Магнитные пускатели и тепловые реле для двигателей

Размещено на http://www.allbest.ru/

Задача 1

Для ниже указанных двигателей определить: пусковой ток; номинальный, пусковой и максимальный моменты; номинальное и критическое скольжение; построить естественные механические характеристики в координатах (М, n) и (М, s) при номинальном напряжении и при снижении напряжения на 10%.

Дано:

АИР100L8У3 Р_н=1,1 кВт, I_н=3,32 А, n_н=700 об/мин, з=0,72, cosц=0,7, К_i=3,5, К_п=1,6, К_к=1,7, К_мин=1,2.

Решение.

1. Пусковой ток

I_п=К_i I_н=3,5*3,32=11,62 А.

2. Находим моменты

Номинальный

М_н=9550 Р_н/ n_н=9550*1,1/700=15 Н.

Пусковой

М_п= К_п М_н=1,6*15=24 Н.

Максимальный (критический)

М_к= К_к М_н=1,7*15=25,5 Н.

3. Скольжение

Номинальное

s_н= (n₀- n_н)/ n₀=(750-700)/750=0,07

Критическое

s_к= s_н(К_к+)=0,07(1,7+)=0,22

4. Для построения механической характеристики зададимся значениями s от 0 до 1. Используем уравнение Клосса

М=,

где ?=(1/s_к+s_к - 2к₁)/(2(к₁-1)= = 21,1 - поправочный коэффициент, где к₁=К_к/К_п=1,7/1,6=1,0625

Частота вращения n=n₀(1-s).

При снижении напряжения на 10% напряжение на зажимах двигателя будет U'=0,9U_н=0,9*380=342 В, значения моментов уменьшатся пропорционально квадрату снижения напряжения, т.е. М'=0,9²М=0,81М.

Рабочий ток

I'=Р_н/U'з cosц)=1100/(1,73*342*0,72*0,7)=3,7 А.

Пусковой ток

I'_п=К_i I'=3,5*3,7=12,95 А.

Уменьшится также критическое скольжение, т.к.



К'_к=0,81M_к/М_н=0,81*25,5/15=1,4, тогда s'=0,07(1,4+)=0,17.

Данные расчета сведем в таблицу 1.

Таблица 1

Расчетные данные	Значения скольжения s.
	0,07	0,1	0,22	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
М	15	25	25,5	25,4	25,3	25	24,9	24,7	24,4	24,2	24
М'	12,15	20,25	20,7	20,6	20,5	20,25	20,1	19,9	19,8	19,6	19,4
n	700	675	585	525	450	375	300	225	150	75	0

Строим механическую характеристику в координатах (М, n) и (М, s)



Задача 2

Для двигателей перечисленных ниже, начертить схемы распределительных сетей и выбрать аппараты управления и защиты.

Дано:

М1: АИР100L2У3 Р_н=5,5 кВт, I_н=10,7 А, n_н=2850 об/мин, з=0,88, cosц=0,89, К_i=7,5, К_п=2, К_к=2,2, К_мин=1,6.

М2: АИР200М8У3 Р_н=15 кВт, I_н=31,2 А, n_н=730 об/мин, з=0,89, cosц=0,82, К_i=5,5, К_п=1,6, К_к=2,2, К_мин=1,5.

М3: АИР100S2БСУ2 Р_н=4 кВт, I_н=7,13 А, n_н=2850 об/мин, з=0,97, cosц=0,88, К_i=7,5, К_п=2, К_к=2,2, К_мин=1,6.

М4: АИР112МА6У3 Р_н=3 кВт, I_н=7,1 А, n_н=950 об/мин, з=0,81, cosц=0,76, К_i=6, К_п=2, К_к=2,2, К_мин=1,6.

Пуск двигателей легкий, б - коэффициент учитывающий условия пуска (легкий 2,5, тяжелый 1,6…2). Пускатели нереверсивные.

Решение.

1. Выберем схему распределительной сети и изобразим её.

2. Выбираем предохранители для защиты двигателей по следующим условиям

I_в.н.? I_пуск/б; I_в.н.? I_н,



где б - коэффициент учитывающий условия пуска

М1: I_пуск= K_II_н=7,5*10,7=80,25 A I_в.н.? 10,7А I_в.н.? 80,25/2,5=32,1 А

Принимаем ПП31-29 I_в.н.=40 А, U=660 В

М3: I_пуск= K_II_н=7,5*7,13=53,5 A I_в.н.? 7,13А I_в.н.? 53,5/2,5=21,4 А

Принимаем ПП31-29 I_в.н.=25 А, U=660 В

М4: I_пуск= K_II_н=6*7,1=42,6 A I_в.н.? 7,1А I_в.н.? 42,6/2,5=17,04 А

Принимаем ПП31-29 I_в.н.=20 А, U=660 В

3. Выбираем автоматические выключатели для защиты двигателя и общий для группы по условиям

М2: I_н.т.?К_Н I_н,

где К_Н-коэффициент надежности, 1,1.

I_э.р.? К_зап I_п,

где К_зап - коэффициент запаса, 1,25. I_пуск= K_II_н=5,5*31,2=171,6 A

I_н.т.?1,1*31,2=34,32 А I_э.р.?1,25*171,6=214,5 А

Принимаем ВА51-29 I_н.а=63 А, I_н.т.=40 А, I_э.р=10 I_н.т=10*40=400А, U=660В



РЩ1 - РЩ2: I_p= К_о=1*(10,7+32,1+7,13+7,1)=57,03 А

I_макс= I_пуск+ К_о=214,5+1(10,7+7,13+7,1)=239,43 А,

где К_о - коэффициент одновременности, 1.

I_н.т.?1,1*57,03=62,73 А I_э.р.?1,25*239,43=299,3А

Принимаем ВА51-29 I_н.а=63 А, I_н.т.=63 А, I_э.р=10 I_н.т=10*63=630А, U=660 В

4. Выбираем магнитные пускатели и тепловые реле для двигателей по условиям

I_н.п.?I_н; I_н.п.?I_п/6; I_н.т.р..?I_н

М1: I_н.п.?10,7А; I_н.п.?80,25/6=13,4А; I_н.т.р..?10,7 А

Выбираем магнитный пускатель ПМЛ-222002 с кнопками «Пуск» и «Стоп»

I_н.п.=25А, тепловое реле РТЛ-101604 пределы регулирования 9,5…14 А.

М2: I_н.п.?31,2А; I_н.п.?171,6/6=28,6А; I_н.т.р..?31,2 А

Выбираем магнитный пускатель ПМЛ-322002 с кнопками «Пуск» и «Стоп»

I_н.п.=40А, тепловое реле РТЛ-205504 пределы регулирования 30…40 А.

М3: I_н.п.?7,13А; I_н.п.?53,5/6=8,92А; I_н.т.р..?7,13 А

Выбираем магнитный пускатель ПМЛ-122002 с кнопками «Пуск» и «Стоп»

I_н.п.=10А, тепловое реле РТЛ-101404 пределы регулирования 7…10 А.

М4: I_н.п.?7,1А; I_н.п.?42,6/6=7,1А; I_н.т.р..?7,1 А

Выбираем магнитный пускатель ПМЛ-122002 с кнопками «Пуск» и «Стоп»

I_н.п.=10А, тепловое реле РТЛ-101404 пределы регулирования 7…10А.

Задача 3

Выбрать электродвигатель продолжительного режима работы для измелчителя кормов, определить его экономические показатели. Построить график зависимости КПД от коэффициента загрузки.

Дано: Q=25 т/ч, А=1,42 кВт*ч/т, n=1480 об/мин.

Решение.

1. Расчетная мощность двигателя

Р_р=К_хАQ/з_н=1,15*1,42*25/0,98=41,7 кВт,

где К_х - коэффициент запаса мощности, учитывающий потери холостого хода, 1,15…1,2; з_н - КПД привода, для измелчителя 0,98.

Выбираем двигатель АИР200L4У3 Р_н=45 кВт, I_н=83А, n_н=1480 об/мин, з_н=0,922, cosц=0,89, по конструктивному исполнению: для умеренного климата второй категории размещения, со степенью защиты IP54.

2. Находим экономические показатели.

Средняя годовая наработка измельчителя кормов Т=1500 ч, тогда годовой расход электроэнергии составит

W=Р_нТ=45*1500=67500 кВт*ч

Стоимость электроэнергии для сельского хозяйства С=4,68 руб. за 1 кВт*ч.

А_с=WC=67500*4,68=315900 руб. в год.

3. Строим график зависимости КПД от коэффициента загрузки.

Кз=Р_р*з/Р_н,

Построим график для значений Кз = 0; 0,5; 0,8 и 1. Данные для построения в таблице. з = Кз*Р_н/Р_р

Кз	0	0,5	0,8	1
з	0	0,54	0,863	0,927

Задача 4

Объясните, как по данным каталога можно определить критическое скольжение и построить естественную механическую характеристику асинхронного двигателя.

Ответ.

Механическую характеристику можно рассчитать и построить по паспортным данным.



Точка 1 n₀=(60f)/p,

где: p - число пар полюсов машины;

f - частота сети.

Точка 2 с координатами n_н и M_н. Номинальная частота вращения n_н задается в паспорте. Номинальный момент рассчитывается по формуле:

здесь: P_н - номинальная мощность (мощность на валу).

Точка 3 с координатами M_крn_кр. Критический момент рассчитывается по формуле M_кр=M_нл. Перегрузочная способность л задается в паспорте двигателя

n_кр=n₀(1?S_кр),

,

S_н=(n₀?n_н)/n₀ - номинальное скольжение.

Точка 4 имеет координаты n=0 и M=M_пуск. Пусковой момент вычисляют по формуле

M_пуск=M_нл_пуск,

где: л_пуск - кратность пускового момента задается в паспорте.



Задача 5

Охарактеризуйте электропривод насосов мелиоративных станций и укажите, как определяется мощность приводных электродвигателей.

Ответ.

В мелиоративном хозяйстве насосные станции при орошении служат для заполнения водохранилищ, подъема воды на командные отметки орошаемых полей, отвода сбросных оросительных и перекачки грунтовых вод, а при осушении -- для перекачки сточных вод из каналов и коллекторов, а также для понижения уровня грунтовых вод. Насосные станции в мелиорации характеризуются высокой подачей (до сотен тысяч кубометров в секунду) и большой мощностью (до тысяч киловатт). Для них обычно используют асинхронные короткозамкнутые электродвигатели мощностью до 300 кВт, рассчитанные на напряжение 380 В и 6,3 кВ (при мощности свыше 100 кВт). Если потребная мощность превышает 300 кВт, то рекомендуется применять синхронные двигатели напряжением 6,3 или 10 кВ. Схемы автоматизации насосных станций обеспечивают пуск и остановку электродвигателей, заливку насосов, управление запорными задвижками, предохранение напорных трубопроводов от гидравлических ударов, защиту оборудования при авариях, сигнализацию о нормальных и ненормальных режимах работы оборудования, контроль и измерение расхода, напора, горизонтов воды и т. п. Насосные станции в мелиорации снабжают специальными баками-аккумуляторами и вакуум-насосами для предварительной заливки основного насоса водой. При их отсутствии насосы ставят в заглубленных камерах ниже уровня водохранилища, а колено всасывающей трубы располагают выше уровня установки насоса. Для облегчения пуска электродвигателя на напорных трубопроводах ставят электрифицированные задвижки. Насос пускают при закрытой задвижке, тогда момент сопротивления воды минимальный. Задвижка открывается автоматически после разгона агрегата и установления заданного давления и также автоматически закрывается при отключении электронасоса.

Для определения мощности приводного двигателя насоса мелиоративной станции используют среднесуточное использование воды Q_ср.сут.(наполнение, откачивание и т.п.), которое исходно задается для поставленной задачи и затем определяется максимальное часовое и секундное использование.

Часовое использование

Q_ч=К_сут*К_ч*Q_ср.сут./(Тз_с), м³/ч,

где К_сут - коэффициент, учитывающий неравномерность использования воды в течении суток; К_ч - коэффициент, учитывающий неравномерность использования воды в течении часа; Т - время работы; з_с - коэффициент, учитывающий потери воды в системе.

Секундный расход Q_с= Q_ч/3600, м³/с

Находится мощность двигателя

Р_р= Q_сН_р/(з_нз_п),

где Н_р - необходимый расчетный напор насоса; з_н - КПД насоса; з_п - КПД передачи



Список используемой литературы

пусковой момент напряжение аппарат

1. Электрооборудование и автоматизация сельскохозяйственных агрегатов и установок /Под редакцией И.Ф. Кудрявцева. - М.: Агропромиздат, 1988.

2. Каганов И.Л. Курсовое и дипломное проектирование. - М.: ВО Агропромиздат, 1990.

3. Евдокимов Ф.Е. Общая электротехника. - М.: Энергия, 1992.

Размещено на Allbest.ru