Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  


Загрузка...

Расчетно-графическая работа №4 - файл n1.doc


Расчетно-графическая работа №4
скачать (29.3 kb.)

Доступные файлы (1):

n1.doc184kb.20.04.2006 16:19скачать

Загрузка...

n1.doc

Реклама MarketGid:
Загрузка...

Уфимский Государственный Авиационный Технический Университет

Кафедра Автоматизированных Технологических Систем



100

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

90





































80





































70





































60





































50





































40





































30





































20





































10







































«Разработка схемы электрической принципиальной реверсивного пуска двигателя»
Пояснительная записка

к расчетной работе по ТСА




202 3 000 000 000 ПЗ

(обозначение документа)

Группа АТП-415


Фамилия, И.,О.

Подпись

Дата

Оценка
Студент













Консультант

Коуров Г.Н.










Принял

Коуров Г.Н.









Уфа 2004



Содержание


стр.

1. Выбор реверсивного двигателя 4

2. Выбор магнитного пускателя 5

3. Расчет автоматического выключателя 6

4. Расчет и выбор трансформатора 7

4.1. Цепь управления 7

4.2. Цепь освещения и сигнализации 8

4.3. Цепь динамического торможения 9

5. Расчет плавких предохранителей 10

5.1. Расчет плавких предохранителей в первичной обмотке трансформатора 10

5.2. Расчет плавких предохранителей в цепи

управлении 10

5.3. Расчет плавких предохранителей в цепи сигнализации и освещения 11

5.4. Расчет плавких предохранителей во вторичной обмотке трансформатора в цепи динамического

торможения 11

5.5. Расчет плавких предохранителей в первичной обмотке трансформатора в цепи динамического

торможения 11

6. Расчет реле времени 12

7. Выбор промежуточных реле 13

8. Выбор контактора КМ3 13

9. Работа схемы 14

Введение
Электроавтоматика в настоящее время является неотъемлемой частью любого промышленного производства. Она предназначена для подключения для подключения силовых установок к электрической сети, для гальванической развязки электрических цепей управления и сигнализации от силовых цепей, а также от цеховой сети. Кроме этого она обеспечивает защиту от коротких замыканий, от обрыва фаз, защиту оператора в виде всевозможных блокировок, сигнализацию рабочих и аварийных режимов, включение и отключение установок, выбор рабочих режимов.

Электрический аппарат – это электромеханическое устройство, которое используется для включения и отключения электрических цепей, контроля, измерения, защиты, управления и регулирования установок, предназначенных для передачи, преобразования, распределения и потребления электроэнергии.

  1. Выбор реверсивного магнитного двигателя.


Электродвигатели 4А160М2У3 и 4А160S4У3 изготовляются на номинальные напряжения 380/660В и частоту сети 50Гц, по степени защиты изготовляются в 2-х исполнениях: IP-44 – закрытое исполнение и IP-23 – защищенное.

Структура условных обозначений электродвигателей: 4-порядковый номер серии; А – вид электродвигателя (асинхронный), исполнение электродвигателя по способу защиты от воздействия окружающей среды – закрытое, обдуваемое; 160 – высоты осей вращения; установочный размер по длине станины – М; У3 – климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150-6У.

Технические данные асинхронных электродвигателей серии 4А основного исполнения при Uн = 380В.






4А160М2У3

4А160S4У3

Р

18.5

15

КПД,%

87.5

87

Cos ?

0.88

0.82

Mп

1.4

1.4

Mм

1

1

Mк

2.3

2.3

Sк,%

16

16

Sн,%

2.2

.23

Iп

7

7

H0

1700

1800


Iдв.н.1 = Р /m1*v* Cos ?н1*?н1 = 18.5**1000/3*380*0.895*0.88 = 35.6 А

Iдв.н.2 = Р /m1*v* Cos ?н2*?н2 = 31.9 А = 32 А
2. Выбор магнитного пускателя.
Магнитные пускатели – аппараты дистанционного управления трехфазными асинхронными электродвигателями. Они совмещают в себе функции пуска, остановки и защиты от перегрузки и понижения напряжения (нулевая защита). Реверсивные магнитные пускатели состоят из двух контакторов (вперед – назад) и тепловые реле, смонтированных в общем корпусе. Реверсивные магнитные пускатели имеют механическую блокировку между контакторами, чем исключается их одновременное включение.

В сетях напряжением 380В пускатели ПАЕ предназначаются для управления электродвигателями мощностью 17ч75кВт.

Проверка:

Iмпн ? Iдн 40А ?35.6А

Iмпв ?Iдп 400А ?249.2А

Iдп = Iдн*iп = 35.6А * 7 = 249.2А

Условию проверки соответствует пускатель ПАЕ-314. В пускателях серии ПАЕ-300 для тепловой защиты рекомендуется использовать тепловое реле ТРН-40.

Технические данные магнитного пускателя ПАЕ-314

Тип

Исполнение по назначению

Число контактов главной цепи

Наибольшее число блок-контактов

Номинальная сила тока продолжительного режима контактов гл. цепи, А до 380В

Номинальная сила тока теплового элемента, А

ПАЕ-314

реверсивный

3

6

40

12.5




Наибольшая мощность управляемого электродвигателя, кВт, при напряжении

110 В

220 В

380 В

500 В

4

10

17

17


Расчет теплового реле: Iтр ? Iдвн

Iтр ? (1.1 – 1.25) * Iдвн = 1.1 * 35.6А = 39.16А
Условию выбора теплового реле соответствует ТРН-40.


Тепловое реле

Iн тепловых элементов установки, А

Тип

Iн, А

ТРН-40

40

От 0.75 до 1.3


3. Расчет автоматического выключателя.
Автоматические воздушные выключатели (автоматы) осуществляют защиту электродвигателей при коротких замыканиях и перенагрузках. Все автоматы имеют механизм свободного расцепления, который обеспечивает автоматическое их отключение при аварийном режиме защищаемой цепи.

Двух и трехполюсные автоматы снабжаются тепловыми и электромагнитными расцепителями в каждом полюсе и отключают одновременно все цепи, при срабатывании любого из расцепителей.

Iдв2п = 7 * 32А = 224А

I’расч = Iд1пуск + 2*Iдв2н = 249.2А + 2*32А = 313.2А

Iрасч = Iдв1н + 2*Iдв2н = 35.6А+2*32А = 99.6А

Iавт.выкл.ном ?(1.1 ч 1.15)*Iрасч = 1.15* 99.6А = 114.54А

Iтепл.расч.ном = 114.54 A

Iтепл.расч.уст ? (1.2 ч 1.25)*Iтепл.расч.ном. = 1.25*114.54А = 143.175А

Iэлектр.магн.расч.ном ?(1.ч 1.15)*I’расч = 1.15*313.2А = 360.18А

Iэлектр.магн.расч.уст ?(1.1 ч 1.15)Iэмрн = 1.15*360.18А = 414.2А

Условию выбора соответствует автоматический выключатель А3710Б. А3710Б – расшифровка условного обозначения : А – автоматический, 3710 – условный номер разработки.
Технические данные А3710Б


Тип

Виды расцепителей максимального тока

Iн, А

Ток уставки расцепителя, А

Выключателя

Расцепителя

А3710Б

Электромагнитные

250

160

1600,2000,2500


Iтепл.расц.уст-ки = 160А.

Iэл.м.расц.уст-ки = 400А.
4. Расчет и выбор трансформатора.
Для питания цепей управления, сигнализации и освещения целесообразно использовать один трансформатор с двумя вторичными обмотками на 110В и 36В. Для питания цепей динамического торможения используется один на 110В. Выбор трансформатора осуществляется по суммарной мощности его вторичных обмоток. Для этого необходимо отдельно вычислить требуемую мощность в цепи управления, в цепи освещения и сигнализации и в цепи динамического торможения.

4.1. Цепь управления.

Номинальная мощность вторичной обмотки трансформатора для цепи управления рассчитывается по формуле:

Sн??Spi

или Sн>cos?р*? Spi+cos?в?Sbi

где Spi – номинальная мощность работающих аппаратов

Sbi – пусковая мощность включаемых аппаратов

сos?р – (0.2ч0.4) – работающих аппаратов

cos?в - (0.6ч0.8) – включаемых аппаратов

n – число работающих электрических аппаратов

m – число включаемых аппаратов

Sупр = [0.6*(Iкм1+Iк1)]*110 = 0.6*(2.4+0.15) = 0.168кВА

Sосв = [Iном*0.2+0.6*(I пуск*2)]*36 = [0.1*0.2+0.6*(1*2)]*36 = 0.044кВА.

4.2. Цепь освещения и сигнализации.

Мощность включения ламп освещения и сигнализации практически не отличается от номинальной мощности, то требуемая мощность получается сложением номинальных мощностей всех одновременно работающих ламп. В качестве работающих ламп выберем лампу КМ-24-90.

Технические данные лампы КМ – 24 – 90

Тип осветительного устройства

Тип

Iн, В

Номинальная мощность, Вт

АСКО 010

КМ – 24 – 90

24

2.5


Светосигнальные устройства серии АС предназначены для световой сигнализации (предупреждающей, аварийной, положения и т.д.) в стационарных уставках на напряжение 24, 36, 48, 60, 110, 127, 220, 230, 240, 380, 400, 440В постоянного и переменного тока частотой 50 и 60Гц.

Типовое обозначение светосигнального устройства для сигнальных ламп серии АС расшифровывается следующим образом: обозначение серии : К – для коммутирующих ламп, О – с плоским светофильтром. Размеры светящейся поверхности 01 - ¤10, О – с патроном для коммутирующих ламп.

Трансформатор выбирается так, чтобы мощность его вторичных обмоток были не меньше требуемых. Этому условию удовлетворяет трансформатор типа ОСМ – 0.25.
Технические данные трансформатора ОСМ – 0.25.


Тип

Номинальная мощность, кВА

Номинальное напряжение

Трансформатора

Вторичных обмоток

Обмоток, В управления 2

Освещения 3

Управления 2

Освещения 3

ОСМ-0.25

0.25

0.19

0.06

220

36


Трансформаторы изготавливаются в соответствии с ГОСТ 16710-76 с типовым обозначением ОСМ – однофазные, сухие, многоцелевого назначения.

4.3. Расчет схемы динамического торможения.

Iэкв = Iдвн = 35.6А

Iвозб = ?3/?2* Iэкв = 1.22* Iэкв = 1.22*35.6А = 43.4А

U = Iвозб*Rв = 2.44*Iд.н.Rв = 2.44*35.6А*0.9 = 77.88В

Rв = 2*R1 = 2*0.45 = 0.9 Ом

R1 = R’1*U1ф/I1н = 0.042*380А/35.6А = 0.45Ом

Р = Iвозб*U = 43.4А*77.68 = 3379.9ВА ? 3.4кВА.

Выбор трансформатора серии ОСМ для работы в цепях динамического торможения; Условию выбора соответствует трансформатор ОСМ 0-0.



Технические данные трансформатора ОСМ 1-0.

Тип

Номинальная мощность, кВА

Номинальное напряжение 2-й обмотки, В

трансформатора

Вторичных обмоток

63

31.5

82

5. Расчет плавких предохранителей:
Однополосные предохранители серии ПРС предназначены для защиты промышленного электрооборудования и сетей низкого напряжения от перегрузок и токов короткого замыкания в уставках переменного тока напряжением до 380В, частотой 50 и 60Гц и постоянного тока напряжением до 440В. Предохранители предназначены для работы при температуре окружающего воздуха от -40ْ до +40ْ С и относительной влажности не более 90%.

5.1. Расчет плавких предохранителей в первичной обмотке трансформатора.

Номинальная мощность трансформатора – 250 ВА.

Номинальное напряжение трансформатора – 110В.

Значит, номинальный ток трансформатора, проходящий через трансформаторы FU1:

IFU1 = P1/?1 = 250ВА/110В = 2.27 А.

Выбираем предохранитель ПРС – 6 – П.

Номинальная сила тока предохранителя – 6А.

Номинальная сила тока плавких вставок – 1, 2А.

5.2. Расчет плавких предохранителей в цепи управления:

Номинальная мощность вторичной обмотки цепи управления – 0.19 кВА.

Номинальное напряжение вторичной обмотки цепи управления – 110В.

Выбор плавкой вставки осуществляется из условия:

Iвст.н ? Iрасч.у*(1.1ч1.25)

где Iрасч.у = ?Iа.вкл + ?Iа.раб – расчетный ток цепи управления,

?Iа.вкл – сумма включаемых (пусковых) токов обмоток пускателя и промежуточных реле,

?Iа.раб – сумма работающих токов.

Iрасч.у = ?Iа.вкл + ?Iа.раб = Iпкм1+Iпк1+Iпк2+Iкм1+Iк1+Iк2 = 2.4+4.5+4.5+0.15+0.3+0.3 = 12.15А.

Iвст.н ? Iрасч.у*(1.1ч1.25) = 1.2*12.15 = 14.58А.

Выбираем плавких предохранитель ПРС – 20 – П.

Номинальная сила тока предохранительного режима предохранителя – 20А.

Номинальная сила тока продолжительного режима плавких вставок – 10, 16, 20А.

Iвст.н = 16А – номинальный ток плавкой вставки для FU2.

5.3. Расчет плавких предохранителей в цепи сигнализации и освещения.

Одновременно могут работать 3 лампы:

Iрасч = 3*(Iл.пуск + Iл.ном) = 3*(1+0.1) = 3.3А.

В качестве плавкого предохранителя выбираем ПРС – 6 – П.

Iплав.вставки = 4А – номинальная сила тока плавкой вставки для FU4.

5.4. Расчет плавких предохранителей вторичной обмотки в цепи динамического торможения

Iвст = Iв + Iпкт1 + Iкт1 = 43.4 + 5 + 3 = 51.4А.

Из условия выбираем плавкий предохранитель ПРС – 63П.

Iпл.вст = 63А – номинальная сила тока плавкой вставки для FU3.

5.5. Расчет плавких предохранителей первичной обмотки в цепи динамического торможения

Iрасч = Pi/Uф = iв*Uв/Uф = 3400/220 = 15.45А.

В качестве плавкого предохранителя выбираем ПРС – 20 – П.

Iн = 20А; Iпл.вст = 20А – номинальная сила тока плавкой вставки для FU5.


6. Расчет реле времени.
Реле времени предназначены для передачи команд из одной электрической цепи в другую, с определенным установленным предварительно выдержкой времени, для применения в схемах как коммутирующие изделия.

Формула для расчета времени торможения электродвигателя имеет вид:

Мс = 0; tт = J * ?д.ном/Мт.сред + Мс;

?д.ном = N*2?/60 = 1465*2*3.14/60 = 153.3 рад/с.

N – асинхронная частота вращения.

Мн = Р1н*60/2?*N = 18500*60/(2*3.14*1465) = 120.6 Н*м.

Мпуск = Мн*1.4 = 120.6*1.4 = 168.8 Н*м.

Мкр = Мн*2.3 = 120.6*2.3 = 277.4 Н*м.

Мт.сред = Мпуск*Мкр/2 = 168.8 + 277.4/2 = 223.1Н*м.

J’ =Jд.р = 0.13 кг*м2, отсюда следует:

tт = 0.13*153.3/223.1 = 0.01.

Условию выбора соответствует реле времени ЭВ100.

U = 24В.

Диапазон выдержки: 0.01 – 20с.

Число замкнутых контактов: 1.

Реле времени ЭВ100 с замыкающим контактом, т.е. через определенный промежуток времени, после обесточивания катушки реле времени, его контакт находящийся в цепи управления, размыкает цепь. Катушка контактора обесточивается и размыкает цепь динамического торможения. Торможение закончилось.

7. Выбор промежуточных реле.
Выбор промежуточного реле осуществляется по напряжению питания катушки реле U = 110В.

Условию соответствует РПУ – 1.

Uн = 110в; Iн = 0.3А; Iпуск = (10ч15)*Iн = 4.5А.
8. Выбор контактора КМ3.
Iэкв = Iдв.н*?3/?2 = Iдв.н*1.22 = 35.6А*1.22 = 43.6А.

Осуществим Выбор контактора КМ3 по току iв и выберем контактор ПАЕ-314.


Тип

Число контактов главной цепи

Номинальная сила тока продолжительного режима, А

Наибольшая мощность управляемого электродвигателя, кВт, при напряжении, В

110

220

380

500

ПАЕ -314

3

40

4

10

17

17


Рпуск,ВА

Рн.обм, ВА

Iпотр.обм, А

Iпуск, А

260

17

0.15

2.4


Iпотр.обм = Рн.обм/110В = 17ВА/110В = 0.15А

Iпуск = Рпуск/110В = 260ВА/110В = 2.4А


9. Работа схемы.
При нажатии на кнопку SB2 (вращение вперед) срабатывает катушка контактора КМ1, которая своими контактами шунтирует кнопку ПУСК (SB2) и разрывает цепь реверса (электрическая блокировка). Также при нажатии кнопки SB2 происходит механическая блокировка цепи реверса. Катушка контактора КМ1 своими главными контактами подключает двигатель, который начинает вращаться. Далее срабатывает промежуточное реле времени в цепи динамического торможения. Реле времени срабатывает и своими контактами подготавливает цепь динамического торможения. В цепи сигнализации в это время горят лампы сеть(HL1) и вращение вперед(HL2).

При нажатие на кнопку SB1(стоп) происходит разрыв цепи управления движения электродвигателя. Катушка Контактора КМ1 обесточивается и процесс идет в обратном порядке. При обесточивании промежуточного реле К1 реле времени обесточивается и начинается отчет времени до размыкания своего контакта КТ1 в цепи управления. Одновременно срабатывает катушка контактора КМ3 и подключает постоянное напряжение к обмотки статора электродвигателя. Начинается динамическое торможение. По истечении предварительно установленного промежутка времени реле времени разрывает своим контактом цепь управления. В это время в цепи сигнализации лампочка HL2 гаснет и загорается лампочка HL4 сигнализирующая о торможении. После окончания торможения лампочка гаснет.
ЛИТЕРАТУРА

1. Михайлов О.М., Стоколов В.Е. «Электрические аппараты и средства автоматизации» Учебник для ВУЗов. – М.; Машиностроение, 1982 – 183с ;

2. Алиев И.И. Справочник по электрической технике. М. Высшая школа, 2000г.

3. Справочник по автоматизированному электроприводу / Под ред. В.А.Елисеева и А.В.Шинянского – М; Энергоатомиздат 1983 – 616с;

Зона

Поз.

обознач.

НАИМЕНОВАНИЕ

Кол.

Примечание




QF

Выключатель автоматический




Iн.выкл=250А,







А3710Б

1

Iн.расц=160А.




SB1

Кнопка управления КЕ021У3

1

красный цвет




SB2-SB3

Кнопка управления КЕ011У3

2

черный цвет




SB4

Кнопка аварийного отключения

1

красный гриб




SA

Переключатель лампы













НКСО 1Ч100/ПОО-07










FU5, FU2

Предохранитель плавкий




Iн = 20А







ПРС – 20 – П

4

Iпл.вст = 20А




FU4, FU1

Предохранитель плавкий




Iн = 6А







ПРС – 6 – П

3

Iпл.вст = 4А




FU3

Предохранитель плавкий













ПРС – 63 – П

2

Iпл.вст = 63А




КМ1, КМ2

Пускатель магнитный













ПАЕ - 314

1

Iнтэ = 12.5А




КМ3

Пускатель магнитный













двухполюсный

1

Iнтэ = 12.5А




КТ1

Реле времени ЭВ100

1

U=24В, 0.01-20с




К1

Реле промежуточное РПУ-1

1

Uн=110В,Iн=0.3А




KF1, KF2

Реле тепловое ТРН-40

2

Iнтэ до 1.3А




EL

Светильник местного освеще-













ния НСКО 1Ч100/ПОО-07

1







Т1

Трансформатор напряжения













ОСМ – 1.0

1

Рн=63кВА




Т2

Трансформатор напряжения













ОСМ – 0.25

1

Рн=0.25кВА




HL1 – HL4

Устр-во сигнальное АСКО 020

4

Рн =2.5Вт




М

Электродвигатель 4А160М2У3

1

380B,50Гц,17кВт





Скачать файл (29.3 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации
Рейтинг@Mail.ru