2 Вибір електроприводів (на прикладі однієї технологічної машини)

2.1 Вибір електродвигуна за конструктивним виконанням, способом монтажу, електричними модифікаціями, кліматичним виконанням і категорією розміщення та ступенем захисту

Вибираємо електродвигун для подрібнювача ИКВ-5-А «Волгарь». Знаходимо потужність двигуна за формулою [7Л. 170с.]

Р=k_хa_nQ, (2.1)

де k_x =1,15...1,2 коефіцієнт, який враховує втрати холостого ходу;

a_n – енергія, яку затратили на подрібнення кВт х г/т;

Q – продуктивність подрібнювача, т/г.

Р=(1,15...1,2) х 6,3 х 3=21,7 кВт.

За отриманим результатом Р=21,7 кВт вибираємо електродвигун АИР180S4У2 [8Л. 26с.] з параметрами Р=22 кВт, n_н=1460 об./хв..; І_н=42,5 А; ККД=90,5; Cosφ=0.87; μ_н=2,4; К_і=7,0; μ_м=1,5; μ_п=1,7.

Вибираємо двигун основного виконання типу АИР180S4У2.

За конструктивним виконанням і способом монтажу ІМ1001:

1- на лапах з підшипниковими щитами; 00 – вал горизонтальний машина лапами вниз; 1- з одним циліндричним кінцем вала.

За ступенем захисту ІР44:

4 – захист від зіткнення інструменту товщиною понад 1 мм з струмоведучими частинами, що знаходяться під оболонкою; 4 – захист від бризок, що потрапляють під будь – яким кутом.

За кліматичним виконанням та категорією розміщення У3:

У – з помірним кліматом; 3 – для роботи у закритих приміщеннях, де коливання температури і вологості значно менші, ніж зовні.

2.2. Розробка і опис електричної схеми керування електроприводом робочої машини

Робочі органи подрібнювача кормів приводиться в рух від одного електродвигуна потужністю 22кВт. Схемо керування передбачено пряме вмикання електродвигуна М в мережу пускачем КМ, захист електродвигуна від короткого замикання і перевантаження автоматичним вимикачемQF, захист кіл керування від короткого замикання запобіжником FU. Подрібнювач обладнаний автоматом вимикання електродвигуна при потраплянні металевих предметів у барабан вторинного різання. Автомат спрацьовує при руйнуванні зрізної шпильки в його замку, в наслідок чого розмикається контакт кінцевого вимикача SQ3. Повторне вмикання двигуна можливе після очищення апарата вторинного різання від сторонніх предметів, залишків корму і установки замка автомата в робоче положення. Для запобігання пуску машини при відкритих кришках барабанів під ними вмонтовані кінцеві вимикачі SQ1 I SQ2. Контроль за ступенем завантаження двигуна під час роботи подрібнювача здійснюється за показниками перевантажувального амперметра РА, увімкненого через трансформатор струму ТА. Апарати керування і захисту двигуна змонтовані в ящику керування типу Я5103-3774ДУХЛ2.

Рисунок: 4.2.1. Принципова електрична схема керування подрібнювача кормів «Волгарь 5».

2.3. Вибір апаратів захисту і керування

Для керування роботою електродвигуна АИР180S4У2 подрібнювача ИКВ-5-А «Волгарь» та автоматичного захисту обладнання схемою керування передбачені апарати керування, командні апарати, апарати захисту.

Електродвигун подрібнювача кормів: АИР180S4У2; Р=22 кВт, n_н=1460 об./хв..; І_н=42,5 А; ККД=90,5; Cosφ=0.87; μ_н=2,4; К_і=7,0; μ_м=1,5; μ_п=1,7.

Для захисту електродвигунів від короткого замикання і перевантажень застосовують автоматичні вимикачі. Вибір автоматичного вимикача для захисту електродвигунів токарно – гвинторізного верстата проводимо за наступними умовами (для групи двигунів):

1) За напругою, В:

U_Н.АВ ≥ U_МЕР. (2.2)

2) За номінальним струмом вимикача, А:

I_Н.АВ ≥ I_Н.ДВ. (2.3)

3) За номінальним струмом розчіплювача, А:

I_Н.Р. ≥ I_Н.ДВ.. (2.4)

4) Вибираємо кратність відсічки, А:

I_у.емр.=К_відс.∙І_Н.Р. ≥ К_з · К_рр ·К_п.р.с · К_і. · І_н.дв., (2.5)

де К_з - коефіцієнт запасу; К_рр – коефіцієнт розкиду уставок розчіплювача;

К_п.р.с – коефіцієнт розкиду пускових струмів двигунів;

К_і– кратність пускового струму.

5) За конструктивними ознаками, кліматичним виконанням, категорією розміщення.

6) За ступенем захисту

Попередньо вибираємо автоматичний вимикач ВА51 - 29.

Перевіряємо умови вибору:

1) 380В = 380В.

2) 63А > 42,5А.

3) 63А > 42,5А.

4) I_у.емр.= 10_.∙63_. ≥ 1,1 · 1,2 ·1,1 · 7,0 · 42,5 = 432А.

630А >432А.

Автоматичний вимикач не спрацює при пуску двигунів.

Отже, вибираємо автоматичний вимикач ВА51-633400100УХЛ3 [1].

Вимикач триполюсний з комбінованим розчіплювачем, без додаткових розчіплювачів, ступінь захисту ІР20, кліматичне виконання і категорія розміщення УХЛ3.

Виберемо електромагнітний пускач для двигуна подрібнювача кормів з I _н= 42,5А за умовами:

За номінальною напругою:

U_н.п. >U_н.м.; (2.6)

де U_н.п – номінальна напруга магнітного пускача, В;

U_н.м – номінальна напруга мережі, В.

За напругою кола керування:

U_{кот.ном.}U_{кол.кер.}; (2.7)

де U_{кот.ном.} – номінальна напруга котушки, В;

U_{кол.кер} - номінальна напруга кола керування, В.

За номінальним струмом магнітного пускача:

I_н.п. >I_н.дв.; (2,8)

де I_н.п. – номінальний струм пускача, А;

I_н.дв – номінальний струм мережі, А. [5].

Перевіряємо умови вибору магнітного пускача:

380В=380В

220В=220В

63А≥42,5А

Цим умовам відповідає електромагнітний пускач типу ПМЛ-1200004Б УХЛ4 Б, 380В/50Гц, 63А, нереверсивний, без реле, IP20

Вибраний пускач перевіримо по забезпеченню надійності комутації:

I_н.п > Ін.дв·К_і /6 (2.9)

10А >3,52·2,2/6А;

10А > 3,22А.

Умова виконується, отже магнітний пускач вибраний вірно

Вибираємо запобіжники для захисту кола керування:

За напругою:

U_Н.ЗАП.≥U_МЕР., (2.10)

де U_Н.ЗАП – номінальна напруга запобіжника, В;

U_МЕР – номінальна напруга мережі, В.

За номінальним струмом запобіжника:

І_Н.ЗАП.≥І_ПЛ.ВСТ., (2.11)

де І_Н.ЗАП – номінальний струм запобіжника, А;

І_{ПЛ.ВСТ –} номінальний струм плавкої вставки, А.

За струмом плавкої вставки:

І_ПЛ.ВСТ.≥І_К.КЕР., (2.12)

де І_К.КЕР – струм кола керування, А.

Визначаємо струм у колі керування з одним магнітним пускачем ПМЛ1100 по формулі:

І_к=S_k/U_k; (2.13)

де S_к - потужність, яку споживає котушка магнітного пускача під час вмикання, S_к =115В·А;

U_к – напруга кола керування.

І_к=115/220=0,52А.

Перевіряємо умови вибору запобіжника:

220В=220В;

15А≥6А;

6А≥0,52А.

Цим умовам відповідає запобіжник ЗР-2 (ПР-2) У1 6-15А 220В

2.4 Вибір НКП

У електроприводі сільськогосподарських машин і агрегатів широко використовуються комплектні пристрої керування – блоки, шафи, ящики, пульти тощо. Для потреб промисловості і сільського господарства випускається велика номенклатура комплектних пристроїв керування. Відрізняються вони між собою за видом керованого електродвигуна, функціями, кількістю двигунів, призначенням, ступенем автоматизації та іншими ознаками.

Приймаємо для керування подрібнювача кормів ящик керування

Я5103-3774ДУХЛ2:

Я – ящик керування;

5 – клас (для керування трифазними асинхронними двигунами із короткозамкненим ротором);

1 – прямий пуск двигуна, без реверсування,без електричного гальмування;

03 – порядковий номер розробки;

37 – з номінальним струмом ;

7 – номінальна напруга головного кола 380В;

4 – номінальна напруга кола керування 220В;

Д – позначення напруги кіл керування (48 В);

УХЛ2 – кліматичне виконання та категорія розміщення.