Электрические аппараты. Методические указания к практическим работам

3099

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра электропривода

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ АППАРАТЫ

Методические указания к практическим работам

Составитель: Т.В. СИНЮКОВА

Липецк Липецкий государственный технический университет

2015

УДК 621.31 (07) С388

Рецензент – В.Н. Мещеряков, д-р техн. наук, проф.

Синюкова, Т.В.

С388 Электрические аппараты [Текст]: методические указания к практи-

ческим работам / сост. Т.В. Синюкова. – Липецк: Изд-во Липецкого госу-

дарственного технического университета, 2015. – 13 с.

В методических указаниях приведены практические работы, выполнение которых позволит изучить условные и графические обозначения элементов принципиальных схем, назначение и условия срабатывания электрических ап-

паратов.

Табл. 1. Ил. 7.

© ФГБОУ ВПО «Липецкий государственный технический университет», 2015

2

Практическая работа № 1. Условно-графические обозначения

Для приведенных в таблице элементов привести их условно-графические

обозначения.

Практическая работа № 2. Разработка и описание принципиальной схе-

мы станка

Исходные схемы на данную работу выдаются преподавателем.

3

1.Начертить и описать принципиальную схему (все элементы в схеме должны быть начерчены и обозначены согласно действующему ГОСТу, к

принципиальной схеме прилагается перечень элементов).

2.Необходимо произвести:

1. Выбор проводов и питающих кабелей

Сечение проводов и кабелей для напряжения до 1000 В по условию нагрева определяется по справочнику [2] в зависимости от расчетного значения длительно допустимой токовой нагрузки из соотношения: Iдоп Iн Iдл , где Iдл –

ток расчетной длительной нагрузки, Iн – номинальный ток, для электроприем-

ников, имеющих в установке одиночный асинхронный двигатель

Марка проводов выбирается из справочника [2].

2. Выбор защитной аппаратуры и аппаратуры управления

В качестве защитной аппаратуры в станках применяются автоматический воздушный выключатель, предохранитель, реле максимального тока – для за-

щиты от короткого замыкания, тепловое реле - для защиты от перегрузки.

Номинальный ток комбинированного расцепителя автоматического вы-

ключателя: Iэл 1,25 Iдл .

Ток срабатывания комбинированного расцепителя автоматического вы-

ключателя: Iср.эл. 1,2 Iп , где Iп – пусковой ток двигателя .

По справочнику [5] выбирается автоматический выключатель с парамет-

рами Iн, Iрасц, Iсраб.

Номинальный ток нагревательного элемента теплового реле: IT 1,15 Iдл .

По справочнику [4] выбирается тепловое реле с параметрами Iн, диапазон несрабатывания тока.

4

пусковой ток наиболее мощного электродвигателя, при пуске которого кратко-

временный ток линии достигает наибольшей величины; ∑Iн – длительный но-

минальный ток линии, определяемый без рабочего тока наибольшего по мощ-

ности двигателя.

Тип предохранителя определяется по справочнику [1].

Ток срабатывания реле максимального тока

Iср Кнад Ксз Iн , Квзв

где Кнад = 1,1 – 1,25 - коэффициент надежности; Ксз = 2-3 – коэффициент само-

запуска, учитывающий увеличение тока нагрузки при самозапуске двигателя;

Квзв = 0,8 – 0,85 – коэффициент возврата.

Тип реле выбирается по справочнику [4].

В качестве аппаратуры управления применяется магнитный пускатель.

Номинальный ток пускателя: Iп Iдл . Тип пускателя определяется по справоч-

нику [3].

Практическая работа № 3. Управление пуском двигателя в функции

времени

5

На рисунке 1 представлены: а − схема пуска двигателя в одну ступень в функции времени; б − графики изменения скорости, тока и момента. Схема управления содержит кнопки управления SB1 (пуск) и SB2 (стоп), пускатель

KM1 для подключения двигателя к сети, и пускатель ускорения KM2 для вы-

ключения пускового резистора д. В качестве датчика времени в схеме исполь-

зовано реле KT.

Рис. 1. Схема и характеристики пуска ДПТ: а − схема пуска двигателя в одну ступень в функции времени; б − графики изменения скорости, тока и момента

Работа схемы при пуске: при подаче напряжения на схему происходит возбуждение ДПТ и срабатывает реле KT, размыкая свой размыкающий кон-

такт в цепи контакта KM2, подготавливая схему к пуску. Пуск ДПТ осуществ-

ляется нажатием кнопки SB1, при этом получает питание контактор KM1, ко-

торый своим контактом подключает ДПТ к напряжению сети. Двигатель начи-

нает разбег с резистором д в цепи якоря. Одновременно КМ1 шунтирует кнопку SB1 (может быть отпущена) и разрывается цепь питания реле KT, кото-

рое, потеряв питание, начинает отсчет выдержки времени р,в, соответствую-

щей времени работы ДПТ на реостатной характеристике. Через интервал вре-

мени р,в размыкающий контакт KT замкнется в цепи KM2. Контакт КМ2 за-

коротит пусковой резистор д в цепи якоря, в результате чего двигатель выйдет на естественную характеристику.

6

Практическая работа № 4. Управление пуском двигателя в функции эдс

Схема пуска ДПТ в две ступени в функции эдс приведена на рисунке 2, а,

на рисунке 2, б – графики переходных процессов. В приведенной схеме катуш-

ки пускателей ускорения KM1 и KM2 подключены на якорь двигателя и с по-

мощью резисторов управления у1 и у2 настроены на срабатывание при опре-

деленной скорости. При нажатии кнопки SB1 срабатывает КМ и подключает двигатель М к сети, он начинает разбег с включенными резисторами в цепи якоря Rд1 и Rд2, что приводит к росту эдс и напряжения на катушках контакто-

ров КМ1 и КМ2. При скорости ω1 срабатывает пускатель КМ1 и закорачивает своим контактом первую ступень резистора Rд1. При скорости ω2 срабатывает

КМ2 и закорачивает вторую ступень Rд2. Двигатель выходит на естественную характеристику и заканчивает свой разбег в точке установившегося режима.

Рис. 2. Схема и графики пуска двигателя в функции эдс: а – схема пуска ДПТ в две ступени в функции эдс, б – графики переходных процессов

Практическая работа № 5. Пуск двигателя в функции тока

Схема двигателя в одну ступень в функции тока приведена на рисунке 3.

Для реализации функции тока в схеме установлено реле тока КА, катушка кото-

рого включена в цепь якоря ДПТ, а размыкающий контакт – в цепь питания пускателя ускорения КМ2. Реле тока настраивается таким образом, чтобы его

7

ток отпускания соответствовал току Ι2. В схеме используется блокировочное реле KV, время его срабатывания превосходит время срабатывания реле КА.

Работа схемы при пуске происходит следующим образом. При нажатии на кнопку SB1 срабатывает пускатель KM1 и подключает М к сети, двигатель начинает свой разбег. Бросок тока в якорной цепи после замыкания КМ1 вызо-

вет срабатывание реле тока КА, которое разомкнет свой контакт в цепи КМ2.

Через некоторое время срабатывает KV и замыкает свой контакт в цепи КМ2,

подготавливая его к включению. По мере разбега ДПТ ток якоря снижается до значения Ι2 и реле тока, отключаясь замыкает свой размыкающий контакт в це-

пи контактора КМ2, который включаясь закорачивает пусковой резистор Rд в

цепи якоря и шунтирует контакт реле тока КА. Поэтому вторичное включение реле тока КА после закорачивания Rд не вызовет отключения контактора КА и

двигатель продолжает разбег по своей естественной характеристике.

Рис. 3. Схема пуска двигателя в функции тока

Практическая работа № 6. Управление торможением ДПТ

Схема управления пуском двигателя и динамическим торможением в функции времени представлена на рисунке 4. Включение и отключение рези-

стора динамического торможения Д2 осуществляется пускателем торможения

KM2. Для реализации функции времени используется реле KT, размыкающий контакт которого включен в цепь KM2.

8

Схема управления пуском и динамическим торможением в функции эдс представлена на рисунке 5, в отличии от рисунка 4, катушка пускателя тормо-

жения KM2 подсоединена к якорю М через размыкающий контакт КМ. Пуск М происходит в функции эдс в одну ступень. При пуске и работе двигателя М пускатель КМ2 отключен размыкающим контактом КМ. Торможение происхо-

дит при нажатии кнопки SB2, при этом KM теряет питание отключая М и за-

мыкая своим размыкающим контактом цепь питания KM2. Получив питание КМ2 подключает к М резистор динамического торможения Д2. Динамическое торможение происходит пока при небольшой скорости эдс двигателя М не ста-

нет меньше напряжения отпускания пускателя KM2. При отключении КМ2

схема придет в исходное положение.

Практическая работа № 7. Управление торможением и реверсом ДПТ

Для обеспечения пуска, реверса и торможения противовключением в функции эдс ДПТ в схеме (рис. 6, а) предусмотрено два пускателя КМ1 и КМ2,

обеспечивающих вращение М соответственно «Вперед» и «Назад». Главные контакты КМ1 и КМ2 образуют реверсивный мостик, позволяющий менять по-

лярность напряжения на якоре двигателя М. В якорной цепи помимо пускового резистора д1 включен резистор противовключения д2, который управляется пускателем противовключения КМ3. Для торможения противовключением и реверса в схеме установлены реле противовключения KV1 и KV2, которые в режиме противовключения обеспечивают ввод в цепь якоря в дополнение к пусковому резистору д1 – резистор противовключения д2, что достигается выбором точки присоединения катушек реле KV1 и KV2 (предварительно осу-

ществляют настройку напряжения срабатывания реле напряжения).

10