Электрические и электронные аппараты. Методические указания к курсовой работе для студентов по направлению подготовки 140400 «Электроэнергетика и элек

К у Iн.пр 7 400 2800А > 2639А.

Условия выбора автомата QF1 выполняются [4]. Автомат от пускового тока не срабатывает, а срабатывает от токов КЗ.

7.6. Выбор автоматов QF2, QF3, QF4 для электродвигателей M1, М2,

МЗ, нагревательной и осветительной установок

Потребляемый электродвигателем M1 ток равен 3,35 А.

С учетом теплового поправочного коэффициента номинальный расчетный ток электромагнитного расцепителя токоограничивающего автомата

QF2 равен (2.13):

Iн.эр 3,350,85 3,94А.

Пусковой ток электродвигателя М1:

Iп.М1 6,5 3,35 21,775А.

Пиковый расчетный ток электродвигателя M1 (2.14):

Iпик.рас 1,25 21,755 27,22А.

Условия выбора автомата QF2 выполняются (2.15, 2.16):

Iн.трог 630А > Iпик.рас 27,22А,

Iн.ав 160А > Iн.эр 3,94А.

31

Для защиты электродвигателя M1 от токов КЗ выбираем автоматы типа А3716ФУ3 с электромагнитными расцепителями. Автомат имеет следующие технические данные: номинальное напряжение до 660 В, номинальный ток ав-

томата 160 А. Номинальная уставка тока трогания электромагнитного расцепи-

теля в зоне токов КЗ равна 630А.

Аналогичны, расчетные значения при выборе автомата QF3 для электро-

двигателя М2:

Iн.эр 028,85 33 А ,

IпМ2 7,5 28 210 А,

Iпик.расц 1,25 210 262,5А,

Iн.трог 630 А > Iпик.рас 262,5А,

Iн.ав 160 А > Iн.эр 33А.

Условия выбора автомата QF3 выполняются.

Для защиты электродвигателя M2 от токов КЗ выбираем автоматы типа А3716ФУ3 с электромагнитными расцепителями. Автомат имеет следующие технические данные: номинальное напряжение до 660 В, номинальный ток ав-

томата 160 А. Номинальная уставка тока трогания электромагнитного расцепи-

теля в зоне токов КЗ равна 630А.

Номинальный ток электродвигателя МЗ равен 293,59 А. Номинальный расчетный ток электромагнитного расцепителя автомата QF4 равен (2.13):

293,59

Iн.эр 0,85 345,4 А ,

IпМ3 7,5 293,59 2055,13А,

Iпик.расц 1,25 2055,13 2569 А,

Iн.трог 10 400 4000 А > Iпик.рас 2569 А,

32

Iн.ав 400 А > Iн.эр 345,4А.

Выбираем автоматический воздушный выключатель типа А3732ФУ3 с

электромагнитным расцепителем, который срабатывает в зоне токов КЗ. Его параметры: номинальное напряжение до 660 В. Номинальный ток электромагнитного расцепителя (Iн.эр = Iн.ав = 400 А).

Кратность стандарной уставки Ку = 10.

Для защиты нагревательной и осветительной установок от возможных пе-

регрузок и токов КЗ устанавливаем автоматы типа 3716ФУЗ с термобиметалли-

ческими и электромагнитными расцепителями. Автоматы имеют следующие технические данные: номинальное напряжение до 660 В, номинальный ток ав-

томата 80 А. Номинальные токи термобиметаллического расцепителя 16 А, 20

А, 32 А, 40 А, 50 А, 63 А, 80 А. Номинальная уставка тока трогания электро-

магнитного расцепителя в зоне КЗ равна 250 А и 400 А.

Уставка токов электромагнитного и термобиметалического расцепителей не регулируется. Термобиметаллические расцепители 1-го и 2-го габаритов до-

пускают возможность замены в условиях эксплуатации расцепителями другого номинального тока без дополнительных регулировок.

Ток срабатывания теплового расцепителя автомата в зоне токов перегрузки равен:

Iср.т.р = 1,25 · Iн.т.р. = 1,25 · 16 = 20А,

Iн.т.р = 16А > Iн.н.у = 10,64А,

Iн.т.р. = 16А > Iн.осв = 13,67А.

Номинальный ток термобиметаллнческого (теплового) расцепителя принят равным Iн.тр = 16А.

Номинальная уставка тока трогания электромагнитного расцепителя в зоне токов КЗ принята равной Iн.трог = 250 А.

33

Условие выбора автоматов типа 3716ФУЗ для нагревательной и освети-

тельной установок выполняется:

Iн.трог = 250A > Iн.ав = 80A.

8. Выбор электрических аппаратов для управления электродвигателями, нагревательной и осветительной установками

8.1 Выбор магнитных пускателей для электродвигателей М1 и М2

Для управления электродвигателями M1 и М2 выбираем магнитные пускатели серии ПМС, исходя из номинальных токов электродвигателей (2.19).

Пускатели серии ПМС предназначены для дистанционного пуска,

остановки и реверсирования, а также для защиты от перегрузок недопустимой продолжительности и токов, возникающих при обрыве одной из фаз трехфазных электродвигателей серии 4А с короткозамкнутым ротором.

Для управления электродвигателем M1 принят пускатель типа ПМС 1.

Его технические параметры [6]: номинальный ток 10А; номинальное рабочее напряжение 380В; допустимая частота включений в час - 6000; исполнение по степени защищенности IP00, механическая износостойкость 16 млн. циклов;

коммутационная износостойкость главных контактов – 3 млн. циклов.

Для управления электродвигателем М2 принят пускатель типа ПМС 2.

Его технические параметры: номинальный ток 40 А; номинальное рабочее напряжение 380 В; допустимая частота включений в час - 3000; исполнение по степени защищенности IР00, механическая износостойкость 12,5 млн. циклов;

коммутационная износостойкость главных контактов – 2,5 млн. циклов

34

8.2. Выбор магнитного пускателя для электродвигателя МЗ

Номинальная мощность электродвигателя МЗ равна 160 кВт.

Магнитные пускатели такой мощности промышленность не выпускает.

Поэтому для управления электродвигателем М3, исходя из его номинального тока, выбираем трехфазный контактор серии КТ7000 (2.19).

Для управления электродвигателем МЗ принят пускатель типа КТ7043.

Его технические параметры [7]: номинальный ток 400 А; номинальное рабочее напряжение 380В; допустимая частота включений в час - 600; исполнение по степени защищенности IР00, механическая износостойкость 5 млн. циклов;

коммутационная износостойкость главных контактов – 0,5 млн. циклов

8.3. Выбор магнитных пускателей КМ6 и КМ7 для управления

нагревательной и осветительной установками

Предположим, что магнитные пускатели установлены на вводе электрических схем этих установок. Для регулирования освещенности рабочего помещения (цеха) установлены осветительные щитки с однофазными автоматическими выключателями. Для регулирования температуры окружающей среды нагревательная установка имеет свой регулятор.

При выборе пускателей КМ6 и КМ7 исходим из номинальных токов на-

гревательной и осветительной установок.

Номинальный ток нагревательной установки равен 10,64А, осветительной равен 13,67А.

Так как номинальные токи этих установок не превышают 25 А, то для их управления выбираем магнитные пускатели серии ПМС. Принимаем пускатели типа ПMС 2.

35

Основные технические параметры пускателя типа ПМС 2: номинальный ток 25 А; номинальное напряжение 380 В; исполнение по степени за-

щищенности IP00.

8.4. Выбор электротепловых реле для защиты от перегрузок

электродвигателей М1, М2, МЗ

Трехполюсные электротепловые реле необходимо применять лишь в том случае, когда перегрузочная способность электродвигателя по моменту меньше двух. В противном случае необходимо применять однополюсные или двухпо-

люсные реле.

Для защиты электродвигателей М1 и М2 от перегрузок по току выбираем реле серии ТРН. Реле двухполюсное, номинальные токи нагревательных элементов реле 0,32-40 А. Реле с ручным возвратом контактной системы через

40 секунд после его срабатывания имеет регулировочное устройство уставок по номинальному току в пределах (0,75-1,35) · Iн.т.р. Уставки по току используют только в том случае, если номинальный ток электродвигателя не равен номинальному току реле Iн.т.р (нагревателя).

Ток срабатывания теплового реле определяется исходя из условий

(20.20):

Iср.т.рМ1 1,2 (3,6 0,16) 4А.

Принимаем реле типа ТРН-10. Номинальный ток теплового элемента равен 3,2 А. Этот ток не совпадает с номинальным током электродвигателя М1

( I1нМ 1 = 3,35 А).

Принимаем уставку по току +5 %, что соответствует 0,16 А от заводского калиброванного номинального тока нагревателя 3,2А.

Условие выбора реле для защиты электродвигателя М1 выполняется:

36

Iн.т. р. 3,2 0,16 3,36 А I1нМ1 3,35 А.

Выполняем аналогичные расчеты для защиты электродвигателя М2:

Iср.т.рМ2 1,2 (25 2,5) 33А.

Принимаем реле типа ТРН-25. Номинальные токи теплового элемента ра-

вен 25 А. Этот ток не совпадает с номинальным током электродвигателя М2

(I1нМ2= 28А ).

Принимаем уставку по току +10 %, что соответствует 2,5 А от заводского калиброванного номинального тока нагревателя 25 А.

Условие выбора реле для защиты электродвигателя М2 выполняется:

Iн.т. р. 25 2,5 27,5А I1нМ2 28 А.

Перегрузочная способность электродвигателя М3 по моменту меньше двух. Для защиты такого электродвигателя от продолжительной перегрузки и от работы в однофазном режиме выбираем реле серии РТЛ. Реле трехполюсное,

имеет механизм ускоренного срабатывания от несимметричного режима работы. Нагревательные элементы реле рассчитаны на номинальные токи от

0,17 до 200 А. Реле имеет регулировочное устройство уставок по току от 0,16

до Iн.т.р. с ручным возвратом контактной системы через 90 с после его срабатывания.

Максимальный номинальный ток реле серии РТЛ равен 200 А, что значительно меньше номинального тока электродвигателя М3 (I1нМ3= 293,3А).

Поэтому нагреватели реле серии РТЛ необходимо подключать ко вторичным обмоткам трансформаторов тока, первичные обмотки которых включены в силовую цепь статора электродвигателя М1.

37

Принимаем трансформатор тока типа ТА 300/5, а тепловое реле типа РТЛ-1012 с пределом регулирования номинального тока 5,5-8 А.

9. Выбор аппаратов для схемы управления привода двух

исполнительных разнотипных реверсивных органов с линейным

движением

9.1. Выбор кнопок управления SB 1 и SB2 и реле времени КТ

Коммутационные кнопки предназначены для коммутации цепей управле-

ния. Коммутационные кнопки бывают однополюсного и двухполюсного вклю-

чения, однополюсного выключения, а также комбинированные.

Выбираем кнопки управления с цилиндрическим толкателем серии КЕ. В

качестве кнопки SB1 принимаем кнопку типа КЕ011УЗ (первое исполнение), в

качестве кнопки SB2 - кнопку типа КЕ011УЗ (второе исполнение). Степень за-

щиты кнопок - 1Р40. Номинальный ток контактов - 6А.

Реле времени предназначено для передачи команд из одной электрической цепи управления в другую с определенным предварительно установленным запаздыванием.

Для схемы (см. рис. 1) выбираем электронное реле времени серии ВЛ.

Принимаем реле типа ВЛ-26У4. Его технические параметры: номинальное ра-

бочее напряжение 220В; диапазон выдержки времени от 0,1 с до 10 мин; ком-

мутируемая мощность на переменном токе при cos = 0,4 равна 250 ВА; ме-

ханическая износостойкость 10 млн. циклов; коммутируемая износостойкость-

2,5 млн. циклов; потребляемая мощность 6,5 ВА; число контактов - 1; время возврата не более 0,2 с. Можно принять вместо реле ВЛ-26У4 моторное реле серии РВ4 типа РВ4-3 с диапазоном выдержки времени 0,5-15 мин.

38

9.2. Выбор конечных выключателей SQ1, SQ2, SQ3, SQ4

Для схемы (см. рис. 1) выбираем контактные выключатели SQ1, SQ2 и

SQ4 мгновенного действия серии ВПК 1000.

Расчетный ток в ветви схемы управления (2.26) равен:

Iн.в 220250 0,88 А.

Устанавливаем конечные выключатели типа ВПК 1211У4.

Технические параметры выключателя: номинальное рабочее напряжение

220 В; число контактов - один замыкающий и один размыкающий; номиналь-

ный ток контактов 4 А (Iр.в = 0,88А < 4А ); предельный ток включения и отклю-

чения 16 А; рабочий ход толкателя не более 2,4 мм; полный ход 5,4 мм; усилие нажатия 5 Н; частота включений при ПВ=10 % - 1200; механическая износо-

стойкость 5 млн. циклов; коммутационная износостойкость не менее 1 млн.

циклов.

Конечный выключатель SQ4 бесконтактного типа. Устанавливаем конеч-

ный выключатель серии БВК-24. Он получает питание от источника постоян-

ного тока напряжением 24 В.

Для выбора типа выключателя SQ4 определяем полную мощность, напря-

жение и ток вторичной обмотки трансформатора. Для этого предварительно определяем протекающий ток в катушке управления промежуточного реле

KV2, катушка управления которого включена в цепь выключателя SQ4. При-

нимаем реле серии РПУ-2 типа РПУ-2-012203. Cm технические параметры:

номинальное напряжение 24 В; число контактов замыкающих - 2; число контактов размыкающих - 2; номинальный ток контактов 4 А; механическая износостойкость 10 млн. циклов; электрическая износостойкость контактов 1

млн. циклов; степень защиты IР00; категория размещения - 3; расчетный ток ка-

тушки управления 0,12 А; сопротивление катушки управления 237 Ом.

Условие выбора реле выполняется:

39

Iн.кат 0,4А > I р.ку 0,12 А.

Полная расчетная мощность трансформатора TV2 определяется по формуле (2.24):

STV2 29 0,12 0,9 3,132BA.

Принимаем трансформатор серии ОСМ типа ОСМ-0,1.

Его номинальная мощность Sнт=0,1 кВА; номинальное первичное напря-

жение 220 В; вторичное - 29 В; после выпрямления - 24 В.

Окончательно для схемы (см. рис. 1) в качестве выключателя SQ4 прини-

маем выключатель типа БВК201-24x4. Его технические параметры: напряжение питания 24 В; степень защиты IP65; основная погрешность по пути сраба-

тывания и возврата не превышает 0,1 мм. Время переключения не превышает при включении 1 мс, при отключении - 2 мс. Длительность выходного импульса определяется скоростью движения пластины и ее шириной.

9.3. Выбор промежуточных реле KV1, KV3 и диодов однофазной

мостовой схемы (рис. 2)

Определяем расчетный ток в ветви схемы, где установлена катушка реле

(2.26):

Iр.в.KV1 237220 0,92 A,

Iр.в.KV2 380237 1,14 A.

В качестве реле KV1 и KV3 выбираем реле серии РПУ-2.

Для реле KVI принимаем реле типа РПУ-2-060203.

40