- •Введение
- •1.1 Организация курсового проектирования
- •1.1.1 Цели, задачи и тематика курсового проектирования. Задание на курсовое проектирование
- •1.1.2 Структура курсового проекта
- •1.1.3 Организация выполнения и защиты курсового проекта
- •1.2 Общие вопросы организации дипломного проектирования
- •1.2.1 Цели, задачи и тематика дипломного проектирования
- •1.2.2 Задание на дипломное проектирование
- •1.2.3 Структура дипломного проекта
- •1.2.4 Организация выполнения и защиты выпускной квалификационной работы
- •1.3 Требования к оформлению курсовых проектов и выпускных квалификационных работ
- •1.3.1 Нормативные документы
- •1.3.2 Основные понятия
- •1.3.3 Стадии разработки устройства
- •1.3.4 Виды конструкторской документации
- •1.3.5 Требования к оформлению текстовой части работы
- •1.3.6 Правила выполнения электрических схем
- •1.3.7 Ведомость технического проекта
- •2 Расчет и проектирование элементов судовых электротехнических комплексов
- •2.1 Расчет и проектирование электроприводов судовых механизмов
- •2.1.1 Проектирование электропривода рулевого устройства
- •2.1.1.1 Исходные данные для расчета
- •2.1.1.2 Определение геометрических характеристик пера руля, гидродинамических сил и моментов, действующих на перо руля
- •2.1.1.3 Определение диаметра баллера руля
- •2.1.1.4 Расчет электрогидравлического рулевого привода
- •2.1.1.5 Разработка электрической схемы электропривода
- •2.1.2 Проектирование электропривода якорно-швартовного устройства
- •2.1.2.1 Исходные данные для расчета
- •2.1.2.2 Выбор основных параметров якорно-швартового устройства
- •2.1.2.3 Расчет мощности электродвигателя
- •2.1.2.4 Предварительный выбор электродвигателя
- •2.1.2.5 Проверка двигателя по значению пускового момента
- •2.1.2.6 Проверка выбранного электродвигателя на нагрев
- •2.1.2.7 Разработка электрической схемы электропривода
- •2.1.3 Проектирование электропривода судовых грузовых лебедок
- •2.1.3.1 Исходные данные для расчета
- •2.1.3.2 Выбор редуктора грузового устройства
- •2.1.3.3 Предварительный выбор исполнительного электродвигателя лебедки
- •2.1.3.4 Расчет и построение нагрузочной диаграммы
- •2.1.3.5 Проверка выбранного электродвигателя на обеспечение заданной производительности
- •2.1.3.6 Проверка выбранного электродвигателя на нагрев
- •2.1.3.7 Разработка электрической схемы электропривода
- •2.1.4 Методические указания по расчету параметров и выбору элементов схем судового электропривода
- •2.1.4.1 Методические рекомендации по выбору контакторов
- •2.1.4.2 Методические рекомендации по выбору реле защиты
- •2.1.4.3 Методические рекомендации по выбору реле управления
- •2.1.4.4 Методические рекомендации по выбору автоматических выключателей
- •2.1.4.5 Методические рекомендации по выбору магнитных пускателей
- •2.1.4.6 Методические рекомендации по выбору силовых кулачковых контроллеров
- •2.2 Расчет и проектирование судовой электроэнергетической системы
- •2.2.1 Цели задачи проектирования. Требования к результатам проектирования
- •2.2.2 Определение нагрузки генераторов судовой электроэнергетической системы
- •2.2.2.1 Методы расчета нагрузки СЭЭС
- •2.2.2.2 Табличный метод расчета нагрузки
- •2.2.2.3 Проверка генераторов по провалу напряжения
- •2.2.3 Разработка схемы распределения электроэнергии по судну
- •2.2.4 Расчет и выбор преобразователей электроэнергии
- •2.2.5 Расчет судовой сети
- •2.2.6 Выбор коммутационно-защитной аппаратуры
- •2.2.7 Выбор и расчет шин ГРЩ и АРЩ
- •2.2.8 Расчет значений токов при коротком замыкании в судовой электроэнергетической системе
- •2.2.9 Проверка элементов судовой электроэнергетической системы по токам короткого замыкания
- •2.2.9.1 Проверка шинопроводов по токам короткого замыкания
- •2.2.9.2 Проверка аппаратов защиты по токам короткого замыкания
- •2.2.10 Разработка генераторной секции ГРЩ с системой автоматизированного управления генераторными агрегатами
- •2.2.10.1 Разработка принципиальной схемы генераторной секции ГРЩ
- •2.2.10.2 Разработка системы автоматизации судовой электроэнергетической системы
- •2.3 Расчет и проектирование управляемого выпрямителя для электропривода постоянного тока
- •2.3.1 Цели задачи проектирования
- •2.3.2 Разработка структурной схемы устройства
- •2.3.3 Расчет элементов устройства
- •2.3.3.1 Расчет силового блока выпрямителя.
- •2.3.3.3 Расчет элементов схемы системы управления.
- •2.3.3.4 Разработка схемы и расчет элементов блока питания системы управления
- •2.4 Разработка и проектирование микропроцессорных управляющих систем
- •2.4.1 Цели задачи проектирования
- •2.4.2 Пример разработки МПСУ грузовым лифтом [27]
- •2.4.2.1 Краткое описание объекта автоматизации (грузового лифта) и устройства управления им
- •2.4.2.3 Выбор структурной схемы микропроцессорной системы управления
- •2.4.2.4 Разработка принципиальной электрической схемы МПСУ
- •2.4.2.5 Разработка программы, заносимой в ПЗУ МПСУ
- •2.4.2.6 Прошивка ПЗУ
- •2.4.3 Контроллеры систем
- •2.5 Проектирование судовой компьютерной сети
- •2.5.1 Задачи проектирования
- •2.5.2 Указания к проектированию
- •2.5.3 Разработка судовой компьютерной сети пассажирского парома
- •2.5.3.1 Расчет сети доступа на базе Fast Ethernet
- •2.5.3.2 Выбор оборудования для судовой компьютерной сети
- •2.5.3.3 Расчет затухания
- •2.5.3.4 Монтаж локальной сети
- •2.5.3.5 Установка и настройка программного обеспечения
- •2.5.3.6 Тестирование сети
- •3 Расчет показателей надежности электротехнических устройств
- •3.1 Показатели надежности неремонтируемых объектов
- •3.2 Расчеты надежности неремонтируемых систем
- •3.2.1 Составление логических схем
- •3.2.2 Виды расчетов надежности
- •4 Разработка мероприятий по технической эксплуатации судового электрооборудования
- •5 Разработка мероприятий по предотвращению загрязнения с судов
- •6 Разработка мероприятий по безопасной эксплуатации судового электрооборудования
- •7 Расчет единовременных (капитальных) затрат, необходимых для создания и внедрения новой техники
- •Приложение А Задания для выполнения курсовых проектов
- •Список использованной литературы
2.1.4 Методические указания по расчету параметров и выбору элементов схем судового электропривода
2.1.4.1Методические рекомендации по выбору контакторов
Всхемах судового электропривода переменного тока широко применяются универсальные электромагнитные контакторы серии КМ 2000. Технические данные контакторов указанной серии приведены в таблице 2.15 [65] .
Величину (габарит) контакторов выбирают по току нагрузки при том режиме, который является номинальным для электродвигателя. Выбранный контактор проверяют по условиям коммутационной способности. Расчетный пусковой ток электродвигателя не должен превышать 85% номинального тока включения контактора. Выбранный контактор также проверяют на термическую устойчивость при прохождении токов короткого замыкания в пределах срабатывания защитного аппарата.
Конкретный тип контактора выбирается по конструктивному исполнению и числу главных и вспомогательных контактов.
Структура условного обозначения: КМ2XXX-XX М4 или ОМ4
где:
КМ2 - серия;
вторая цифра: исполнение и количество главных контактов ("1" - 1 замыкающий, "2" – 2 замыкающих, "3" - 3 замыкающих, "4" - 1 размыкающий, "5" - 1 замыкающий и 1 размыкающий, "6" - 2 замыкающих и 1 размыкающий, "7" - 2 замыкающих и 2 размыкающих.)
третья цифра: тип тока главной цепи, четный - постоянный ток, нечетный – переменный ток, в частности ("5" - нереверсивные для пускателей, "7" - реверсивные для пускателей, "9" - исполнение контакторов на
660В 50 Гц).
четвертая цифра: номинальный ток главной цепи ( "1" - 25А; "2" - 50А; "3" - 100А; "4" - 150А; "5" - 350А (постоянного тока) и 300А (перемен-
ного тока); "6" - 600А).
пятая и шестая цифры: сочетание вспомогательных контактов.
121
Таблица 2.15 Технические данные контакторов переменного тока серии КМ
2000
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Число |
|
|
|
|
|
|
Ток, А |
|
|
|
|
Мощность втягивающей катушки при включении, Вт |
Число |
|
блок- |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
контактов |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
главных |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
максимальный включения |
термической устойчивости |
контак- |
мо- |
|
|
|||
|
|
|
|
|
в режиме |
|
номинальный включения |
тов |
стико- |
клино- |
||||||
Величина контактора |
|
|
|
|
|
|
|
|
вых |
вых |
||||||
Тип |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
контактора |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Номинальный |
30 мин |
|
5 мин |
ПВ=40% |
замыкающих |
размыкающих |
замыкающих |
размыкающих |
замыкающих |
размыкающих |
|||||
|
КМ 2211-9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
1 |
1 |
|
I |
КМ 2311-9 |
25 |
30 |
|
35 |
30 |
150 |
175 |
500 |
16 |
3 |
— |
— |
1 |
1 |
— |
КМ 2711-16 |
|
2 |
2 |
2 |
— |
— |
— |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
КМ 2711-18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
1 |
1 |
— |
— |
|
КМ 2212-15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
1 |
1 |
|
|
КМ 2312.18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
— |
1 |
1 |
1 |
— |
|
КМ 2332-29 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
— |
2 |
— |
2 |
2 |
II |
КМ 2332-32 |
50 |
70 |
|
85 |
70 |
300 |
350 |
1000 |
75 |
3 |
— |
— |
2 |
2 |
2 |
|
КМ 2332-35 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
— |
1 |
1 |
2 |
2 |
|
КМ 2712-16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
2 |
|
|
|
|
КМ 2712-18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
1 |
1 |
1 |
— |
|
КМ 2213-15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
— |
— |
1 |
1 |
— |
|
КМ 2333-29 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
— |
2 |
— |
9 |
2 |
|
КМ 2333-32 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
— |
— |
2 |
2 |
2 |
III |
КМ 2333-35 |
100 |
130 |
|
180 |
130 |
600 |
700 |
1600 |
120 |
3 |
— |
1 |
1 |
2 |
2 |
|
КМ 2313-16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
2 |
|
1 |
|
|
КМ 2313-17 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
— |
— |
2 |
1 |
— |
|
КМ 2313-18 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
— |
1 |
1 |
1 |
— |
|
КМ 2214-15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
— |
— |
1 |
1 |
— |
|
КМ 2314-16 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
— |
2 |
— |
1 |
— |
|
КМ 2314-17 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
— |
— |
2 |
1 |
— |
IV |
КМ 2314-18 |
150 |
200 |
|
270 |
200 |
900 |
1050 |
2000 |
140 |
3 |
— |
1 |
1 |
1 |
— |
|
КМ 2334-29 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
2 |
|
2 |
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
КМ 2334-32 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
— |
— |
2 |
2 |
2 |
|
КМ 2334-35 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
— |
1 |
1 |
2 |
2 |
V |
КМ 2315А |
300 |
380 |
|
|
|
1800 |
2100 |
5400 |
180 |
3 |
|
1 |
1 |
2 |
2 |
КМ 2335А |
|
|
|
3 |
— |
9 |
— |
2 |
2 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
VI |
КМ 2316А |
600 |
700 |
|
|
|
3600 |
4200 |
9600 |
410 |
3 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
КМ 2336А |
|
|
|
3 |
— |
2 |
— |
1 |
1 |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
122
2.1.4.2Методические рекомендации по выбору реле защиты
Вкачестве реле защиты электропривода переменного тока используются температурно-токовые реле, в дальнейшем называемые тепловыми, которые используются для отключения двигателя в функции произведения тока перегрузки на время.
Параметры реле защиты:
пограничный ток реле это наименьший ток, при котором реле в данных условиях срабатывает при достаточно продолжительной перегрузке, достигнув установившегося теплового состояния. пограничный ток определяется как среднеарифметическое между током срабатывания и током несрабатывания в течение времени, необходимого для достижения реле установившегося состояния. Отношение тока срабатывания к току несрабатывания должно быть не более 1,05.
ток уставки реле это наибольший ток, при котором в данных условиях (положение регулятора и положение в пространстве), несмотря на достаточно продолжительную перегрузку, гарантируется несрабатывание реле.
номинальный ток уставки реле это ток уставки в любом данном положении регулятора уставки при температуре окружающей среды 40°С.
номинальный ток теплового элемента это номинальный ток уставки реле с данным тепловым элементом при нулевом положении регулятора уставки.
номинальный ток реле это наибольший номинальный ток теплового элемента, который может быть установлен в реле данного типа.
максимальный ток продолжительного режима это наибольший длительно допустимый ток в продолжительном режиме, при котором допускается эксплуатация реле и температура токоведущих частей реле не превышает максимально допустимых значений.
тепловой элемент это реагирующий на нагрев орган реле, состоящий из термобиметаллического узла, а для некоторых исполнений, кроме
того, нагреватель или трансформатор тока.
Тепловые реле серии ТРТ. Реле серии ТРТ относятся к категории темпера- турно-токовых и служат для защиты цепей электроприводов переменного и постоянного тока от недопустимых токов перегрузки. Реле серии ТРТ имеют пять габаритов в интервале номинальных токов тепловых элементов от 1,75 до 550 А.
При выборе тепловых реле для двигателей длительного режима принимают во внимание следующие факторы:
тепловое реле не должно срабатывать при токе, равном 1,1 номинального тока двигателя, что гарантирует безотказную работу при напряжении, составляющем 110% поминального;
тепловое реле должно срабатывать при токе перегрузки двигателя, составляющем 135÷140 % поминального, в течение 10÷30 мин;
123
тепловое реле должно в нагретом состоянии пропустить без срабатывания два пуска защищаемого двигателя подряд;
тепловое реле должно отключить двигатель при стоянке под током в
течение 8÷12 с с холодного состояния.
Выбор тепловых реле осуществляют по номинальному току электродвигателя по техническим данным, приведенным в таблице 2.16 [65].
Таблица 2.16 Основные технические данные реле серии ТРТ
Цифровая |
|
Наименьшее |
Цифровая |
|
Наименьшее |
Наименьшее |
часть в типо- |
|
часть в типо- |
|
|||
вом обозна- |
Номинальныйсечение под- |
вом обозна- |
Номинальныйсечение |
сечение |
||
чении реле |
ток реле, А |
водящего |
чении реле |
ток реле, А |
подводящегоподводящей |
|
|
провода |
|
провода |
шины, мм |
||
серии ТРТ |
|
серии ТРТ |
|
|||
|
|
|
|
|
||
111 |
1,75 |
1 |
137 |
56 |
16 |
|
112 |
2,5 |
1 |
138 |
71 |
25 |
|
113 |
3,5 |
1 |
139 |
90 |
25 |
|
114 |
5,0 |
1 |
141 |
110 |
35 |
|
115 |
7,0 |
1 |
142 |
140 |
50 |
20х2 |
121 |
9,0 |
1 |
151 |
155 |
70 |
20х2 |
122 |
11,5 |
1,5 |
152 |
190 |
95 |
20х2 |
131 |
14,5 |
2,5 |
153 |
230 |
|
20х3 |
132 |
18,0 |
4,0 |
154 |
285 |
|
30х3 |
133 |
22,0 |
6,0 |
155 |
360 |
|
30х4 |
134 |
28 |
10,0 |
156 |
450 |
|
45х4 |
135 |
35 |
10,0 |
157 |
550 |
|
45х4 |
136 |
45 |
16 |
|
|
|
|
При выборе тепловых реле уставка регулятора должна быть принята такой, чтобы номинальный ток двигателя (ток статической нагрузки) был равен току уставки и при этом имелась возможность изменять положение регулятора еще на два деления (±10% тока уставки).
|
Время пуска двигателя приближенно определяют по формуле |
|||||||
|
|
t |
|
|
GDдв2 GDмех2 nc |
, с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
п |
375 1, 2Mп kMст |
|
||||
|
|
|
|
, |
(2.88) |
|||
|
|
|
|
|
||||
где |
GD2 |
маховый момент ротора двигателя, кг м2, |
GD2 |
маховой момент ме- |
||||
|
дв |
|
|
|
|
|
дв |
|
ханизма, приведенный к валу двигателя, кг м2, nc синхронная частота вращения двигателя, об/мин; M п пусковой момент двигателя, Н м, k коэффициент, принимаемый равным 0,4 при вентиляторной нагрузке и 1,0 при нагрузке, не зависящей от скорости; Mст момент статической нагрузки, Н м.
124
Рисунок 2.10 Ампер-секундная характеристика реле серии ТРТ
По ампер-секундной характеристике теплового реле (рисунок 2.10) [65] для
относительного значения |
k1 |
|
0,8I |
п |
( k1 |
отношение тока срабатывания к току |
I у |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
уставки реле I у ) определяем расчетное время срабатывания теплового реле с хо-
лодного состояния tхол . Минимальное время срабатывания в нагретом состоянии определяем по формуле
|
0, 7t |
|
|
k1 |
|
, с, |
(2.89) |
tгор |
хол 1 |
|
|
||||
2 |
|||||||
|
|
|
|
1, 5k2 |
|
|
|
где k2 отношение тока срабатывания к току двигателя в нагретом состоянии. Найденное время tгор должно быть больше 2 tп . В противном случае должна
быть изменена уставка реле и введено ограничение на значение допустимой статической нагрузки двигателя.
125
