Logo GenDocs.ru

Поиск по сайту:  

Загрузка...

Расчетно-графическая работа №6 - файл n1.doc


Расчетно-графическая работа №6
скачать (48.2 kb.)

Доступные файлы (1):

n1.doc275kb.27.02.2006 19:01скачать


n1.doc



МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АВИАЦИОННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра АТС
Пояснительная записка к расчетно-графической работе на тему:
«Разработка схемы электрической принципиальной подключения электропривода к промышленной сети»

Выполнил: студент группы

АУ-421

Абзалилов В.Р.
Проверил: Коуров Г.Н.

Уфа – 2006
Содержание

Задание 3

Введение 4

Выбор элементов электоравтоматики 5

Расчет силовой части 5

Двигатель 5

Расчет и выбор магнитного пускателя 6

Выбор тепловых реле 7

Расчет цепи управления 8

Выбор кнопок управления 8

Выбор световой сигнализации 8

Расчет и выбор трансформатора 9

Выбор плавких предохранителей 10

Выбор автоматического выключателя 10

Принцип работы схемы 12

Заключение 13

Список литературы 14

Задание.


  1. Разработать схему электрическую принципиальную подключения электропривода к промышленной сети (для технологического оборудования), которая должна обеспечивать следующие функции:

  • Осуществлять пуск, стоп, реверс электрической машины переменного тока;

  • Осуществлять защиту электрической сети от коротких замыканиях, возникших в установке;

  • Реализовать функцию защиты машины от кратковременных и длительных перегрузок;

  • Схема должна реализовывать защиту от повторного включения электрической машины (0 - защита);

  • Защита от самопроизвольного включения установки;

  • Схема должна обеспечивать безопасное ведение ремонтных работ на силовой части после ее отключения;

  • Схема должна обеспечивать сигнализацию режимов работы и блокировки;

  • Схема должна предусматривать аварийное отключение оператором;

  • Схема должна предусматривать гальваническую развязку между силовыми цепями и цепями управления;

  • Схема должна обеспечивать дополнительные функции названные преподавателем.

        1. Выполнить описание принципа работы схемы.

        2. Произвести расчеты, необходимые для выбора элементов схемы.

        3. Обосновать выбор каждого элемента электрической схемы.

        4. Оформить графическую часть – принципиальную электрическую схему установки.


Введение
Современные автоматизированные электроприводы представляют собой сложные динамические системы, включающие в себя линейные и нелинейные элементы, обеспечивающие в своем взаимодействии разнообразные статические и динамические характеристики. Приобретение навыков проектирования, расчета и анализа подобных систем имеет важное значение при подготовке специалистов в области автоматизации и механизации современного производства.

Широкое развитие САУ промышленным оборудованием в машиностроении связано с использованием богатого арсенала технических средств, среди которых важное место отведено электрическим аппаратам и устройствам.

Электрические элементы автоматики выполняют в системах управления многочисленные функции, связанные с переработкой входной информации, внутренним преобразованием и согласованием сигналов, хранением информации, выполнением логических операций, выработки исполнительных сигналов и использованием их для управления технологическим процессом.

Электроавтоматика берет на себя все более сложные функции управления, осуществляемые, как правило, на основе бесконтактных устройств. Это значительно повышает надежность и быстродействие систем управления, уменьшает размеры и массу устройств, а так же позволяет осуществить многие дополнительные функции в системах управления: поиск неисправностей, связь с центральным диспетчерским пультом и т. п.
Выбор элементов электоравтоматики.
Расчет силовой части.
Двигатель.
Во время прохождения ознакомительной практики на асфальтобетонном заводе мной был изучен битумный насос (режим работы – длительный), который обеспечивает перекачку битума из битумовоза в хранилище и наоборот. Привод насоса обеспечивается двигателем серии А02-51-6У3. Это двигатель обдуваемого исполнения со станиной и подшипниковыми щитами из чугуна на напряжение 380 В.

Технические данные рассматриваемого двигателя приведены в таблице 1.

Обозначение двигателя А02-51-6У3 означает: Асинхронный закрытого обдуваемого исполнения с чугунной станиной и подшипниковыми щитами, 5 – габарита первой длины сердечника статора, 6-ти полюсный, климатического исполнения – У, категории размещения – 3.
Таблица 1. Технические характеристики двигателя серии А02-51-6У3

Параметр

Значение

Напряжение, U , В

380

Номинальная мощность, P , кВт

7,5

Частота вращения, n , об/мин

1500

КПД, %

88,5

Cos ?

0,87

Iп/Iном

4,5

Ммахном

2

Мпном

1,4


Вычислим пусковой и номинальный токи двигателя:

;

где

Iном – номинальный ток электродвигателя, А;

Рном – номинальная мощность двигателя, Вт;

Uном – номинальное напряжение двигателя, В:

n – КПД двигателя.

Подставив численные значения, получим:

;

Пусковой ток электродвигателя определим по формуле:

;

т.е. ;
Расчет и 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 (0 - защита). Реверсивный магнитный пускатель состоит из двух контакторов и тепловых реле, смонтированных на общем основании или общем кожухе. Реверсивный магнитный пускатель имеет механическую блокировку между контакторами, чем исключается их одновременное включение.

Для управления двигателем применен магнитный пускатель ПМЕ-200. На схеме электрической принципиальной он представлен в виде двух контакторов КМ1, КМ2 и двух тепловых реле КК1 и КК2. Пускатель предназначен для коммутации силовых цепей и оснащен тепловым реле ТРН-25 для защиты от перегрузок электродвигателей переменного тока. Технические данные ПМЕ-200 представлены в таблице 2.
Таблица 2. Технические характеристики магнитного пускателя ПМЕ-200

Параметр

Значение

Номинальный ток, А

25

Номинальное напряжение обмотки, В

110

Предельный включаемый и отключаемый ток при U=380В, А

250

Провал главных контактов, мм

3 ± 0,5

Начальное нажатие на контактный мостик, Н

4,5

Раствор главных контактов, мм

3

Пусковая мощность обмотки, ВА

160

Номинальная мощность обмотки, ВА

18

Тип теплового реле

ТРН-25


Расчет магнитного пускателя осуществляется по следующим формулам:

;

где

- номинальный ток магнитного пускателя, А

- номинальный ток электродвигателя, А

Подставив значения, получим , т. е. условие выполняется.

;

где

- предельный включаемый ток, А

- пусковой ток электродвигателя, А

Подставив в данную формулу численные значения получим .

Условие выполняется, т. е. выбранный магнитный пускатель ПМЕ-200 удовлетворяет всем требованиям.
Выбор тепловых реле
Для защиты двигателя от длительных перегрузок (20 – 50 %) применяются тепловые реле, которые включают последовательно в контролируемую цепь.

В магнитных пускателях серии ПМЕ-200 применяются реле типа ТРН-25. Технические характеристики ТРН-25 представлены в таблице 3.
Таблица 3. Технические характеристики теплового реле ТРН-25

Параметр

Значение

Номинальный ток, А

5 - 32

Номинальное напряжение, В

380

Число контактов

замыкающих

1

размыкающих

1

Число полюсов

2

Биметалл

ТБ - 36

Температура срабатывания, °С

230

Регулировка тока уставки

±25%


Данное реле было выбрано исходя из условий:

;

где

- номинальный ток теплового реле, А

- номинальный ток двигателя, А

Подставив численные значения, получим:

.

Исходя из режима работы двигателя – длительный, ток уставки Iуст тепловых реле определим из уравнения:

;

где Рперегр = (20…50 %)* Рном.дв+ Рном.дв – мощность при перегруженном состоянии.



Это означает, что при перегрузке двигателя на 20% его ток составит 17,8 А и в это время сработают тепловые реле – двигатель отключится.
Расчет цепи управления
Выбор кнопок управления.
В схеме управления битумным насосом используются следующие кнопки управления:

  1. Аварийное отключение (грибовидный толкатель красного цвета) – SB 1;

  2. Стоп (красного цвета) – SB 2;

  3. Пуск вперед (черного цвета) – SB 3;

  4. Пуск назад (черного цвета) – SB 4.

Кнопки SB 2, SB 3, SB 4 типа КУО-3 с номинальным напряжением Uн до 380 В, а кнопка SB 2 – КУА-1 с номинальным напряжением до 500 В.
Таблица 4. Технические характеристики кнопок управления

Тип кнопки

КУО-3

КУА-1

Uн, В

До 380

До 500

Iн, А

2,5

5

Исполнение

Для вставки с фронтовым кольцом (малогабаритная)

Для вставки с фронтовым кольцом и с грибовидным толкателем



Выбор световой сигнализации.
Для обеспечения нормальной работы любых устройств электроуправления необходимо своевременное и надежное оповещение обслуживающего персонала о состоянии, режимах работы и положениях отдельных механизмов, приводов, узлов. Для выполнения этих функций используют различные устройства световой сигнализации. В данной схеме используется 4 сигнальные лампы:

  1. HL1 – подключение к сети;

  2. HL2 – движение вперед;

  3. HL3 – движение назад;

  4. HL4 – останов.


Таблица 5. Технические характеристики сигнальных ламп

Тип светосигнального устройства

АСР0025

Вид патрона

Резьбовой

Тип светофильтра

Плоский

Лампа

Тип

МН-26-0,12-1

Номинальное напряжение, В

24

Номинальная мощность, Вт

2,5

Тип цоколя

Р 10/20 - 2


Расчет и выбор трансформатора.
Первичная обмотка трансформатора цепи управления и сигнализации подключена к промышленной сети напряжением Uc = 380 В. Вторичные обмотки должны обеспечивать: напряжение 110 В (для питания обмоток контактора) и напряжение в 24 В (для цепей сигнализации). Мощность трансформатора выбирается из условия:

;

где

- номинальная мощность трансформатора;

- мощность обмотки управления;

- мощность обмотки сигнализации.

Так как для трансформатора незначительны кратковременные перегрузки, то мощность обмотки управления может быть меньше пусковой мощности обмоток работающих пускателей, но не меньше их номинальной мощности:

.

Мощность обмотки сигнализации определяется суммарной мощностью всех ламп, которые могут работать одновременно. В нашем случае одновременно могут гореть две лампы по 2,5 Вт, следовательно:

;

следовательно, требуемая мощность трансформатора:

.

Номинальный ток трансформатора:

Из рассчитанных параметров выбираем необходимый трансформатор – ОСМ-0,2 – однофазный, сухой, многоцелевой мощностью 200 Вт.
Таблица 6. Технические характеристики трансформатора ОСМ-0,063

Параметр

Значение

Номинальная мощность, Вт

трансформатора

63

вторичной обмотки управления

45

вторичной обмотки сигнализации

18

Номинальное напряжение обмоток, В

первичной

380

управления

110

сигнализации

24

Выбор плавких предохранителей
Предохранители предназначены для защиты электрических сетей, электроустановок, электродвигателей от коротких замыканий. Существует несколько типов плавких предохранителей (пробочные, трубчатые и др.). Трубчатые предохранители кроме типа ПР2 заполнены кварцевым песком и могут устанавливаться в вертикальном и горизонтальном положениях. А ПР2 устанавливают только в вертикальном положении.

При выборе предохранителей для цепи управления будем опираться на следующие условия:

  1. Для защиты трансформатора от короткого замыкания в первичной обмотке : .

  2. Для защиты цепи управления: .

  3. Для защиты цепи сигнализации:







Ток вставки выбираем из ряда токов вставки данного типа предохранителя:
Таблица 7. Технические характеристики плавких предохранителей

Цепь

Тип предохранителя

Номинальный ток, А

Номинальный ток вставки, А

Трансформатора

ПЦУ-6

6

0,2

Управления

ПЦУ-6

6

0,2

Сигнализации

ПЦУ-6

6

0,4



Выбор автоматического выключателя
Автоматические выключатели осуществляют защиту электродвигателей при коротких замыканиях и перегрузках. Они имеют механизм свободного расцепления, который обеспечивает автоматическое их отключение при аварийном режиме защищаемой цепи. Двухполюсные и трехполюсные автоматы снабжаются тепловыми и электромагнитными расцепителями в каждом полюсе и отключают одновременно все цепи при срабатывании любого из расцепителей.

Автоматы выбирают по их номинальному току. Уставки токов расцепителей определяют по следующим соотношениям:

для силовых одиночных электроприемников ток уставки ток уставки электродинамического расцепителя , где

IП – пусковой ток электродвигателя,

IТР – номинальный ток трансформатора.

В данном случае получаем:

.

Этим требованиям удовлетворяет автоматический выключатель типа А3100.

Таблица 8. Технические характеристики автоматического выключателя А3100

Ном. ток, А

Ном. напряжение, В

Число полюсов

Ток уставки, А

Время откл., с

Привод

90

380

3

15 - 90

0,04

ручной


Принцип работы схемы.
Насос обеспечивает перекачку битума в хранилище и в битумовоз. Он расположен на расстоянии 10 метров от хранилища. Дистанционное управление ведется со станции управления. Она также служит центром управления завода, в ней размещаются коммутационные аппараты, аппараты защиты электрических цепей, аппараты управления.

Питание электрооборудования осуществляется через центр управления от сети трехфазного переменного тока с номинальным напряжением 380 В, частотой 50 Гц. Допустимое отклонение питающего напряжения: -15%...+10% от номинального.

Схема обеспечивает дистанционный пуск, реверсирование и останов, защиту двигателя от перегрузок, защиту от самозапуска.

При включении автоматического выключателя QF1 питание подается на силовую цепь электродвигателя и на понижающий трансформатор ТС1. При этом загораются две лампы: HL1 – «сеть» и HL4 – сигнализирует о состоянии двигателя - «останов». Для пуска двигателя оператор нажимает кнопку SB3 (или SB4) в зависимости от направления закачки битума. При этом включеатся катушка КМ1 (КМ2), контактор срабатывает и включает контакты КМ1 (КМ2), т. е. блокируется пусковая кнопка, лампа «останов» гаснет, а лампа «вперед» («назад») загорается, активируется электронная блокировка от одновременного включения контакторов. Двигатель работает. При перегрузке (если ток статора длительно превышает 1,1 – 1,2 номинального значения) срабатывают тепловые реле КК1, КК2, отключая цепь управления, а следовательно и цепь питания двигателя.

Для остановки двигателя оператор нажимает на кнопку SB2, чем разрывает цепь управления (обесточивает КМ, КМ2). Загорается лампа «останов».

Для защиты сети от коротких замыканий используется автоматический выключатель QF1 с динамическим расцепителем. Для создания видимого разрыва цепи при ведении ремонтных работ достаточно извлечь предохранители из своих гнезд или выключить автомат QF1.

В случае «авария» оператор нажимает кнопку SB1, которая расположена на видном месте станции управления и обеспечивает те же функции, что и SB2.

Заключение
Разработана схема подключения к промышленной сети асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Схема обеспечивает: осуществление пуска, стопа и реверса электродвигателя; защита питающей сети от короткого замыкания, возникшего в оборудовании; защита электрической машины от кратковременных и длительных перегрузок; защита от повторного включения установки (нуль-защиту); отключение, обеспечение безопасного ведения ремонтных и профилактических работ в силовой цепи; сигнализация режимов и блокировки; аварийное отключение оператором; гальваническая развязка силовых цепей и цепей управления.
Список литературы


  1. Алиев И.И. «Справочник по электрической технике», М. Высшая школа, 2000г.

  2. Герасимов В.Г. «Электротехнический справочник», 1981г.

  3. Клюков В.К., Копылов И.П. «Справочник по электрическим машинам в 2-х томах».

  4. «Справочник по проектированию автоматизированного электропривода и систем управления». /под ред. Круповича В.И., М. Энергоиздат., 1982г.






Скачать файл (48.2 kb.)

Поиск по сайту:  

© gendocs.ru
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации