Электрические и электронные аппараты

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Специальность-1804 Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов

Контрольная работа

Электрические и электронные аппараты

Технические данные асинхронного двигателя

Расчет и выбор аппаратуры для управления АД

Рис. 2.1. Принципиальная схема реверсивного пуска асинхронного короткозамкнутого электродвигателя с реверсом скорости

На рис. 2.1 представлена принципиальная схема управления асинхронным короткозамкнутым электродвигателем с реверсом скорости при помощи реверсивного магнитного пускателя. При включенном рубильнике Р схема подготовлена к работе.

Для пуска двигателя в нужном направлении, например, вперед, необходимо нажать кнопку КнВ. При этом включается группа контактов КВ магнитного пускателя и присоединяет двигатель к сети. Одновременно замыкающий блок-контакт КВ блокирует кнопку КнВ. Для остановки двигателя необходимо нажать кнопку КнС, которая отключит контакты магнитного пускателя, и двигатель будет отсоединен от сети.

Для пуска двигателя в обратном направлении необходимо нажать кнопку КнН, которая включит группу контактов КН. Две фазы статора двигателя (А и В) поменяются местами, и он начнет вращаться в обратном направлении. Если нажать кнопку КнН при включенных контактах КВ, то размыкающий контакт этой кнопки отключит контакты КВ, после чего включатся контакты КН. В результате произойдет торможение против включением с последующим реверсом двигателя.

Защита двигателя осуществляется с помощью максимальных токовых реле РМ 1, РМ 2, РМ 3 и тепловых реле РТ 1 и РТ 2. При срабатывании любого из реле размыкается его контакт в цепи контакторов в схеме управления. Последние отключаются и отсоединяют двигатель от сети. В схеме используются кнопки с двумя контактами - замыкающим и размыкающим. Эти контакты включены в разные цепи, обеспечения надежную электрическую блокировку.

Прежде чем приступить к непосредственному выбору пускозащитной аппаратуры, необходимо по данным номинальным параметрам двигателя и сети рассчитать номинальный ток двигателя и его пусковой ток.

Номинальный ток двигателя можно определить по следующей формуле:

где m - число фаз статора.

По известной кратности пускового тока можно определить его значение:

После определения значений номинального и пускового тока можно приступить к выбору требуемой аппаратуры.

Выбор рубильника

В соответствии с условиями выбора рубильников, выбираем по таблице 2.4 переключатель-разъединитель с центральным рычажным приводом серии ППЦ-32, со следующими номинальными параметрами: Uном = 380 В, Iном = 250 А.

Выбор максимальных токовых реле

1. Выбираем ток установки реле в зависимости от типа двигателя:

Так как в данной схеме используется асинхронный короткозамкнутый двигатель, то ток установки реле выбираем по следующему выражению:

2. Выбираем номинальный ток реле

Исходя из условий выбора максимальных токовых реле по номинальному току Iном.р, нужно выбирать такие реле, чтобы выполнялось условие: Iном.р ?32,13 А.

Указанным двум условия удовлетворяет реле серии РЭО-401 со следующими номинальными параметрами:

Iном=100А, Iсраб.р=(130 ч400)А.

Выбор магнитного пускателя

Для пуска, реверса и аварийного отключения в схеме электропривода используется реверсивный магнитный пускатель. Параметры выбираемых магнитных пускателей должны удовлетворять следующим условиям:

Uном ?380В

Iном ? Iном.дв ?32,13А

Iпред ? Iпуск.дв ?240,9А

Указанным условиям удовлетворяет магнитный пускатель типа ПАЕ-300 со следующими номинальными параметрами: Uном = 380 В; Iном = 40 А; Iпред = 400 А; пусковая мощность, потребляемая обмоткой, Pв = 260 ВА; номинальная мощность обмотки Pр = 17 ВА.

Выбор тепловых реле

1. Выбираем предварительное значение номинального тока нагревателя Iном.нагр номинального тока реле Iном.р:

Iном.р ? Iном.нагр? 32,13А

т.е. Iном.нагр = 32,13А. В соответствии с этим значением предварительно выбираем серию реле. Таким образом, можно взять тепловое реле серии ТРТ, для которого значение коэффициента д = 4%.

2. Приводим Iном.нагр к действительной температуре окружающей среды, т.е. к tокр (считаем, что tокр = 75°С):

3. Выбираем номинальное значение тока установки Iном.уст

Так как двигатель работает при температуре, отличной от номинальной, то ток уставки выбирается исходя из следующего выражения:

4. Окончательно выбираем номинальный ток нагревателя Iном.нагр:

37,4/1,2A<Iном.нагр<37,4/0,75A

31,17A<Iном.нагр<49,9A

Таким образом. Выбираем тепловое реле серии ТРТ-135 со следующими номинальными параметрами: Iном.р= 35 А, диапазон изменения тока установки

Iуст = (29,75 ч 40,25) А

максимальный ток продолжительного режима при tокр = 40°, Iмакс 40є = 40,25 А. электродвигатель магнитный ток реле

Выбор предохранителей

В данной схеме электропривода переменного тока предохранители установлены для защиты цепи управления. Выбирая предохранители для защиты цепи управления, будем ориентироваться на значения пусковой мощности, потребляемой обмоткой магнитного пускателя, и ее номинальной мощности в режиме удержания. При этом следует отметить, что в каждый момент времени (пуск, торможение, реверс) работает только одна контактная группа.

В соответствии с методикой выбора значений номинального тока плавкой вставки предохранителя для защиты цепей управления можно записать, что

Таким образом, выбираем слаботочные предохранители на номинальное напряжение 600 В серии ПК-55, рассчитанные на номинальный ток Iном = 0,15 А.

Таким образом, был произведен расчет и выбор всех необходимых, подходящих по условиям работы, аппаратов для пуска, реверса и защиты асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

Расчет и выбор аппаратов защиты системы ПЧ-АД

Рис. 2.2 Принципиальная схема системы ПЧ-АД

В соответствии с рис. 2.2. можно сказать, что защита преобразователя частоты осуществляется всего двумя видами аппаратов: быстродействующими предохранителями FU и автоматическим выключателем QF.

Основная трудность, в данном случае, заключается в том, в преобразователе частоты имеет место как постоянные, так и переменные ток и напряжение. Например, автоматический выключатель QF должен выбираться по действующему значению основной гармоники тока. В тоже время, быстродействующие предохранители для защиты силовых тиристоров выбираются исходя из номинального значения выпрямленного тока. Поэтому целесообразно, предварительно вычислить указанные величины. Можно рекомендовать следующий порядок вычислений:

1 Индуктивное сопротивление асинхронного двигателя:

2 Действующее значение полного тока при номинальной нагрузке:

3 Номинальная допустимо-длительная мощность:

4 Выбираем преобразователь частоты:

Выбор преобразователя частоты осуществляется исходя из следующих условий:

· Sн.пч ?Кз•Sн ? 1,25•26,814?33,52 кВА;

· Uн.пч ?Uном.сети? 380В;

· Iн.пч ?Iпуск.дв/лпч = 240,9 /2? 120,45А;

· Iмакс.пч ?Iпуск.дв? 240,9 А;

Исходя из перечисленных условий и каталожных данных, выбираем преобразователь частоты типа ТРИОЛ АТ 04-55 со следующими параметрами:

Sн.пч=45кВА;

Iн.пч=75А;

Iмакс.пч=90А;

Uн.пч=380В;

зпч=0,95;

Pном.дв=30кВт.

Активная мощность на выходе инвертора:

Номинальное напряжение в звене постоянного тока:

Номинальный выпрямленный ток:

Действующее значение первой гармоники тока:

Таким образом, был произведен предварительный расчет номинального значения выпрямленного тока и действующего значения первой основной гармоники тока. Кроме того был выбран преобразователь частоты, технические параметры которого необходимо будет учесть при дальнейшем выборе автоматического выключателя.

Выбор автоматического выключателя

Для защиты преобразователя частоты выбираем автоматический выключатель серии А 3700 с тепловым и электромагнитным расцепителями. Требуемый автоматический выключатель должен удовлетворять следующим условиям:

· Номинальное напряжение Uнвыкл ? Uнсети ? 380 В;

· Номинальный ток выключателя Iнвыкл ? I1л ? 42,9 А

· Уставка по току срабатывания - теплового расцепителя Iт ? 1,25I1л ?1,25 42,9=53,63 А - электромагнитного расцепителя Iэм ? 1,2Iмакс.пч ?1,2 90=108 А

Указанным условиям удовлетворяет автоматический выключатель типа А 3716Б со следующими номинальными параметрами: Uн.выкл =380В, Iн.выкл =160А, Iт =57А, Iэм =160А

Выбор плавких предохранителей

Из рис. 2.2 видно, что плавкие предохранители использованы для защиты силовых полупроводниковых вентилей - тиристоров. Поэтому выбираем быстродействующие предохранители серии ПП 57. Для определения номинального тока плавкой вставки воспользуемся выражением, приведенным в пункте 2.5:

Кроме того, номинальное напряжение основания выбираемого предохранителя должно быть не менее 380 В.

Указанным условиям удовлетворяет плавкий предохранитель ПП 57-3137 со следующими номинальными параметрами: Iном..в = 100 А, номинальный ток предохранителя Iномп = 100 А, Uном = 380 В.

Размещено на Allbest.ru