Курсач по ковалю схемаупр / Пояснительная записка

3

Лист

ПДСУ 5.00.00.000 ПЗ

4

Введение

Целью данной курсовой работы является закрепление основных теоретических положений дисциплины «Проектирование дискретных систем управления» и разработка схемы управления асинхронным двигателем

В курсовой работе необходимо разработать схему электрическую принципиальную, описать её работу, выбрать все электрические аппараты, разработать сборочный чертеж размещения электрооборудования и разработать перечень элементов и спецификацию.

Лист

ПДСУ 5.00.00.000 ПЗ

5

1 Разработка схемы электрической принципиальной и её работа в соответствии с вариантом

В курсовой работе необходимо разработать схему управления асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, мощностью двигателя Pдв.=3 кВт. Электропривод состоит из двух асинхронных двигателей с к.з. ротором. Одновременная работа двигателей исключена. Пуск прямой, но в цепь статора одного из двигателей на время t вводится ступень пускового реостата. При отключении для обоих двигателей использовать электродинамическое торможение. Предусмотреть возможность реверса для двигателя без пускового реостата. Предусмотреть в схеме необходимые защиты.

Силовая часть схемы представляет собой трёхфазную пятипроводную сеть (3 фазы, нулевой провод и провод заземления). Для выполнения защиты необходимо предусмотреть защиту от токов короткого замыкания и токов перегрузок.

Автоматический выключатель QF1 обеспечивает защиту от токов короткого замыкания, отключая при срабатывании от питающей сети силовую цепь и цепь управления. Тепловые реле КК1 и КК2 предназначены для защиты двигателей в режиме перегрузки по току. Исходя из условий пуска и режима работы, в силовую цепь двигателя (М1) были включены силовые контакты магнитных пускателей KM1 и KM2 (для обеспечения пуска и продолжительной работы). В цепь двигателя (М2) были включены силовые контакты магнитных пускателей KM3 и KM4 (для обеспечения пуска и продолжительной работы), а также по условию задания включены резисторы. Для электродинамического торможения в силовую цепь были включены резисторы R4 и R5 и силовой контакт контактора постоянного тока.

Предохранитель FU1 обеспечивает защиту от токов короткого замыкания и токов перегрузки, отключая, при срабатывании, от питающей сети цепь управления.

Схема управления состоит из двух основных частей.

Первая ветвь – размыкающий контакт магнитного пускателя КМ3, затем ветвь делится еще на две параллельных ветви. Первая параллельная ветвь состоит из: замыкающего контакта кнопки SB2 (кнопка «Пуск»), параллельно кнопке SB2 подключен блок-контакт магнитного пускателя КМ2, нормально разомкнутый; нормально замкнутого контакта кнопки SB3; нормально замкнутого контакта теплового реле КК1 и катушки магнитного пускателя КМ2. Вторая параллельная ветвь состоит из: нормально замкнутого контакта кнопки SB2; замыкающего контакта кнопки SB3

6

(кнопка «Пуск»), параллельно кнопке SB3 подключен блок-контакт магнитного пускателя КМ1, нормально разомкнутый; нормально замкнутого контакта теплового реле КК1 и катушки магнитного пускателя КМ1.

Вторая ветвь - размыкающие контакты катушек магнитных пускателей КМ1 и КМ2, замыкающий контакт кнопки SB4 (кнопка «Пуск»), параллельно кнопке SB4 подключен блок-контакт магнитного пускателя КМ3, нормально разомкнутый; нормально замкнутый контакт теплового реле КК2 и катушка магнитного пускателя КМ3. Параллельно магнитному пускателю КМ3 и контакту теплового реле КК2 включено реле времени КТ1. Параллельно реле времени КТ1 подключаем нормально разомкнутый контакт реле времени КТ1 и катушку магнитного пускателя КМ4.

Вторая часть состоит из: замыкающего контакта кнопки SB1, параллельно кнопке SB1 подключен блок-контакт магнитного пускателя КМ5, нормально разомкнутый; нормально замкнутого контакта кнопки SB5; диодного моста; катушки магнитного пускателя КМ5. Катушка подсоединена на выходы диодного моста.

Описание работы схемы

При нажатии кнопки SB2 срабатывает магнитный пускатель КМ2 и запускается двигатель М1. При нажатии кнопки SB3, отключается питание магнитного пускателя КМ2, срабатывает магнитный пускатель КМ1 и двигатель М1 начинает вращаться в другую сторону. При нажатии кнопки SB4, срабатывает магнитный пускатель КМ3, тем самым исключая срабатывание магнитных пускателей КМ1 и КМ2; запускается двигатель М2; ток проходит через пусковые реостаты; реле времени КТ1, через отсчет времени подключает магнитный пускатель КМ4 и тем самым выводит из работы пусковые реостаты. При нажатии кнопки SB1 отключается цепь управления двигателями, происходит электродинамическое торможение, то есть начинает работу диодный мост и срабатывает контактор постоянного тока КМ5. Кнопка SB5 отключает электродинамическое торможение.

Лист

ПДСУ 5.00.00.000 ПЗ

2

7

2 Выбор всех электрических аппаратов в соответствии со схемой

По задания номинальная мощность двигателя 3 кВт. Выбран асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором АИР90L2 со

Рассчитаем ток в силовой части установки по формуле [3]:

Магнитные пускатели КМ1-КМ4 выбираются по следующим условиям

[4]:

-по режиму работы,

-по номинальному току нагрузки IН.П.≥IН,

-по номинальному напряжению катушки аппарата UН=UФ,

- по номинальному напряжению контактов аппарата UН.КОНТ≥UЛ. В данном случае режим работы АС3, так как производиться пуск

асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором. Номинальный ток нагрузки вычислен IН =6.1 A. Из стандартного ряда выбирается номинальный ток магнитного пускателя IН.П. = 10А. Напряжение питания в схеме управления UФ= 220В, т.е. UН = 220В. Напряжение сети силовой части UЛ =

8

Выбор реле времени КТ1 осуществляется по:

- номинальному напряжению сети, равному номинальному напряжению катушки аппарата UН=UФ ;

- по току коммутируемому контактами IКОНТ≥Iупр,

-по номинальному напряжению контактов аппарата UН.КОНТ ≥UЛ ,

-по числу и исполнению контактов.

Было выбрано реле времени РВП-72 3221 (ТУ 16-522) с параметрами:

- мощность включения и удержания не более 30 ВА.

Тепловое реле КК1 и КК2 выбирается по условиям:

-IН.РЕЛЕ = IН,

-UН ≥ UЛ,

-ток вспомогательных контактов

IКОНТ.Н ≥ IРАБ.МАКС.

Выбор теплового реле РТТ-111-6,30 (ТУ 16-90). Его параметры :

Выбор автоматического выключателя QF1.

В качестве защиты от короткого замыкания применим автоматический выключатель QF1. Он выбирается для двигателей с короткозамкнутым ротором по следующим условиям:

UНом. Авт. ≥UЛ ,

где: - UНом. Авт. — номинальное напряжение автомата,

Лист

ПДСУ 5.00.00.000 ПЗ

2

9

- UЛ — номинальное напряжение линии сети(380 В), IНом. т.р. ≥(1,15…1,25)I Ном. Нагр,

где: - IНом. т.р. — номинальный ток установки теплового расцепителя;

- IНом. Нагр — номинальный ток нагрузки (длительный расчетный ток линии).

Iсрб.эм.расц. ≥ 1,25*IПуск. ,

где: - Iсрб.эм.расц. — ток срабатывания электромагнитного расцепителя; IПуск — пусковой ток двигателя: IПуск=6,1*7=42,7 А.

Условия работы автоматического выключателя QF1[5]:

−Uном. авт. ≥380 B;

−IНом. т.р.≥6,1 A;

−Iсрб.эм.расц.≥ 42,7 A.

Выбираем автоматический выключатель ВА 47-29 3Р со следующими характеристиками (ТУ 16-522.064-82):

-Номинальная отключающая способность = 4500 А

-количество максимальных электромагнитных расцепителей тока - 3,

-износостойкость: общее количество циклов включения и отключения - 20000.

Кнопочные выключатели SB1-SB5 выбирается по условиям [6]:

IН ≥ IНАГР,

UН ≥ UФ.

В нашем случае UН ≥ 220 В, а ток IН ≥ IВкл. Макс, т.е. IН ≥ 0,66 А. Выбираем кнопочные выключатели серии КМ2-1 (для SB1, SB2, SB3

двухполюсные) с параметрами [11] (ТУ 16-526.094-78):

10

- коммутационная износостойкость 1 млн. циклов,

Контактор постоянного тока КМ5 выбирается по тем же критериям, что и магнитный пускатель.

Был выбран двухполюсный контактор МК1-20М УХЛ3 (ТУ 16-644.010- 85) с параметрами:

Выбор предохранителя FU1в цепи управления осуществляется по

следующим соотношениям:

- Uн ≥ UФ,

Номинальный ток плавкой вставки

Iн.вст ≥ 0,66 + 0,1·0,66 = 0,726(A) ,

UН ≥ 220 В.

Был выбран предохранитель ПК-45 с параметрами (ТУ 16-522.112-74):

Лист

ПДСУ 5.00.00.000 ПЗ

4

11

- предельная отключающая способность 100 А.

Остальные элементы выбираются из [7]:

Полупроводниковый диод выбран КД226А (ГОСТ 19613-80). Пусковой реостат выбран ДПД-3 (ГОСТ 1785-83). Пусковые реостаты R1 – R3 выбраны ДПД-3 (ГОСТ 1785-83). Резисторы R4 и R5 выбраны СП5-3 1кОм±10% (ГОСТ 10318-80).

Лист

ПДСУ 5.00.00.000 ПЗ

5

12

3 Разработка сборочного чертежа размещения электрооборудования

Внутри корпуса шкафа управления монтируются следующие элементы: предохранитель FU1, реле тепловое KК1,KК2, пускатели магнитные KМ1…K М4, контактор постоянного тока KМ5, реле времени KТ1, автоматический выключатель QF1, пусковые реостаты R1…R3, резисторы R4,R5, диоды VD1…VD4. Элементы внутри шкафа монтируются на монтажную DIN-рейку.

На передней панели шкафа устанавливается кнопки SB1…SB5.

Через зажим наборный XT1 к шкафу управления подключается питающее напряжение . Через зажим наборный XT2 к шкафу управления подключаются электродвигатели М1 и М2.

Сборочный чертёж представлен на листе графической ПДСУ 5.00.00.000

СБ.