховує гідравлічні втрати потужності в робочому колесі і на перетікання повітря через зазори всередині вентилятора.
Якщо в залежність (33) підставити нульове значення подачі, то статична потужність вентилятора також буде дорівнювати нулю. Насправді, при закритому повітропроводі, коли подача дорівнює нулю, вентилятор споживає потужність, зумовлену тертям робочого колеса об повітря. Це так звана нульова потужність, яку аналітично визначити досить складно. Отже, вираз (33) не можна вважати в повній мірі аналітичним.
Номінальна потужність двигуна Рнд визначається співвідношенням
де г) п - коефіцієнт корисної дії передачі; к - коефіцієнт запасу потужності, який враховує неточності при розрахунках повного тиску вентилятора, характеристики повітропроводу та інші непередбачені відхилення при проектуванні вентиляційної установки. Введення коефіцієнта запасу к у залежність (34) виключає необхідність приймати запаси по параметрах подачі і тиску вентилятора.
Величина коефіцієнта запасу для радіальних вентиляторів з лопатками, загнутими назад (В-Ц4-75), та для осьових вентиляторів має такі значення:
|
Рев, КВТ |
До 0,5 |
0,6 - 1 |
1,1 - 2 |
2,1 - 3 |
3,1 і більше |
|
Коефіцієнт запасу к для вентиляторів: відцентрових осьових |
1,51,2 |
1,31,15 |
1,21,1 |
1,151,05 |
1,11,05 |
При виборі електричного двигуна за частотою обертання необхідно враховувати, що радіальні вентилятори допускають збільшення частоти обертання відносно номінального значення на 10 %.
Електродвигуни вентиляторів працюють в усталеному режимі при незмінному навантаженні. Захисні апарати вентиляційної установки відповідно до Правил устрою електроустановок (ПУЕ) повинні забезпечувати захист від струмів три - та однофазного короткого замикання. Цю функцію у більшості випадків виконують електромагнітні розчіплювачі автоматичних вимикачів. Якщо розрахунки показують, що струм однофазного короткого замикання не вимикається електромагнітним розчіплювачем, то необхідно приймати автоматичний вимикач з комбінованим розчіплювачем. При цьому автоматичний вимикач вимкне пошкоджену електроустановку за умов, що струм однофазного замикання перебільшує номінальний струм розчіплювачів вимикача не менше, ніж у 3 рази.
2. Комплекти обладнання для автоматичного керування вентиляційними установками
Для забезпечення потрібного повітрообміну та створення необхідного мікроклімату в тваринницьких і птахівницьких приміщеннях застосовують різноманітні комплекти вентиляційного обладнання, які за призначенням поділяють на три групи: припливні, витяжні та комбіновані. Найбільшого розповсюдження набули витяжні системи вентиляції, які видаляють відпрацьоване повітря з приміщення разом із шкідливими домішками (аміак, сірководень, вуглекислий газ, надлишкова волога).
Приплив свіжого повітря здійснюється через спеціальні шахти, вікна, двері, що спрощує систему вентиляції.
Типовим є проект вентиляційного обладнання "Кли-мат-4М", який залежно від номера осьового вентилятора поділяється на "Климат-45М" з вентиляторами ВО-Ф-5,6А та "Климат-47М" з вентиляторами ВО-Ф-7ДА.
Кількість вентиляторів у комплекті залежить від розрахункової подачі повітря і може коливатися від 6 до 24. Крім вентиляторів, до комплекту входять автоматичні вимикачі АЕ2016 для кожного вентилятора та станція керування ТСУ-2-КЛУЗ.
Станція керування забезпечує плавне регулювання частоти обертання асинхронних електродвигунів витяжних вентиляторів з метою автоматичного підтримання температури повітря у виробничих сільськогосподарських приміщеннях. Номінальний струм станції - 63 А, діапазон регулювання вихідної напруги - 6: 1, відхилення температури від заданого значення, що викликає зміну вихідної напруги від мінімального до найбільшого значення, дорівнює 4°С. Система керування споживає не більш ніж 40 Вт.
Пристрій ТСУ-2-КЛУЗ ("Климатика-1") являє собою тиристорний регулятор напруги з цифровою системою керування на інтегральних мікросхемах, який забезпечує плавну зміну вихідної напруги за принципом фазового регулювання залежно від значення температури повітря в приміщенні. Передбачено ручний та автоматичний режими керування. Пристрій складається із 2 ящиків: блока регулятора, до якого входить силовий блок та блок керування, і блока перемикача. Останній виконує функції обвідного пристрою, а також захисту пристрою від коротких замикань. При положенні перемикача режиму роботи "Н" - некерований режим напруга подається на електродвигуни, обминаючи пристрій регулювання. У положенні "Р" - регульований режим двигуни одержують живлення з блока тиристорів.
Блок регулятора конструктивно виконаний у вигляді ящика одностороннього обслуговування. Особливістю конструкції ящика є те, що силові тиристори змонтовані на одному груповому охолоджувачі з застосуванням спеціальних діелектричних прокладок з високою теплопровідністю.
У силовому блоці встановлені шість силових тиристорів, захисні ДС-ланцюжки, трансформатори системи керування, вузол захисту від перенапруги. Блок керування складається з двох друкованих плат та панелі керування. На панелі керування розміщені основні органи керування та сигналізації: резистор та блок перемикачів діапазонів "Установка температури"; блок перемикачів "Датчики" та "Ручне", положення "1", "2" якого відповідають кількості під'єднаних термоперетворювачів (датчиків) в автоматичному режимі роботи, а положення "Ручне" - ручному режиму роботи пристрою; резистор "Мінімальна напруга", резистор та лампа "Аварійне відхилення температури", резистор "Ручне керування".
Датчиками температури є термоперетворювачі типу ТСМ (до 2 шт.), що ввімкнені паралельно і розподілені по довжині приміщення.
Рис. 18. Функціональна схема пристрою "Климатика-1"
Функціональна схема пристрою наведена на рис.18, де прийняті такі позначення: БР - блок регулятора, БП - блок перемикача, ТП - термоперетворювачі, БС - блок силовий, БУ - блок керування, ИП - джерело живлення, СРС - система регулювання та сигналізації, СИФУ - система імпульсно-фазового керування, УИ - підсилювач імпульсів.
Силовий блок складається з трьох пар тиристорів типу Т123-250-9-41, що ввімкнені зустрічно-паралельно. Для захисту тиристорів від перенапруг мережі та комутаційних перенапруг у силовому блоці є спеціальний вузол захисту, що складається з ДС-кіл та варисторів. Тут же встановлений трансформатор живлення системи керування та синхронізації імпульсів керування з фазами мережі живлення.
Структурна схема системи регулювання та сигналізації наведена на рис. 19. Вона включає вимірювальний міст, в одно з плеч якого ввімкнені термоперетворювачі. Для балансування моста в разі під'єднання різної кількості термоперетворювачів, а також для забезпечення постійного значення чутливості моста при різній кількості термоперетворювачів за рахунок підтримання постійного значення напруги живлення моста служить вузол Д. Задатчиком температури УТ є перемикач діапазону та резистор "Установлення температури". Задатчик дозволяє виконувати установлення температури від 0°С до 40°С. Для забезпечення точності установлення задатчик побудований за таким принципом: резистором і? 6 здійснюється установлення температури від 0 до 10°С. Діапазон зміни температур задається блоком перемикачів (чотири перемикачі з позначками "0°С", "10°С", "20°С", "ЗО°С"). Установлення температури визначається сумою величин положення резистора та позиції перемикача. З вимірювального моста знімається сигнал розбалансу, пропорційний величині відхилення температури в приміщенні від установленого значення, який підсилюється підсилювачем У1. Підсилений сигнал з виходу У1 надходить на вхід підсумовуючого підсилювача У2, де складається з сигналом базової напруги, що надходить від джерела 15 В і відповідає рівню вихідної напруги при врівноваженому мості (сигнал "Норма"). Це приблизно відповідає середній швидкості обертання вентиляторів і забезпечує оптимальну роботу пристрою при позитивному та негативному відхиленнях температури від встановленого значення.
