Электрические и электронные аппараты

Размещено на http://www.allbest.ru//

Задача 1

Токоподвод к автоматическому выключателю постоянного тока выполнен медными прямоугольными шинами сечением b х h, расположенными параллельно широкой стороне друг к другу на расстоянии а и закрепленными на опорных изоляторах на расстоянии между соседними изоляторами. ток реле герконовый выключатель

Выбрать размеры сечения b и h токоподводяших шин, исходя из длительного режима работы выключателя при I_ном и его электродинамической стойкости при сквозном токе короткого замыкания I_КЗ (максимальное значение пропускаемого тока).

Вариант 4

а,мм - 70

l,мм - 170

I_ном, А - 400

I_кз, кА - 80

Решение

1. Определение размеров сечения шин, исходя из длительного режима работы

Отношение узкой стороны сечения шинопровода к его широкой стороне b/h обычно принимается в пределах от 0,1 до 0,25. При этом размеры сечения выбираются из стандартных рядов для медного проката. Для размера b: ... 3, 4,5, 6, 8, 10, 12...мм, для размера h: ... 20, 30, 40, 50, 60, 80, 100, 120 ... мм.

Выбранные размеры b и h должны обеспечивать сечение не менее S_дл и максимально близкое к нему.

Исходя из этого условия выбираем сечение шинопровода:

b=20 мм, h=200 мм

2.

3. Определение размеров сечения шин, исходя из электродинамической стойкости при токе короткого замыкания.

Электродинамическая сила, действующая на участок шинопровода длиной ,

,

где

-

коэффициент контура;

К_ф коэффициент формы, определяется по кривым Двайта.

Рис. 1. Кривые Двайта, учитывающие влияние размеров поперечного сечения проводника

Исходя их графика находим К_ф = 0,5

Максимальное изгибающее механическое напряжение в шине

,

где - момент сопротивления изгибу шины, мм³

Если , то сечение медных токоподводящих шин, выбранное исходя из длительного режима работы, принимается окончательным. Если же , то необходимо увеличить толщину шинопровода, исходя из соотношения:

Значение также должно выбираться из стандартного ряда.

Поскольку у нас выполняется условие , то сечение медных токоподводящих шин, выбранное исходя из длительного режима работы, принято верно.

Ответ: b=20 мм; h=200мм

Задача 2

Для прямого пуска короткозамкнутого асинхронного электродвигателя серии 4 А мощностью Р, питающегося от сети с номинальным напряжением U_ном = 380 В, используется магнитный пускатель, схема включения которого представлена на рис. 1. В состав пускателя входят контактор КМ и тепловые реле KKI и КК2. Определить необходимые параметры двигателя и выбрать тип пускателя и параметры его тепловых реле.

Дано:

P=15 кВт

cos

Решение

1. Определение номинального тока двигателя

По величине этого тока из табл. 4 производится выбор пускателя таким образом, чтобы максимальный рабочий ток пускателя в категории применения АС-3 (пуск электродвигателей с короткозамкнутым ротором, отключение вращающихся двигателей при номинальной нагрузке) был не менее номинального тока двигателя и максимально близким к нему.

Исходя из этого условия выбираем ПА-322

2. Определение номинального тока установки теплового реле.

Для лучшего согласования перегрузочной характеристики двигателя и защитной (время - токовой) характеристики реле номинальный ток установки выбирается на 15-20 % выше номинального тока двигателя, т. е:

А

Так как в тепловое реле выбранного выше пускателя может быть установлен тепловой элемент с различным номинальным током (током срабатывания при нулевом положении регулятора), то из ряда этих токов для реле пускателя необходимо выбрать значение, ближайшее к Iуст.ном и проверить, укладывается ли величина Iуст.ном в пределы регулирования номинального тока установки (+25 %).

Выбираем тепловое реле: ТPП-60

Технические данные магнитных пускателей при Uном=380 В приведены в табл. 4.

Выбранные таким образом параметры реле обеспечивают отключение

двигателя, например, при токе перегрузки 1,3 Iном.дв за время не более10-20 мин., а при перегрузке током 10 Iном.дв за время не более 2-5 с.

Задача 3

Для защиты от токов короткого замыкания цепи питания короткозамкнутого асинхронного электродвигателя мощностью Р (рис. 1 и табл. 3) используются плавкие предохранители серии ПР-2 (разборные, без наполнителя).

Определить номинальный и пограничный токи, а также сечение медной плавкой вставки и выбрать наиболее близкое по номинальному току плавкой вставки исполнение предохранителя. Технические данные предохранителей серии ПР-2 при напряжении 380 В приведены в табл. 6.

Решение

1. Определение номинального тока плавкой вставки.

Плавкая вставка предохранителя не должна отключать двигатель при кратковременных перегрузках его пусковыми токами. Для двигателей серии А02 величина пускового тока:

Для зашиты одиночных двигателей в большинстве практических случаев номинальный ток плавкой вставки рекомендуется определять из соотношения :

В соответствии с рассчитанным значением Iвст.ном из табл.6 выбирается номинальный ток плавкой вставки 100 А? ближайшее большее значение. В соответствии с выбранным значением Iвст.ном определяется исполнение предохранителя (по его номинальному току).

2. Определение пограничного тока плавкой вставки.

Под пограничным током понимают номинальный ток, при котором сгорает плавкая вставка, достигнув установившейся температуры.

Расчетный пограничный ток I_погр берется несколько больше номинального тока плавкой вставки. Отношение I_погр / I_{вст.ном} для медных вставок составляет 1,6 1,8, т. е.

Исходя из этих условий

3. Определение диаметра медной плавкой вставки. Исходя из баланса

подводимого и отводимого от плавкой вставки мощностей, диаметр плавкой вставки определяется из уравнения

Где:

Задача 4

Определить токи срабатывания и отпускания, а также коэффициент возврата нейтрального экранированного герконового реле, содержащего обмотку управления с числом витков W и один симметричный замыкавший магнитоуправляемый контакт

Исходные данные для расчетов.

Размеры электродов геркона: длина l = 20 мм; ширина b = 2,6 мм; толщина h =0,5 мм. Жесткость электродов С = 1,66*10³ Н/м.

Длина перекрытия в рабочем зазоре = 1,2 мм. Величина конечного рабочего зазора = 0,01 мм. Коэффициент симметрии геркона Ксм = 0,5. Коэффициент магнитной проводимости путем рассеяния Крас = 0,1. Коэффициент магнитной проводимости магнитопровода Кст = 2. Величина начального рабочего зазора =0,23 мм, число витков обмотки управления w=22000.

Решение

Для расчета воспользуемся методикой, приведенной в книге: Харазов К. И. Реле с магнитоуправляемыми контактами. - М.: Энергия, 1971, с. 29…45.

Согласно этой методике МДС, срабатывания такого реле определяется уравнением:

Тогда ток срабатывания реле:

Аналогично, МДС отпускания реле:

Ток отпускания реле

Коэффициент возврата реле

Задача 5

В пускорегулировочном реостате используются резисторы, выполненные из константановой проволоки, намотанной на теплоемкий фарфоровый цилиндр, имеющий желобки для укладки константановой проволоки. Диаметр цилиндров D =36 мм, число желобков n , активная длина цилиндра , масса цилиндра G_к , диаметр проволоки d.

Определить сопротивление и нагрузочную способность резистора при длительном режиме работы, а также постоянную времени нагрева, коэффициент перегрузки и допустимый ток перегрузки для кратковременного режима работы длительностью t_кр.

1. Сопротивление резистора

где:

- удельное сопротивление константана при 0°С;

- температурный коэффициент сопротивления для константана;

- длина проволоки, укладываемой в желобки цилиндра, см;

- сечение проволоки, cм²;

^- допустимая температура нагрева константановой проволоки на фарфоровом каркасе.

2. Нагрузочная способность резистора при длительном режиме работы оценивается допустимой величиной тока

где,

- коэффициент теплоотдачи с поверхности проволоки;

- поверхность проволоки, см²;

- допустимое превышение температуры константановой проволоки над температурой окружающей среды внутри реостата

3. Постоянная времени нагрева резистора при кратковременном режиме работы

где - коэффициент, учитывающий участие фарфорового цилиндра в теплоотводе от проволоки в кратковременном режиме работы;

- удельная теплоемкость фарфора;

- удельная теплоемкость константа;

- масса проволоки резистора

(здесь - плотность константана);

- коэффициент теплоотдачи с поверхности фарфорового цилиндра;

- наружная боковая поверхность охлаждения цилиндра, см.

4.Коэффициент перегрузки резистора по току в кратковременном режиме работы

5. Допустимый ток перегрузки резистора в кратковременном режиме работы

Размещено на Allbest.ru