учёба / Электропривод / Электропривод. Часть 1

Количество зажимов на рейке определяется “Заказчиком”.

В настоящее время зажимы могут быть изготовлены серого, зеленого, оранжевого и желтого цвета, для проводника РЕ – желто-зеленого цвета.

Таблица 4.18 Технические данные зажимов наборных 3Н27

2.Максимальное напряжение: 660В,-440В; 3.Температура допустимая: –50°С...+90°С; 4.Климатическое исполнение: УЗ, Т3.

При выборе необходимо указать:

Количество зажимов в блоке, номинальное сечение проводника, номинальный ток, климатическое типоисполнение, функциональное назначение зажима, способ крепления проводника к зажиму, тип крепежной рейки.

Образец записи блока зажимов Б3Н27: мостиковый; номинальный ток – 25А; способ крепления провода – винт/винт; климатическое исполнение – У3; количество зажимов в блоке – 5; для установки на DIN–рейку: Б3Н27- 2,5М25-Д/Д3-5/исп.II/.

4.6Выбор светосигнальной арматуры и других устройств

сигнализации

Арматура сигнальная весьма разнообразна по виду, напряжению, роду тока, цвету светофильтра.

Современная сигнальная арматура на напряжение 220В строится на базе неоновых ламп, которые экономичнее и долговечнее, чем лампы накаливания. Как правило, добавочный резистор имеет мощность не более 2Вт. Неоновая лампа вставляется в арматуру, которая имеет светофильтры разных цветов: красный (к), желтый (ж), зеленый (з), синий (с), белый (б), см. таблицу 4.19.

При пониженных напряжениях (< 60В), неоновые лампы не применяются.

В этом случае используется арматура сигнальная светодиодная или с лампами накаливания.

Световые сигнальные лампы (СКЛ) применяются в электрощитах,

пультах управления и сигнализации. Данный тип ламп полностью заменяет лампы накаливания и превосходит их в работе по многим параметрам (малое потребление тока – 10мА, высокая наработка на отказ – 25000 часов,

131

взрывоустойчивы, пожаробезопасны, широкий угол обзора – 120 градусов). Особое внимание стоит обратить на лампы серии СКЛ-11, СКЛ-12, СКЛ-15, СКЛ-16, так как они заменяют одновременно лампу накаливания, арматуру и цветовой защитный колпак.

Таблица 4.19 Арматура светосигнальная неоновая на 220В

Лампы СКЛ выпускают в расчете на эксплуатацию в цепях постоянного однонаправленного тока (тип 1); переменного (произвольной частоты и формы) или постоянного тока любого направления (тип 2); переменного тока частотой 50 Гц или 400 Гц синусоидальной формы (тип 3).

Лампы СКЛ имеют три группы свечения: группа А (нормальной яркости); группа Б (повышенной яркости); группа В (высокой яркости). Предназначены для работы в цепях с напряжением от 3 до 360В, сила тока 5÷20мА.

Типы ламп СКЛ и их цоколи приведены в таблице 4.18.

Условное обозначение светодиодных ламп СКЛ:

СКЛ–12- Х1 Х2 Х3 - Х4

Рабочее напряжение: 3;6;12;24;28;36;55;60;75;110;127;220;380 В.

Род тока: 1 – постоянный; 2 – универсальный; 3 – переменный. Цвет свечения: 1 – красный; 2 – зеленый; 3 – желтый.

Группа свечения: А – нормальной яркости (20 МКД); Б – повышенной яркости (40МКД); В – высокой яркости (более

40МКД).

132

Например, надо выбрать лампу сигнальную светодиодную на напряжение 220 В, 50 Гц, нормальной яркости, зеленую, малогабаритную: СКЛ-16-А23-220

Внешний вид светодиодных сигнальных ламп СКЛ приведен на рисунке

4.18.

Лампы со стандартными цоколями (тип лампы/ цоколь)

СКЛ-16

Рисунок 4.18 Внешний вид светодиодных сигнальных ламп СКЛ

Для звуковой сигнализации используются звонки типа МЗ, ЗВОФ, ЗВП, сирены СС-1, ревуны ВВП, РВФ. Напряжение питания – 12; 36; 110; 220; 380 В.

4.7 Выбор элементов схемы динамического торможения асинхронного электродвигателя

Динамическое торможение асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором выполняют обычно по схеме рисунка 4.19. На этой схеме показана только часть схемы, касающаяся динамического торможения.

В этой схеме: КМ1 – контактор пуска (включения); КМ2 – контактор торможения. Реле времени КТ обеспечивает выдержку времени для динамического торможения.

133

В качестве реле времени КТ рекомендуется использовать реле времени РП21М-003В2, описанное выше, в параграфе 4.4

Таблица 4.21 Трансформаторы, предназначенные для работы в целях

динамического торможения электродвигателей

135

ЧАСТЬ 5 МЕТОДИКА РАСЧЕТА ПОКАЗАТЕЛЕЙ РАЗРАБОТАННОГО

ЭЛЕКТРОПРИВОДА

5.1Показатели надежности и ремонтопригодности

электропривода

Электропривод относится к восстанавливаемым системам. Для них характерны следующие показатели надежности.

1 Вероятность наработки между отказами:

где τВ – минимальное время, заданное техническими условиями для восстановления

системы, чтобы не нарушить технологический процесс; это время может быть принято равным допустимому времени простоя оборудования, ч.

τЗ – минимальное время, заданное на восстановления системы, ч.

3 Коэффициент готовности

_

Кг = -tн - (5.5) tн+τв

Таким образом, при курсовом проектировании должны быть определены

6показателей, указанных выше.

5.2Методика коэффициентного метода расчета показателей

надежности электропривода

Этот метод применяется на стадии проектирования электропривода. Сущность его состоит в том, что в расчете используется не интенсивность

отказа λi отдельного i-го элемента, а коэффициент ненадежности Ki (чем больше этот коэффициент, тем более ненадежный элемент):

136

где λi - интенсивность отказа i-того элемента;

λбаз.элемента - интенсивность отказа базового элемента; Базовым элементом выбирается резистор, для которого λбаз.элемента = 0,03×10−6 ч−1 .

Важной особенностью коэффициентного метода является простой и удобный способ учета режима работы и условий окружающей среды с помощью поправочных коэффициентов.

Приведенный ниже порядок расчета показателей надежности электропривода составлен по справочнику [4], с.382...383.

В пояснительной записке составляется таблица по форме таблицы 5.1.

∙В графе 2 “Наименование и тип элемента” таблицы 5.1 выписываются

элементы составленной ранее принципиальной электрической схемы и их типы (электродвигатель АИР..., автоматический выключатель ВА61...и т.д. в таблицу 5.1 можно не включать вспомогательные элементы: светосигнальную арматуру, звонков, сирен; приборов контроля напряжения и т.д., не влияющие на надежность работы схемы).

∙В графу 3 “Условное обозначение на схеме” выписывается позиционное обозначение элементов, взятое из принципиальной схемы и записанное в графе 2.

∙В графу 4 проставляются номинальные параметры аппарата (по его паспорту). Как правило, это номинальный ток аппарата. Для электродвигателя

– его номинальная мощность. В таблице 5.2 приведены параметры, которые являются определяющими номинальными для элементов схем.

∙В графу 5 проставляется номинальный коэффициент ненадежности Кi элементов схемы (приложение У).

Если в приложении У в столбце 3 нет ссылок на рисунок, по которому находятся поправочные коэффициенты, то это значит, что в приложении У приведены среднестатистические данные коэффициента ненадежности, а

поправочные коэффициенты α1…α4 в таблице 5.1 равны 1 (графы 9...12). Если в приложении У в столбце 3 есть ссылки на рисунок, по которому

находятся поправочные коэффициенты α1…α4, то их находят по указанным рисункам и проставляют в таблицу 5.1 (графы 9...12).

Обратите внимание, что для электромагнитных реле и пускателей

выписывается коэффициент ненадежности для катушки отдельно и одной группы контактов – отдельно, для автоматических выключателей Кi задан на один полюс. При трехполюсном автоматическом выключателе этот коэффициент умножается на три, при четырех полюсах – на четыре и т.п.

∙ В графе 6 проставляется значение фактического параметра графы 4, например, фактическое значение мощности на валу или фактического тока протекающего по цепи и т.п.

137

· В графе 7 проставляются фактические коэффициенты нагрузки элементов схемы. Например, для электродвигателя коэффициент нагрузки kНАГ = Р2/РНОМ. Для других элементов коэффициент нагрузки находят по формулам, приведенным в таблице 5.2. Если элемент не указан в таблице 5.2, то

·В графу 8 проставляются предполагаемая температура окружающей среды, в которой будет работать элемент схемы. Обычно берут Q = 400С, но в котельных и в других жарких помещениях Q = 500С.

·В графе 9 проставляется поправочный коэффициент схемы с учетом влияния коэффициента нагрузки и температуры окружающей среды (рисунки приложения Ф).

Если элемент схемы в приложении У не имеет ссылки на рисунки

приложения Ф, то проставляется α1 = 1.

· В графе 10 проставляется поправочный коэффициент α2, учитывающий условия эксплуатации (таблица 5.3)

Оборудование, установленное в закрытых шкафах, но внутри сельскохозяйственных помещений или под навесом, оценивается коэффициентом α2 = 2,5. Электродвигатели, конечные выключатели и другое оборудование, установленное в сельскохозяйственных помещениях с высокой влажностью и химически активной средой, а также в сырых и особо сырых помещениях имеют α2 = 10.

· В графе 11 проставляется поправочный коэффициент α3, характерный для электродвигателей, коммутационных элементов, разъемов (приложение Ф). Для других элементов схемы α3 = 1.

· В графе 12 проставляется поправочный коэффициент α4, характерный для реле маломощных (рисунок приложения Ф), контактов и магнитных пускателей (рисунок приложения Ф). Для других элементов схемы α4 = 1.

· В графе 13 проставляется коэффициент надежности с учетом работы и

условий эксплуатации

Для электромагнитных реле, контактов и пускателей, характеризующихся отдельно коэффициентами ненадежности катушек и контактных групп, в

пояснительной записке приводится расчет коэффициента Кi' .

где KiОБМ, KiКОНТ - номинальные коэффициенты ненадежности обмотки и контактов электромагнитных аппаратов; α4 - поправочный коэффициент, учитывающий долю времени нахождения обмотки под напряжением в течении одного цикла (включено – отключено). Например, для катушки реверсивного пускателя с одинаковым временем работы ²вперед² и ²назад² α4 = 0,5. Для контактора, участвующего в переключении при пуске со схемы ²звезда² на схему ²треугольник² и работающего

138

5...20с при продолжительном S1 режиме работы электропривода α4 » 0; N – число контактных групп; α2, α3, α4 – поправочные коэффициенты (определены ранее); fФАКТ и fНОМ – фактическое и номинальное число включений элемента в час; fНОМ= 10 включений в час. Определяется fФАКТ из анализа работы схемы и из подобия работы машин аналогичной группы в производственных условиях. Наиболее вероятное число пусков в час для рабочих машин приведено в таблице 5.4.

Для пускателей и контактов следует, в принципе, разделять силовые контакты и блок-контакты и определять для них свои коэффициенты нагрузки и K’i. Для условий курсовой работы разделение контактов на главные и блок-контакты не производить.

· В графу 14 вписывается коэффициент использования элементов схемы по

времени

определяется из анализа работы схемы. Например, диоды в цепи динамического торможения двигателя работают 10с в цикле 1 минута. В этом случае коэффициент

использования

liисп =10/60 ≈ 0,16.

· В графу 15 записывается результирующий коэффициент ненадежности

элемента схемы

· В графу 16 вписывается количество однотипных элементов, работающих в

одних и тех же электрических режимах при одинаковых внешних условиях и коэффициенте использования.

Ni × K "i

элемента строки , n

å Ni × K "i i=1

где n – количество строк, используемых в расчете надежности схемы.

·В графе 19 приведено среднее время восстановления элементов схемы (таблица 5.5).

Если в таблице 5.5 нет элемента, указанного в строке таблицы 5.1, то берут подобный по назначению.

·В графу 20 проставляется относительная доля времени восстановления от общего времени восстановления. Для этого значения графы 18 умножают на значение графы 19.

Вычисляют сумму данных по графе 20. Эта сумма есть среднее время

восстановления τB всей схемы электропривода.

139

· В графе 21 указываются примечания: место установки элемента (вне ящика), количество контактов и т.д.

Определение параметров надежности производится по следующим формулам:

1 Параметр потока отказов, ч-1

2 Вероятность наработки между отказами по (5.1)

R(Тз) = -е-L×Тз

где Тз – время работы в году, ч. Принять Тз по времени работы рабочей машины в году.

140