учёба / Электропривод / Электропривод. Часть 1

Таблица 5.2 Электрические нагрузки элементов

3 Наработка на отказ по (5.3)

t_н = Λ1

4 Среднее время восстановления системы τB (сумма в графе 20 таблицы 5.1).

141

5 Среднее время восстановления системы в заданное время τЗ по (5.4).

τв

где τЗ - минимальное время, заданное на восстановление системы, ч. Принять τЗ по

таблице 5.5 как допустимая длительность простоя оборудования на данном объекте.

Если рабочая машина не используется в указанных объектах и технологических процессах, принять τЗ равным половине времени рабочей смены. Таблица 5.4 Наиболее вероятное число пусков в час рабочих машин

Таблица 5.5 Время восстановления элементов в схемах электропривода [ 4 ]

142

6 Коэффициент готовности по (5.5)

−

Кг = -t н- tн+τв

В заключении этих расчетов следует указать элемент наибольшей ненадежности схемы электропривода и возможные пути повышения надежности.

5.3Удельные и энергетические показатели разработанного

электропривода

Различают 3 основные показатели разработанного электропривода: 1) удельную энергоемкость; 2) средний коэффициент загрузки; 3) средний коэффициент мощности.

Дополнительные показатели: 1)расход энергии за год; 2) время работы установки в году.

∙ Удельную энергоемкость электропривода "а" (кВт×ч/т) определяют с

учетом нагрузочной диаграммы по формуле

где P1ср - средняя подводимая мощность по нагрузочной диаграмме, кВт;

Q - производительность машины при данной нагрузочной диаграмме, т/ч, или м3/ч, или другая размерность, характерная для рабочей машины.

где Р21 – неизменная мощность на валу за время t1 нагрузочной диаграммы, кВт; Р22 – то же за время t2, кВт; Р23 – то же за время t3, кВт, и т.д.

143

Предварительно нагрузочную диаграмму разбивают на участки, на которых мощность постоянна.

∙ Средний коэффициент загрузки электродвигателя определяется по формуле

где P1ср определяется по (5.14);

Uср - линейное среднее напряжение, принять равным 380В;

Iср - линейный средний ток за время работы электродвигателя, А.

Значение ICP соответствует мощности на валу Р2СР и находится по

электромеханической характеристике для выбранного электродвигателя

∙ Общее время работы установки в году определяется из условий работы

где t раб - время одного включения или одного цикла работы, ч;

Nсут - число рабочих суток в году; Nвкл.всутки - число включений в сутки.

144

ЧАСТЬ 6

РАЗРАБОТКА ЯЩИКА УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ

6.1Общие сведения об низковольтных комплектных устройствах

Низковольтным (до 1000В) комплектным устройством (НКУ)

называется электротехническое устройство, представляющее совокупность электрических аппаратов, приборов и другого электрооборудования,

смонтированного на единой конструктивной основе и предназначенное для выполнения функций управления, защиты, измерения и сигнализации.

По конструктивным признакам НКУ делятся на следующие виды:

1)открытые комплектные устройства (открытые рамы и каркасы);

2)закрытые комплектные устройства (станции и щиты в напольных шкафах);

3)посты, пульты; 4) ящики навесные; щиты многоящичные;

5) панели сигнализации и управления (пнемосхемы, табло).

НКУ, как правило, имеют оболочку, предназначенную для защиты

человека от случайного прикосновения к токоведущим или подвижным частям устройства и для предохранения находящихся внутри элементом от внешних воздействий.

Оболочки используются для напольных шкафов, для напольных пультов, для навесных ящиков управления.

Основные размеры оболочек ящиков управления определяет ГОСТ

10985-80, см. таблицу 12.13 в [2].

Для управления асинхронными электродвигателями с короткозамкнутым ротором выпускаются навесные (на стенку или стойку) ящики серии Я5000. Они предназначены для реверсивного или нереверсивного управления одним или двумя электродвигателями. Содержат внутри смонтированные и подключаемые автоматические выключатели, контакторы, тепловые реле, клеммники, на двери кнопки, переключатели, сигнальные лампы.

Ящики серии Я5000 имеют степень защиты IP21 по ГОСТ 14254-96. Подробные сведения о них изложены в каталоге завода – изготовителя [22].

Для сельскохозяйственных помещений, под навесом и для наружных установок требуются ящики управления с большей степенью защиты. Такими являются ящики и щиты серии РУСМ (степень защиты IP54, климатическое исполнение – У, ХЛ или Т, категория размещения 5 или 1).

Ящики и щиты серии РУСМ имеют 4 исполнения. Устанавливаются на стене (колонне). Имеют возможность стыковаться друг с другом с сохранением степени защиты IP54 и образованием щита управления.

Аппараты управления и защиты рассчитаны на один или два подключаемых электродвигателя.

Ящики управления серии РУСМ выпускаются Дивногорским заводом низковольтной аппаратуры. Подробные сведения о них приведены в каталоге [23].

Для целей курсового проектирования предполагается использовать ящики управления электроприводом (ЯУЭ), номенклатура и габаритные размеры

145

которых изображены в таблице 6.1. Ящики типа ЯУЭ обеспечивают степень защиты IP54, имеют сальники, специальные замки для фиксации двери.

Обратите внимание на шифровку обозначения ящика управления типа ЯУЭ: первые две цифры обозначают высоту ящика в дециметрах (1дм=100мм): 04 – означает 400мм или 4 дециметра; 12 – означает 1200мм или 12 дециметров и т.д; третья цифра – длину (ширину) ящика в дециметрах, например: 3 – значит 300мм и т.д; четвертая (последняя) цифра в обозначении – глубина ящика в полных дециметрах, например, 1 – означает 180 мм или 1,8 дм; 2 – означает 250 мм или 2,5 дм и т.д.

Общий вид и габаритные размеры ящиков управления электроприводом ЯУЭ изображены на рисунках 6.1 и 6.2.

Аппараты внутри шкафа монтируют на изоляционных или металлических плитах (старый вариант монтажа) или на стандартных DIN- рейках (современный вариант монтажа).

Рейки обычно размещают по длине шкафа в несколько рядов (возможно вертикальное крепление рейки).

Аппараты могут крепиться непосредственно на DIN–рейке (обычно современные модульные автоматические выключатели, УЗО, промежуточные реле, пускатели электромагнитные ПМ12 на ток до 63А и другие аппараты небольшой массы и габаритов).

С помощью специальных переходных планок крепятся контакторы, автоматические выключатели старых типов и другие аппараты, не имеющие прорези в основании корпуса для установки на DIN–рейке.

На рисунке 6.3 изображены DIN–рейки (иностранное название) производства Дивногорского завода низковольтной аппаратуры. Рейки ПК1.1...ПК1...4 оснащены фиксаторами для предотвращения смещения выключателей при вертикальном размещении рейки.

Для крепления на DIN–рейках аппаратов, не имеющих прорези в корпусе под выступы DIN–рейки используются планки (рисунок 6.3д). Рейки для монтажа модульных выключателей (1модуль 17,5мм) представлены в таблице 6.2. Большинство аппаратов крепится на рейках шириной 35мм.

146

DIN–рейки бывают шириной – 15; 35; 75мм.

Рисунок 6.1 Общий вид и габаритные размеры ящиков серии ЯУЭ с одним замком (высотой 400 и 600мм)

Рисунок 6.2 Общий вид и габаритные размеры ящиков серии ЯУЭ с двумя замками

(высотой 800, 1000 и 1200мм)

Таблица 6.2 Рейки ПК-1 для монтажа модульных аппаратов

* Дивногорского завода низковольтной аппаратуры; ** через 2 модуля, например ПК1-11

В шкафах DIN–рейки крепятся к специальным стойкам (уголках) (см. рисунок 6.3е), которые имеют резьбу М6 через каждые 25мм по высоте.

Стойки устанавливаются при изготовлении шкафа и позволяют свободно менять положении DIN–реек по высоте.

147

Размещение модульного выключателя ВА61F29 на DIN–рейке типа ПК изображено на рисунке 6.4.

25

J’4

а в

е

Рисунок 6.3 Общий вид элементов для крепления аппаратов внутри ящика управления: а – рейка ПК-1 для 1 модуля; б – ПК1-2 для двух модулей; в – ПК1-3 для 3 модулей; г – типа ПК1-... для многих модулей; д – специальная планка типа ПА для крепления не модульных аппаратов на DIN-рейке; г – стойки для крепления DIN-реек внутри ящика

1

35

4

Рисунок 6.4 Крепление модульного автоматического выключателя ВА61F29 на рейке ПК1: 1 – рейка; 2 – подвижный упор (при снятии выключателя с рейки вытягивается вверх); 3 – автоматический выключатель; 4 – прорезь в основании корпуса выключателя

6.2Выбор габарита ящика управления электроприводом

Габарит ящика управления определяется количеством и размерами аппаратов управления, защиты и сигнализации, размещенными в ящике, а следовательно, площадью, занимаемой монтажными зонами аппаратов.

Монтажные зоны аппаратов приведены в методическом пособии к курсовому проекту (таблицы 6.2-1 и 6.2-2) по дисциплине “Проектирование электрооборудования” [2]; некоторые габариты аппаратов защиты электродвигателей, управления и сигнализации приведены в разделе 4 данного пособия.

148

Поскольку принципиальная электрическая схема к моменту выбора габарита ящика управления составлена, то известны аппараты и их число. Составляется таблица по форме таблицы 6.3, в которую заносятся аппараты, размещаемые на передней (внутренней) стенке ящика и на двери, с учетом клеммников (рядов зажимов).

Таблица 6.4 Определение суммарной площади монтажных зон аппаратов

Необходимая площадь стенки и двери, на которой монтируются аппараты, должна быть больше суммарной площади ΣB×H с учетом площади,

В таблице 6.4 приведены площади задней стенки и двери ящиков ЯУЭ, а так же полезная глубина.

Выбирать заведомо большой ящик является ошибкой (приводит к лишней затрате материалов).

Таблице 6.4 Полезная площадь задней стенки и двери ящиков управления ЯУЭ

149

6.3Разработка чертежа «Схема расположения аппаратов в ящике

управления»

Чертёж «Схема расположения аппаратов в ящике управления» выполняется после определения типа ящика управления.

В масштабе 1:10 или 1:5 рисуется на одном листе задняя стенка ящика управления и дверь (смотрите приложение Ю.10).

На расстоянии 100…150 мм от нижнего края ящика (отметки 0) располагают рейку, на которой будут крепиться клеммники ХТ1 и т.д. Их

количество и число зажимов определяются при разработке схемы соединений шкафа управления.

Далее располагают несколько рядов реек с расстояниями между ними, достаточными для размещения аппаратов (обычно 140…160 мм).

Рекомендуется вырезать из бумаги шаблоны аппаратов в выбранном масштабе, подписать их и, манипулируя ими по плоскости задней стенки или двери чертежа, расположить их по осям удобно для монтажа, с соблюдением монтажных зон. При этом обратите внимание, что такие аппараты, как автоматические выключатели и реле не имеют, как правило, контактных зажимов на боковых стенках, а поэтому могут монтироваться вплотную друг к другу.

Рекомендуется на верхней рейке задней стенки размещать автоматические выключатели, ниже – контакторы (электромагнитные пускатели), ещё ниже – аппарат защиты электродвигателя от аварийных состояний. Такое расположение удобно для монтажа, наглядно. Другие аппараты размещаются на свободных местах (на рейках). Указывают расстояния между осями аппаратов, начиная от левого края (отметки 0).

На двери располагают сигнальную арматуру в верхнем ряду, ниже её – кнопки управления, переключатели. Обычно для каждого электродвигателя

выбирается расположение органов управления на двери по вертикальным линиям (для наглядности и удобства управления). На чертеже указывается расстояние между осями аппаратов, начиная от нулевых линий (снизу и с левого края).

Все аппарата имеют позиционное цифровое обозначение, указанное на полках выносных линий. Эти позиционные обозначения должны соответствовать таблице «Технические данные аппаратов ящика управления» (смотри приложение Ю 11).

Позиционные обозначения аппаратов указываются на чертеже над аппаратами или внутри габарита аппарата, если позволяет место, и должно

соответствовать позиционному обозначению аппаратов на принципиальной электрической схеме управления.

На двери ниже сигнальной арматуры и органов управления или сбоку изображаются таблички надписей для каждого аппарата. В виде прямоугольников. Их нумеруют. Первая табличка соответствует паспортным данным ящика управления, последующие – по верхнему ряду вниз, слева на право (смотри приложение Ю 11).

150