Электрическая схема автоматизации работы вентиляционной установки

На рисунке показана схема управления вентиляционной установки, состоящей из вентиляторов В1 - В4 с приводными асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором Д1—Д4, предназначенной для проветривания помещений и поддержания при этом заданной температуры. Эти требования осуществляются ступенчатым регулированием угловой скорости двигателей путем изменения напряжения статора с помощью автотрансформатора AT, а также выбором количества находящихся в работе вентиляторов. Схема обеспечивает ручное и автоматическое управление вентиляторами; выбор режима работы осуществляется переключателем УП.

Схема электрическая принципиальная автоматизации работы вентиляционной установки

Ручное управление имеет место при переводе рукоятки УП в положение +45°, при этом подготавливаются к включению цепи катушек контакторов КЛ, К1—К4. Двигатели вентиляторов по питанию разделены на две группы: первая группа (Д1 и Д2) подключена к шинам на вторичной стороне AT постоянно; вторая группа Д3 и Д4 присоединяется к шинам AT и включается в работу (при ручном управлении) переводом рукоятки переключателя ПК2 в положение 2, при котором срабатывает контактор К4.

Управление угловой скоростью двигателей вентиляторов осуществляется переключателем ПК1, имеющим четыре положения. В положении 1 все двигатели отключены. При установке рукоятки ПК1 в положение 2 включаются контакторы К1 и КЛ, последний своими замыкающими контактами подключает к сети AT, с нижних отпаек которого через контакты К1 к статорам двигателей подводится пониженное напряжение, при этом вентиляторы работают на минимальной скорости.

При повороте рукоятки ПК1 в положение 3 отключается контактор К1 и включается контактор К2, статоры двигателей присоединяются на средние отпайки AT, вентиляторы будут работать на средней скорости Ш2 и их производительность увеличится. Поворотом рукоятки ПК1 в положение 4 включается контактор КЗ, двигатели переключаются на полное напряжение сети, скорость их будет номинальной, а производительность вентиляторов — максимальной. Последовательно с катушками каждого из контакторов К1 - К3 включены два размыкающих вспомогательных контакта других контакторов, что предотвращает короткие замыкания частей обмоток автотрансформатора AT при переключении контакторов.

Автоматический режим работы осуществляется при установке рукоятки переключателя УП в положение - 45°. Цепи катушек контакторов К1 - К5 подключаются к источнику питания через контакты реле Р1 - Р4, которые являются выходными устройствами регуляторов температуры РТ1 и РТ2. Если температура воздуха в помещении соответствует заданной, то включается контактор К1, а размыкающие контакты Р1 и Р2 замкнуты; включен контактор К2 и вентиляторы работают на средней скорости.

При повышении температуры переключаются контакты реле Р1, контактор К2 отключается, а К3 — включается, и вентиляторы будут работать с номинальной скоростью, что обеспечивает более интенсивное проветривание помещения. Если температура воздуха станет ниже заданной, то переключаются контакты реле Р2 и интенсивность проветривания снижается.

При дальнейшем понижении температуры воздуха вступает в действие регулятор РТ2. Вначале размыкается контакт его реле Р3, отключаются контактор К4 и вторая группа двигателей Д3, Д4. Если температура в помещении продолжает понижаться, то при определенном ее значении откроется размыкающий контакт реле Р4 и отключится контактор К5, который своим контактом отключает контактор КЛ, вследствие чего все вентиляторы останавливаются, и проветривание помещения прекращается.

2.2 Выбор мощности вентиляторов

Для вентиляции машинного зала насосной станции с объемом помещения V= 22 55,5 16 = 19536 м³ и высотой 16 м и мастерской с объемом V=22 14,5 5= =1595 м³ и высотой 5 м устанавливаются центробежные вентиляторы.

Определим мощность приводного двигателя вентилятора, если часовая кратность обмена воздуха равна i = 2.0, полное сопротивление воздушного тракта, преодолеваемое вентилятором, составляет 120 кг/м² (мм вод. ст.).

Необходимая производительность вентилятора, м³/с:

(2.3)

где Q - объем помещения, м³.

Мощность электродвигателя вентилятора определяется по формуле:

(2.4)

где Q - производительность вентилятора, м³/с;

h — полное давление, кг/м²;

k - коэффициент запаса (к = 1,1 –1,6);

h — полный коэффициент полезного действия вентилятора (0,5-0,85).

Количество воздуха, подаваемого вентилятором в машинный зал насосной станции по (2.3):

Мощность электродвигателя вентилятора установленного в машинном зале насосной станции по (2.4):

Для привода вентилятора выбираем асинхронный двигатель с КЗ ротором типа 4А160S2У3 с каталожными данными [3]:

Р_н = 7,5 кВт; U_н = 380/660 В; cosj_н, =0,91; h_н = 88 %; n₀ = 3000 об/мин;

S_н = 2,3 %; I_п/I_н = 7,5; M_max/М_н = 2,2; М_п/М_н = 1,4.

Количество воздуха, подаваемого вентилятором в мастерскую по (2.3):

Мощность электродвигателя вентилятора установленного в мастерской по (2.4):

Для привода вентилятора выбираем асинхронный двигатель с КЗ ротором типа 4А80В2УЗ с каталожными данными [3]:

Р_н = 2,5 кВт; U_н =380 В; cosj_н, =0,87; h_н = 83 %; n₀ = 3000 об/мин;

S_н = 5; I_п/I_н = 6,5; M_max/М_н = 2,2; М_п/М_н = 2.

Мощность электродвигателей дня приточной и вытяжной вентиляции принимаем одинаковой.

Приточные вентиляторы работают в блоке с калориферами. Мощность каждого калорифера принимаем равной 2 кВт.

Мощность, расходуемая на обогрев калориферами:

Р_кал = n×Р_1k = 3×2 = 6 кВт, (2.5)

где Р_1k - мощность одного калорифера.

Присоединенная мощность двигателей для привода вентиляторов в мастерской:

(2.6)

где Р_{прит.мас}, Р_{выт.мас} — активные номинальные мощности двигателей соответственно для приточной и вытяжной вентиляции мастерской, кВт. Аналогично для машинного зала насосной станции:

(2.7)