Выбор ЭА - файл 1.doc

Выбор ЭА
скачать (262.5 kb.)

Доступные файлы (1):

1.doc

263kb.

20.11.2011 17:39

скачать

содержание

---

Смотрите также:
• Выбор ЭА [ документ ]
• Курсовой проект - Автоматизация технологических процессов в машиностроении [ курсовая работа ]
• Дипломный проект Колесо приводное зубчатое [ дипломная работа ]
• Выбор основного оборудования электростанций и подстанций [doc][cdw] [ документ ]
• Автоматизированный электропривод [ документ ]
• Выбор электрических аппаратов [ документ ]
• Диплом - Расчеты по разделах диплома. Электропривод [ дипломная работа ]
• Автоматизированный электропривод бурового станка УБШ 501 АК [ документ ]
• Расчетно-графическая работа - Электроснабжение ремонтно-механического цеха [ расчетно-графическая работа ]
• Автоматизация [ документ ]
• Модернизация устройств релейной защиты и автоматики (РЗА) электрической подстанции 110/35/10 кВ [PDF] [ документ ]
• Автогенератор [ документ ]

1.doc

Содержание

Приложение А СПЕЦИФИКАЦИЯ 11
1 Задание на контрольную работу

1. Произвести расчет и выбор аппаратуры в релейно-контакторной схеме управления электроприводом асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (рисунок 2.1) в соответствии с техническими данными двигателя. Данные двигателя приведены в таблице 1.1.

2. Произвести расчёт и выбор аппаратуры для защиты системы ПЧ-АД (асинхронный двигатель выбирается в соответствии с первой частью задания).

Принципиальная схема защиты преобразователя частоты (ПЧ) с автономным инвертором напряжения (АИН) представлена на рисунке 3.1
Таблица 1.1 - Характеристики выбранного двигателя

Номер варианта	Тип	Мощность, кВт	Скольжение s,%	КПД, %	cosφ	Ммакс/Мном	Мпуск/Мном	Iпуск/Iном
Синхронная скорость вращения 3000 об/мин
15	4А180S4У3	22	2	90	0.9	2.2	1.4	7

2 Расчет и выбор аппаратуры релейно-контакторной схемы управления электроприводом АД с короткозамкнутым ротором


Рисунок 2.1 – Принципиальная схема реверсивного пуска асинхронного короткозамкнутого электродвигателя с реверсом скорости

2.1 Определения значений номинального и пускового тока двигателя

На рисунке 2.1 представлена принципиальная схема реверсивного пуска асинхронного короткозамкнутого электродвигателя с реверсом скорости при помощи реверсивного магнитного пускателя. При включенном рубильнике Р схема подготовлена к работе.

Для пуска двигателя в нужном направлении, например, вперед, необходимо нажать кнопку КнВ. При этом включается группа контактов КВ магнитного пускателя и присоединяет двигатель к сети. Одновременно замыкающий блок-контакт КВ блокирует кнопку КнВ. Для остановки двигателя необходимо нажать кнопку КнС, которая отключит контакты магнитного пускателя, и двигатель будет отсоединен от сети.

Для пуска двигателя в обратном направлении необходимо нажать кнопку КнН, которая включит группу контактов КН. Две фазы статора двигателя (А и В) поменяются местами, и он начнет вращаться в обратном направлении. Если нажать кнопку КнН при включенных контактах КВ, то размыкающий контакт этой кнопки отключит контакты КВ, после чего включатся контакты КН. В результате произойдет торможение противовключением с последующим реверсом двигателя.

Защита двигателя осуществляется с помощью максимальных токовых реле РМ1, РМ2, РМ3 и тепловых реле РТ1 и РТ2. При срабатывании любого из реле размыкается его контакт в цепи контакторов в схеме управления. Последние отключаются и отсоединяют двигатель от сети. В схеме используются кнопки с двумя контактами – замыкающим и размыкающим. Эти контакты включены в разные цепи, обеспечения надежную электрическую блокировку.

Прежде чем приступить к непосредственному выбору пускозащитной аппаратуры, необходимо по данным номинальным параметрам двигателя и сети рассчитать номинальный ток двигателя и его пусковой ток.

Номинальный ток двигателя можно определить по следующей формуле:

_(2.1)

где m – число фаз статора.



По известной кратности пускового тока можно определить его значение:

_(2.2)



После определения значений номинального и пускового тока можно приступить к выбору требуемой аппаратуры.
2.2. Выбор рубильника

Выбор рубильников необходимо, в общем случае, осуществлять, исходя из следующих условий:

1. 
   U_ном ≥ U_{ном.сети};
   
2. 
   I_ном ≥ I_{прод.расч};
   
3. 
   I_{откл.доп} ≥ I_{раб τ} (в случае, если рубильник имеет дугогасительные камеры или разрывные контакты)
   

В указанных выше соотношениях представлены следующие обозначения: Uном – номинальное напряжение, на которое рассчитан рубильник; Uном.сети – номинальное напряжение сети; Iном – номинальный ток контактов рубильника; Iпрод.расч – продолжительно допустимый ток проводника; Iоткл.доп – предельно допустимое значение тока отключения; Iрабτ – рабочий ток цепи в момент начала расхождения дугогасительных контактов аппарата. Выбираем по таблице 2.4 (литература [3]) переключатель-разъединитель с центральным рычажным приводом серии ППЦ-32, со следующими номинальными параметрами: U_ном = 380 В, I_ном = 250 А.
2.3. Выбор максимальных токовых реле

1. Выбираем ток уставки реле в зависимости от типа двигателя:

Так как в данной схеме используется асинхронный короткозамкнутый двигатель, то ток уставки реле выбираем по следующему выражению:

_(2,3)



2. Выбираем номинальный ток реле

Исходя из условий выбора максимальных токовых реле по номинальному току I_ном.р, нужно выбирать такие реле, чтобы выполнялось условие:

Iном.р≥ Iном.дв =23,8А (2.4)

Указанным двум условия удовлетворяет реле серии РЭО-401 со следующими номинальными параметрами: I_ном=63А, I_сраб.р=(82 ÷252)А.
2.4. Выбор магнитного пускателя

Для пуска, реверса и аварийного отключения в схеме электропривода используется реверсивный магнитный пускатель. Для выбора требуемого магнитного пускателя обратимся к пункту 2.2.3 методических указаний. Параметры выбираемых магнитных пускателей должны удовлетворять следующим условиям:

U_ном ≥ Uном.сети =380В

I_ном ≥ I_ном.дв =23,8А (2.5)

I_пред ≥ I_{пуск.дв} =178,5А

Указанным условиям удовлетворяет магнитный пускатель типа ПME-200 со следующими номинальными параметрами: U_ном = 380 В; I_ном = 25 А; I_пред = 280 А; пусковая мощность, потребляемая обмоткой, P_в = 160 ВА; номинальная мощность обмотки P_р = 8 ВА.
2.5. Выбор тепловых реле

При выборе теплового реле будем придерживаться порядка, указанного в пункте 2.2.4 настоящих методических указаний:

1. 
   Выбираем предварительное значение номинального тока нагревателя I_{ном.нагр} номинального тока реле I_ном.р:
   

I_ном.р ≥ I_{ном.нагр}≈ 23,8А (2.6)

т.е. I_{ном.нагр} =23,8А. В соответствии с этим значением предварительно выбираем серию реле. Таким образом, можно взять тепловое реле серии ТРН, для которого значение коэффициента δ = 2%.

2. 
   Приводим I_{ном.нагр} к действительной температуре окружающей среды, т.е. к t_окр (считаем, что t_окр = 75°С):
   

_(2.7)

3. 
   Выбираем номинальное значение тока уставки I_{ном.уст}
   

Так как двигатель работает при температуре, отличной от номинальной, то ток уставки выбирается исходя из следующего выражения:

_(2.8)

4. 
   Окончательно выбираем номинальный ток нагревателя I_{ном.нагр}:
   

17,7А<I_{ном.нагр}<26,56A

Таким образом. Выбираем тепловое реле серии ТРН-25 со следующими номинальными параметрами: I_ном.р= 25 А, диапазон изменения тока уставки I_уст = (7,5 ÷13) А, максимальный ток продолжительного режима при t_окр = 40° , I_макс40º = 30 А.


^ 2.6. Выбор предохранителей

В данной схеме электропривода переменного тока предохранители установлены для защиты цепи управления. Выбирая предохранители для защиты цепи управления, будем ориентироваться на значения пусковой мощности, потребляемой обмоткой магнитного пускателя, и ее номинальной мощности в режиме удержания. При этом следует отметить, что в каждый момент времени (пуск, торможение, реверс) работает только одна контактная группа. при защите электродвигателя с частыми пусками или большой длительностью пускового периода (электродвигатели кранов, центрифуг, дробилок – время пуска более 5 с.)

Iном.в ≥ Iпуск/(1,6÷2,0)

Iном.в=178,5/2=89,25А

Таким образом, выбираем слаботочные предохранители на номинальное напряжение 600 В серии ПР-2-100, рассчитанные на номинальный ток I_ном = 100 А.
Таким образом, был произведен расчет и выбор всех необходимых, подходящих по условиям работы, аппаратов для пуска, реверса и защиты асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.
^

3 Расчет и выбор аппаратов защиты системы ПЧ-АД

Рисунок 3.1– Принципиальная схема системы ПЧ-АД

В соответствии с рисунком 3.1 можно сказать, что защита преобразователя частоты осуществляется всего двумя видами аппаратов: быстродействующими предохранителями FU и автоматическим выключателем QF.

Основная трудность, в данном случае, заключается в том, в преобразователе частоты имеет место как постоянные, так и переменные ток и напряжение. Например, автоматический выключатель QF должен выбираться по действующему значению основной гармоники тока. В тоже время, быстродействующие предохранители для защиты силовых тиристоров выбираются исходя из номинального значения выпрямленного тока. Поэтому целесообразно, предварительно вычислить указанные величины. Можно рекомендовать следующий порядок вычислений:

1 Индуктивное сопротивление асинхронного двигателя:

_(3.1)



2 Действующее значение полного тока при номинальной нагрузке:

_(3.2)



3 Номинальная допустимо-длительная мощность:

_(3.3)



4 Выбираем преобразователь частоты:

Выбор преобразователя частоты осуществляется исходя из следующих условий:

• 
  S_н.пч ≥К_з∙S_н = 1,25∙42983 = 53,7 кВА;
  
• 
  U_н.пч ≥U_{ном.сети} = 380В;
  
• 
  I_н.пч ≥I_{пуск.дв}/λ_пч = 178,5 /2 = 89,25А;
  
• 
  I_{макс.пч} ≥I_{пуск.дв}= 178,5А;
  

Исходя из перечисленных условий и каталожных данных, выбираем преобразователь частоты типа ТРИОЛ АТ04-55 со следующими параметрами:

S_н.пч=72кВА;

I_н.пч=110А;

I_{макс.пч}=132А;

U_н.пч=380В;

η_пч=0,885;

P_ном.дв=22кВт.

5. 
   Активная мощность на выходе инвертора:
   

_(3.4)

6. 
   Номинальное напряжение в звене постоянного тока:
   

_(3.5)

7. 
   Номинальный выпрямленный ток:
   

_(3.6)

8. 
   Действующее значение первой гармоники тока:
   

_(3.7)



Таким образом, был произведен предварительный расчет номинального значения выпрямленного тока и действующего значения первой основной гармоники тока. Кроме того был выбран преобразователь частоты, технические параметры которого необходимо будет учесть при дальнейшем выборе автоматического выключателя.

^ 3.1 Выбор автоматического выключателя

Для защиты преобразователя частоты выбираем автоматический выключатель серии А3700 с тепловым и электромагнитным расцепителями. Требуемый автоматический выключатель должен удовлетворять следующим условиям:

• 
  Номинальное напряжение U_нвыкл ≥ U_нсети = 380 В;
  
• 
  Номинальный ток выключателя I_нвыкл ≥ I_1л =7,326 А
  
• 
  Уставка по току срабатывания
  

– теплового расцепителя

I_т ≥ 1,25I_1л =1,25*7,326=9,16 А

– электромагнитного расцепителя

I_эм ≥ 1,2I_{макс.пч} =1,2*132=158,4 А

Указанным условиям удовлетворяет автоматический выключатель типа А3712Б со следующими номинальными параметрами: U_н.выкл =380В, I_н.выкл =160А, I_т =18А, I_эм =160А
^ 3.2 Выбор плавких предохранителей

Из рисунка 2.2 видно, что плавкие предохранители использованы для защиты силовых полупроводниковых вентилей – тиристоров. Поэтому выбираем быстродействующие предохранители серии ПП57. Для определения номинального тока плавкой вставки воспользуемся выражением, приведенным в пункте 2.5:

_(3.8)



Кроме того, номинальное напряжение основания выбираемого предохранителя должно быть не менее 380 В.

Указанным условиям удовлетворяет плавкий предохранитель ПП57-25 со следующими номинальными параметрами: I_ном.п.в = 20 А, номинальный ток предохранителя I_номп = 50 А, U_ном = 380 В.

^

Приложение А

Ном.

Обозн. на схеме

Наименование

Кол.

Примечание

1

QF

Автоматический выключатель А3712Б

1

Uн=380В Iнрасц=160А

2

КМ

Магнитный пускатель ПМЕ – 200

1

Uном = 380 В; Iном = 25А; Iпред = 280 А

3

Д

Асинхронный двигатель 4А180S4У3

1

Pн=22 кВт nн=3000 об/мин

4

КК

Реле тепловое ТРН-25

1

Iуст = (7,5 ÷13)А

5

FU

Предохранитель ПР-2-100

2

Iпл.вст.=100А

6

FU

Предохранитель ПР-2-100

6

Iпл.вст.=100А

7

QS

Рубильник ППЦ – 32

1

Iн=250А

8

ПЧ

Преобразователь частоты ТРИОЛ АТ04-55

1

Sн.пч=72кВА,Iмакс.пч= 132А,Iн.пч=110А

9

КА

Реле максимального тока РЭО – 401

1

Iуст=63А

Спецификация электрооборудования силовой схемы и схемы управления системы ПЧ-АД

Лит.

Масса

Масшт.

Изм.

Лист

Фамилия

Подп.

Дата

Лист

Листов

Разраб.

Мамилин А.М.

Руководит.

СыромятниковВ.Я.

^

Список использованных источников.

1. 
   Чунихин А.А.,“Электрические аппараты”, Москва,Энергоатомиздат,1988г.;
   
2. 
   Сыромятников В.Я., Фомин Н.В., Сыромятникова Т.Н., “Электрические и электронные аппараты”, Магнитогорск, 2006г.;
   
3. 
   Сыромятников В.Я., Сыромятникова Т.Н., Методические указания и варианты контрольных работ по дисциплине «Электрические и электронные аппараты» для студентов специальности 140604 всех форм обучения, Магнитогорск, 2007г.;
   
4. 
   Лукин А. Н., “Шаг за шагом”, Магнитогорск, 2006.
   

---

Скачать файл (262.5 kb.)

Поиск по сайту:  

---