Разработка схемы управления и описание ее работы
Разработку схемы электрической принципиальной радиально-сверлильного станка 2532Л ведём согласно с предложениями по модернизации.
Схему электрическую принципиальную после модернизации покажем на листе 1 графической части проекта.
Подключение электрической части станка к сети осуществляется вводным автоматическим воздушным выключателем QF1. О том, что станок находится под напряжением, сигнализирует лампочка HL. Нажимаем кнопку «ПУСК» SB2, срабатывает контактор KV1 и SB2 шунтируется. Станок готов к работе. Для включения прямого вращения шпинделя необходимо рукоятку командоаппарата повернуть влево, замкнется конечный выключатель SQ1 и получит питание герконовое реле KV2, для обратного вращения – вправо, замкнется SQ2 и получит питание герконовое реле KV3.
При прохождении положительной полуволны на управляющий электрод тиристора VS1 через диод VD1, резистор R1 и замкнутый контакт KV1.1 подается положительное напряжение, а так как в этот момент VS1 включен прямо, то это является условием его открытия. При этом ток проходит по цепи: фаза А, открытый тиристор VS1, обмотка двигателя М2, открытый тиристор фазы, в которой в этот момент проходит отрицательная полуволна. При отрицательной полуволне в фазе А на управляющий электрод тиристора VS2 из фазы с положительной полуволной через обмотку двигателя, диод VD2, замкнутый контакт KV1.1, ограничивающий резистор R1 подается положительное напряжение, а так как в этот момент он включен прямо, то VS2 открывается и ток проходит по цепи: фаза, в которой проходит положительная полуволна, ее открытый тиристор, обмотка электродвигателя, открытый тиристор VS2, фаза А. Работа остальных тиристорных блоков аналогична. В станке предусмотрен тормоз, управляемый электромагнитом YA. При установки рукоятки командоаппарата в нейтральное положение размыкаются контакты KV2 и KV3, отключается электромагнит и срабатывает пружинный тормоз. Тормоз срабатывает автоматически при всяких умышленных и неумышленных, либо случайных отключениях питающего напряжения.
|
|
Двигатель насоса охлаждения М1 включается выключателем QF2.
Отключение станка, обычное и аварийное, осуществляется нажатием красной грибовидной кнопки SB1.
Для включения местного освещения на светильнике установлен выключатель SA.
В схеме присутствует ряд защит:
- от короткого замыкания – обеспечивается при помощи автоматического воздушного выключателя QF1 в силовой цепи и предохранителей FU1, FU2 в цепи управления;
- от перегрузки – выполнена с помощью теплового реле КК1.
Выбор элементов схемы
В ходе выбора элементов схемы управления ориентируемся на наиболее новые аппараты с как можно меньшей потребляемой мощностью, габаритами и стоимостью.
|
|
Тиристоры для тиристорных пускателей выбираем по условиям:
- по номинальному току тиристора:
Iном.т≥(0,5∙Imax.кр)/(2∙Ко∙КQ∙Кα∙Кф), (7)
- по напряжению:
Uобр.ном.т 1,1 Uном.с., (8)
где Iном.т – номинальный ток тиристора, А;
Imax.кр – максимальный возможный ток через тиристор, А;
Ко–коэффициент, учитывающий условия охлаждения, Ко = 0,5;
К - коэффициент, учитывающий загрузку тиристора в зависимости от температуры окружающей среды, К =1;
К - коэффициент, учитывающий угол открытия тиристора, К = 1
Кф – коэффициент отклонения формы анодного тока тиристора от прямоугольной, о.е.. Принимаем Кф=1,1;
Uобр.ном.т – номинальное обратное напряжение тиристора, кВ;
Uс – напряжение питающей сети, кВ.
Для тиристоров VS1-VS10:
Imax.кр= Iп.М2 (9)
Imax.кр= 32,5 А
По условиям (7), (8):
Iном.т≥ (0,5∙32,5)/(2∙0,5∙1∙1∙1,1)=14,77 А
|
|
Uобр.ном.т 1,1• •0,38= 591,14 В
Так как в схеме не предусмотрены R-C цепочки для защиты от перенапряжений, то обратное номинальное напряжение тиристоров завышаем и принимаем равным 800В.
Исходя из полученных условий, по [14] выбираем тиристоры марки Т112-16-8 с Iном=16А, Uобр.ном.т=800В, Iупр.т=40мА, Uупр.т= 3В.
Результаты выбора заносим в таблицу 4.
Таблица 4 | ||||||
Поз.обоз- начение | Тип | Imax.кр , А | Iном , А | Uобр.max , В | Iупр.т , А | Uупр.т , А |
VS1-VS10 | Т112-16-8 | 32,5 | 16 | 800 | 0,04 | 3 |
Выбор диодов для тиристорных пускателей производим по следующим условиям:
- по максимальному обратному напряжению, Uобр, В:
Uобр Uс (10)
- по допустимому прямому току:
Iдоп.пр Iупр.т, (11)
где Iдоп.пр – допустимый прямой ток диода, А;
Iупр.т – ток управления тиристора, А.
Для диодов VD1-VD10 по условиям (10) и (11):
Uобр 537,4В
|
|
Iдоп.пр 0,04А
По [4] выбираем диоды марки КД 105 В с Iдоп.пр =0,3А и Uобр. =600В.
Выбор резисторов для тиристорных пускателей производим по следующим условиям:
- по сопротивлению:
Rр≥(0,05∙Umax-Uупр.т)/(1,1∙Iупр.т), (12)
где Rр – номинальное сопротивление резистора;
Uупр.т – напряжение управления тиристором, В.
- по мощности рассеивания, Ррас, Вт:
Ррас≥I 2упр.т ∙Rр, (13)
Выбор резисторов R1-R3 произведем по выражениям (12) и (13):
Rр≥(0,05∙537,4-3)/(1,1∙0,04)=542,5 Ом
Ррас≥0,04 2∙542,5=0,87 Вт
Так как Ррас < 1Вт, то по [1] выбираем резисторы МЛТ-1 с Rр = 549 Ом и Ррас = 1Вт.
Выбор герконового KV реле производим по условиям:
- по напряжению катушки реле:
Uном.кат.р ≥Uном.у.у., (14)
Iном.к.р ≥Iдл.к.ц , (15)
где Uном.кат.р - номинальное напряжение катушки реле, В;
Uном.у.у. - номинальное напряжение цепи управления, В;
Iном.к.р - номинальный ток контактов реле, А;
Iдл к.ц. - длительный ток коммутируемой цепи, А.
Для герконового реле KV2 по условиям (14) и (15):
Uном.к.р 24В
Iном.кон 0,04А
Так как в схеме предусмотрены четыре замыкающих и один размыкающий контакты герконового реле, то по [ ] выбираем два реле: РПГ-110411 с тремя замыкающими контактами и РПГ-110222 с одним замыкающими и размыкающими контактами. Так как в схеме предусмотрены четыре замыкающих и один размыкающий контакты герконового реле, то по [ ] выбираем два реле: РПГ-110411 с 4 замыкающими контактами и РПГ-110222 с двумя замыкающими и размыкающими контактами.
Выбор остальных герконовых реле и герсиконовых контакторов аналогичен, результаты заносим в таблицу 5.
Таблица 5
Поз. обозначение | Марка реле | Тип контактов | Число контактов | Потребляемая мощность, Вт |
KV1 | РПГ-110111 | Замыкающие | 1 | 0,12 |
KV2, KV3 | РПГ-110411 | Замыкающие | 6 | 2,0 |
РПГ-110222 | Размыкающие | 1 | 1,4 |
Выбор герсиконовых контакторов производим по условиям:
Uном к.к.≥Uц.у. ; (16)
Iном кон≥Iдл к.ц. , (17)
где Uном к.к. - номинальное напряжение катушки контактора, В;
Iном кон - номинальный ток контактора, А;
Uном к.к.≥24 В
Iном кон≥0,04 А
По [ ] выбираем контактор марки КМГ-17-1930 с Iном. кон=6,3А с Рпотр.=4 Вт. Выбор остальных контакторов аналогичен, данные заносим в таблицу 6.
Таблица 6
Поз. обозначение | Марка контактора | Iном. кон,. А | Рпотр, Вт |
KМ1-KМ2 | КМГ-17-1930 | 6,3 | 4 |
Выбор электромагнита производим по условию:
Uном.эл.м≥Uц.у , (18)
где Uном.эмф – номинальное напряжение электромагнита, В;
Uц.у – напряжение цепи управления, В.
Uном.эл.м≥24 В
По [ ] выбираем электромагнит марки МТ – 4002К с Uном.эл.м=24В, Iном.эм=0,5А, Рпотр=12Вт.
Сигнальную лампу HL выбираем по условиям:
- по конструктивному исполнению;
- по номинальному напряжению
Uном.с.л≥Uц.с , (19)
где Uном.с.л– номинальное напряжение сигнальной лампы, В;
Uц.с– напряжение цепи сигнализации, В.
Uном.с.л≥24 В
По [ ] выбираем сигнальную лампу марки КМ24-90 с Uном.с.л=24В, Iном.л.с=0,09A.
Покажем выбор кнопки SB1.
Ток коммутируемой цепи рассчитаем с учетом того, что она одновременно могут работать реле KV1, KV2, KM1 или KM2 и электромагнит YA , и длительный ток кнопки равен сумме токов их катушек и лампы сигнализации:
Iдл к.ц.= (0,12+3,4+4+12)/24=0,81 А
Uном кн.≥24 В
Iном кн ≥0,81 А
По [ ] выбираем кнопку SB1 марки КЕ181У3 исп.5 с красным грибовидным толкателем с одним размыкающим контактом. Выбор остальных кнопок аналогичен, результаты заносим в таблицу 7.
Таблица 7 | |||||
Поз. обозначение | Марка кнопки | Вид управляющего элемента | Цвет управляющего элемента | Количество замыкающих контактов | Количество размыкающих контактов |
SB1, SB3 | КЕ181У3 исп 5 | грибовидный | красный | - | 1 |
SB2, SB4,SB5 | КЕ181У3 исп 2 | цилиндрический | Чёрный | 1 | - |
Выбор конечных выключателей производим по условиям:
Uном кон.в.≥ Uном.ц.у (20)
Iном кон.в.≥Iдл к.ц. , (21)
где Uном кон.в - номинальное напряжение конечного выключателя, В;
Iном кон.в. - номинальный ток конечного выключателя, А.
Покажем выбор SQ1
Uном к.в.≥24 В
Длительный ток коммутируемой цепи равен:
Iдл.к.ц=Рпотр.KТ/Uном.ц.у (22)
Iдл.к.ц=3,4/24=0,14 А
По [13] выбираем конечный выключатель SQ1 марки ВПК2110У2 с Uнокон.в.=24 В, Iном кон.в.=4 А, усилием нажатия F=10 H.
Выбор остальных выключателей аналогичен, данные заносим в таблицу 8.
Таблица 8
Поз. обозначение | Тип | Uном кон.в., В | Iном кон.в. , А |
SQ1, SQ2 SQ3,SQ4,SQ5 | ВПК2110У2 | 24 | 4,0 |
Выбор лампы местного освещения произведем по условию:
Uном≥ Uц.м.о, (23)
где Uц.м.о – номинальное напряжение цепи местного освещения, В.
Uном≥ 24В
По [ ] выбираем лампу МО24-40 с Uном= 24Вт и Рном=40Вт.
Произведем выбор переключателя SA1 по условиям:
- по назначению;
- по конструктивному исполнению;
- по напряжению:
Uном.пер≥ Uк.ц, (24)
где Uном.пер – номинальное напряжение переключателя, В;
Uк.ц – напряжение коммутируемой цепи, В.
- по количеству и виду контактов;
- по току контактов:
Iном.к Iдл.к.ц, (25)
где Iном.к – номинальный ток контактов переключателя, А;
Iдл.к.ц – длительный ток коммутируемой цепи, А.
Покажем выбор переключателя SA1 в цепи лампы местного освещения. Для него ток коммутируемой цепи определим по формуле:
Iдл.к.ц.= Рном /Uц.м.о, (26)
где Рном – номинальная мощность лампы местного освещения, Вт;
Iдл.к.ц= 40/24= 1,67А
Выбор переключателя SA1 произведем по условиям (20) и (21):
Uном.пер≥24В
Iном.к 1,67А
По [ ] выбираем переключатель ПКн-150 с Iном.к= 4А, Uном= 24В.
Выбор диодов VD10-VD13 мостового выпрямителя для питания цепи управления произведем по условиям:
- по обратному напряжению:
Uобр 1,57Uц.у, (27)
где Uобр – максимальное обратное напряжение диодов, В;
- по прямому току:
Iдоп.пр 0,5Iд, (28)
где Iдоп.пр – допустимый прямой ток диодов, А;
Iд – ток нагрузки диодов, А.
Ток нагрузки диодов определим по формуле:
Iд = (Pпот.KV1+ Pпот.KV2+ Pпот.KM1+ PYA)/Uц.у (29)
Iд= (2,5+0,12+3,4+4+12)/24= 0,92А
По условию (28):
Iдоп.пр 0,5∙0,92= 0,46А
По условию (27) произведем выбор диодов по напряжению:
Uобр 1,57∙24= 37,7В
По [3] выбираем диоды марки КД 212А с Iдоп.пр= 1А, Uобр=110В.
Выбор понижающего трансформатора для питания цепей управления, местного освещения и сигнализации производим по условиям:
- по напряжению обмоток
Uном.1тр≥Uном.с ; (30)
Uном.2тр≥Uр.2TV ; (31)
При наличии вторичной обмотки для питания местного освещения дополнительно должно выполняться условие:
Uном.2м.о≥Uц.м.о ; (32)
Если сигнальные лампы питаются не от цепи управления, то дополнительно должно выполняться ещё одно условие:
Uном.2с.<Uц.c ; (33)
- по мощности трансформатора
Sном.тр≥Sрасч.1 ; (34)
где Uном.1тр - номинальное напряжение первичной обмотки трансформатора, В;
Uр.2TV - номинальное напряжение вторичной обмотки
питания выпрямителя, В;
Uном.2с. - номинальное напряжение вторичной обмотки питания сигнализа ции, В;
Uном.2м.о. - номинальное напряжение обмотки питания местного освещения, В;
Sном.тр - номинальная мощность трансформатора, ВА;
Sрасч.1 - полная расчетная нагрузка первичной обмотки трансформатора, ВА.
Расчетную нагрузку трансформатора Sрасч.1, ВА, определяем по формуле:
Sрасч.1 =S2/ηтр , (35)
где S2 - суммарная полная мощность нагрузки вторичных обмоток, ВА;
ηтр - коэффициент полезного действия трансформатора, о.е. По [ ] принимаем ηтр=0,87 о.е.
Суммарную мощность нагрузки S2, ВА, определяем по формуле:
S2=Кu(Id ∙Uц.у) + Iл.м.о∙Uном.л.м.о + Iс.л.∙Uц.с , (36)
где Iл.м.о – ток лампы местного освещения, А;
Iс.л.— суммарный ток сигнальных ламп, А.
Кu – коэффициент соотношения напряжений U2 и Ud , о.е.
S2= 1,11∙(0,92∙24)+40+2,16=66,7 ВА,
Sрасч.1=66,7/0,87= 76,7 ВА,
Uном 1 тр ≥380 В,
Uном 2 тр≥26,64 В,
Uном 2 м.о.≥24 В,
Sном.тр≥ 76,7 ВА,
По [ ] выбираем трансформатор марки ОСМ1-0,1-380/29/24 с Uном1тр=380 В, Uном2тр=29 В, Uном2м.о.=24 В, Sном.тр=100ВА.
Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 11294; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!