Выбор реле максимального тока



Министерство образования и науки Российской Федерации

Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования

«Магнитогорский государственный технический университет

им. Г.И. Носова»

Кафедра Э и АПУ

Курсовая работа

По дисциплине: «Электропривод»

на тему: «Выбор электрической аппаратуры управления в схемах электропривода постоянного тока»

Выполнил:                                                                          студент гр.

                                                                                            

Проверил:                                                                           к.т.н.,

                                                                                             Сыромятников В. Я.

 

Магнитогорск,

2012

Введение

Электрический аппарат – это электротехническое устройство, которое используется для включения и отключения электрических цепей, контроля, измерения, защиты, управления и регулирования установок, предназначенных для передачи, преобразования, распределения и потребления электроэнергии.

 Целью заданий №1 и №2 является усвоение методов расчета и получение навыков выбора электрической аппаратуры управления в схемах электропривода постоянного тока.

Помимо знания конструкции и принципа работы электрических аппаратов, необходимо уметь выбрать аппаратуру для конкретной схемы электрической установки; в практике электромонтера этот вопрос имеет большую значимость.

Задание №1

1.1. Данные для выполнения задания №1        

Произвести расчёт и выбор электрических аппаратов для системы ТП-Д, представленной на рис. 1.1; выбрать аппаратуру управления в схеме электропривода постоянного тока (рис. 1.2) в соответствии с данными электродвигателя.

Таблица 1.1. Характеристики выбранного двигателя:

 

№ варианта Тип Pн, кВт Uн, В Iн, А nн, об/мин nmax, об/мин КПД, % Rя, Ом Rдп, Ом Rв, Ом J, Н×м2
10 П82 24 220 133 1000 2000 85,5 0,081 0,032 79,2 7,84

Примечание: перегрузочная способность по току для всех двигателей равна отношению максимально допустимого длительного тока к номинальному току .

Рис. 1.1. Принципиальная электрическая схема системы ТП-Д

Рис. 1.2. Схема управления двигателем постоянного тока с реверсом

 

Принцип работы схемы управления двигателем постоянного тока

Подготовка схемы к работе

Последовательно включаются автоматы АВ1, АВ2, рубильник 1Р и автомат QF. Получает питание обмотка возбуждения ОВД и, если командоаппарат (КУ) находится в нулевом положении, получают питание реле времени 1РУ и 2 РУ. Если ток возбуждения больше уставки срабатывания реле нулевого тока РНТ, то его контакт в цепи реле нулевого напряжения РН замкнут и РН срабатывает.

Работа схемы при пуске

Пуск осуществляется в функции времени в две ступени. В осуществлении пуска участвуют следующие реле ускорения 1РУ, 2РУ, контакторы 1У, 2У. Для пуска в направлении «Вперед» («В») необходимо перевести КУ в положение «В». При этом разомкнется его контакт К1 и замкнутся К2 и К3. Контакт КУ К1 зашунтирован замыкающимся контактом РН. Значит разрыв в цепи К1 не изменит состояние схемы. Через контакты К2 и К3 получат питание Л и В и подключат двигатель к сети через пусковой резистор. Реле противовключения вперед РПВ подключен так, что после включения В и Л срабатывает, его контакт в цепи П замыкается. И, в свою очередь, П шунтирует часть резистора Rп, который в пуске не участвует. Далее 1РУ и 2РУ в соответствии с заложенной в них выдержкой времени подключают 1У и 2У, а те, в свою очередь, выводят пусковые резисторы R1, R2.

Работа схемы при реверсе

Предположим, что предварительно привод разогнался и работал на естественной характеристике в точке с координатами ( ; ), вращаясь в направлении «Вперед». Перевод двигателя для вращения в направлении «Назад» производится переключением КУ из «В» в «Н». При этом в нулевом положении контакты К2 и К3 размыкаются и В, П, 1У, 2У теряют питание.

Значит, в цепь якоря вводится всё сопротивление (Rп+R1+R2). В положении «Н» у КУ замкнуться контакты К2 и К4 и подключат контакторы Л и Н. Реле РПВ останется отключенным, РПН не включится до тех пор пока скорость не уменьшиться до нуля. Когда напряжение на РПН достигнет величины срабатывания, он сработает и подключит цепь питания П, 1У, 2У. П включается сразу и шунтирует Rп, а 1У и 2У осуществляют совместно с 1РУ и 2РУ разгон привод в две ступени в направлении «Назад»

 

Выбор рубильников

Рубильники служат для замыкания и размыкания вручную электрических цепей переменного тока напряжением до 500 В и постоянного тока напряжением до 440 В.

Таблица 1.2. Технические данные рубильников

Наименова-ние аппарата Тип аппарата Номиналь- ный ток, А Номинальное напряжение, В Род привода Вид присоедине-ния
Рубильник-разъедини-тель Р21, Р31 100

=220

~380

Централь-ная рукоятка Переднее и заднее
Рубильник с боковой рукояткой РБ21, РБ31 100 Боковая рукоятка Переднее
Рубильник с боковым приводом РПБ21, РПБ31 100 Боковой рычажный Переднее
Рубильник РПЦ21, РПЦ31 100 Централь-ный рычажный Переднее

 

Рубильники выбирают по номинальному току и напряжению.

Учитывая перегрузочную способность двигателя П82 с номинальным током  А, рубильник выбирается исходя из тока, с учетом перегрузочной способности, которая для данного типа двигателя равна 2,5:  А. Данному условию соответствует рубильник РПБ21 из таблицы 1.2 на номинальный ток 100 А.

Первая цифра в обозначении типа аппарата (см. таблицу 1.2.) соответствует числу полюсов, вторая соответствует его величине по току: 1–100 А, 2–250 А, 4–400 А, 6–600 А.

В таблице показаны аппараты только на 100 А. Рубильники типа Р изготавливаются без дугогасительных камер и могут работать только в качестве разъединителей, т.е. размыкать обесточенные электрические цепи. Рубильники прочих типов изготовляются с дугогасительными камерами и могут коммутировать электрические цепи под нагрузкой.

Выбор контакторов

Контактором называется электрический аппарат для многократного дистанционного включения и отключения силовой электрической нагрузки переменного и постоянного токов, а также редких отключений токов перегрузки. Ток перегрузки составляет 7-10 кратное значение по отношению к номинальному току.

Контакторы постоянного и переменного тока, как правило, имеют конструктивные отличия, поэтому не взаимозаменяемы.

В контакторах не предусмотрены защиты, присущие автоматическим выключателям и магнитным пускателям. Контакторы обеспечивают большое число включений и отключений (циклов) при дистанционном управлении ими. Число этих циклов для контакторов разной категории изменяются от 30 до 3600 в час.

Контакторы имеют главные (силовые) контакты и вспомогательные или блок-контакты, предназначенные для организации цепей управления и блокировки.

Выбор контакторов осуществляется по номинальным значениям напряжения и тока коммутируемой силовой цепи; по напряжению обмотки катушки контактора (должно соответствовать напряжению цепи управления). Также стоит учесть время срабатывания и отключения аппарата, и его допустимую частоту срабатывания (циклы в час) в соответствии с требуемыми условиями работы электропривода.

Таблица 1.3. Характеристики контакторов постоянного тока

Тип

Номинальные

Обмотка

Собственное время, с

Напря­жение, В ток, А Напряже­ние, В Мощ­ность, Вт включения Отключе­ния
КП2 220 20; 40; 75 220 180 0,2…0,3 0,1
КПВ600 220 63; 100; 160; 250; 630 110; 220 110 0,2 0,25
КМВ621 220 50 40…220 - 0,05 -
КМ200 220 До 600 До 380 50 - -

 

Выбор контакторов В, Н, П, Л, 1У и 2У (см. рисунок 1.3) осуществляется исходя из условий:

– максимального коммутируемого тока  А;

– коммутируемого напряжения  В;

– напряжения обмотки  В.

Всем вышеперечисленным условиям удовлетворяют контактор КПВ600 на номинальный ток 630 А и номинальное напряжение 220 В (см. таблицу 1.3).

 

 

Выбор реле времени

Для выбора выдержки времени реле необходимо время работы двигателя на каждой ступени пускового реостата. Для этого графическим методом находим сопротивление реостата (см. рис. 1.3).

Рассчитываем максимальные и минимальные токи для переключения ступеней реостата:

- скорость холостого хода:

- :

- максимальные и минимальные моменты для переключения ступеней реостата:

-номинальное сопротивление:

 

-сопротивление обмотки якоря:

- :

-номинальный момент:

 

-скорость при номинальном моменте:

 

Рис. 1.3. Пусковая диаграмма двигателя П82

Далее, считаем время по формуле:

.

Для реле 1РУ коммутируемое напряжение равно 220В, а коммутируемый ток равен сумме токов через катушки контакторов 1У и 2У:  А. Для реле времени 2РУ коммутируемый ток будет в два раза меньше (0,5 А).

Всем перечисленным критериям выбора соответствуют реле времени РВ-01, с диапазоном коммутируемых токов 0,01…2,5А и диапазоном выдержки времени 0,1…30с

Выбор реле напряжения

Защита двигателя от снижения напряжения применяется для предотвращения перегрева двигателя при глубоких уменьшениях напряжения питающей сети.

При коротких замыканиях в сети происходит падение напряжения на двигателе, а ток в якорной цепи возрастет, что приводит к срабатыванию токовой защиты. При перерыве подачи напряжения более 0,5 с самозапуск двигателя станет невозможным благодаря срабатыванию реле напряжения.

При выборе реле напряжения РН необходимо соответствие напряжения катушки реле напряжению питающей сети (220 В). Напряжение коммутируемой цепи для реле напряжения равно 220 В (что меньше допустимых 440 В). Предварительно выберем реле РЭ14, затем проверим правильность выбора по коммутируемому току. Ток контакта реле нулевой защиты РН можно найти как сумму токов всех контакторов (В, Н, П, Л, 1У, 2У), реле напряжения (РН) и реле времени (1РУ, 2РУ): А, что также удовлетворяет условию выбора реле напряжения. Для надежности работы напряжение втягивание реле выбирают из условия:

Для выбора реле напряжения РПВ и РПН нужно учесть токи контактов данных реле, которые равны:  А. Номинальное напряжение катушки равно 220 В. Реле РЭ14 допускают регулировку напряжения срабатывания в пределах 25..80% от номинального напряжения катушки, что так же удовлетворяет необходимому значению срабатывания реле: .

Выбор реле максимального тока

Токовые реле, или реле максимального тока, применяются для защиты двигателей от внезапных перегрузок при заклинивании приводимого механизма.

Выбор реле максимального тока 1РТ и 2РТ осуществляется исходя из условия максимального тока двигателя: , а также напряжения ( ) и тока коммутируемой цепи, который равен току контакта реле нулевой защиты (  А). Всем критериям выбора соответствует реле максимального тока РЭВ571 с номинальным током втягивающей катушки на 400 А.

Таблица 1.4. Характеристики реле максимального тока серий РЭВ-570 и РТ40

Тип реле Номинальные токи втягивающих катушек, А (допускается регулировка 70-300%) Номинальное напря­же­ние контактов, В Номинальный ток контактов, А Потребляемая мощность, ВА
РЭВ571 1,6; 2,5; 4; 6; 10; 16; 25; 40; 63; 100; 160; 250; 320; 400; 630; 1250 660 10
РТ40/0,2 0,05-0,2

250

2

0,2
РТ40/0,6 0,15-0,6 0,2
РТ40/2 0,5-2 0,2
РТ40/6 1,5-6 0,5
РТ40/10 2,5-10 0,5
РТ40/20 5-20 0,5
РТ40/50 12,5-50 0,8
РТ40/100 25,5-100 1,8
РТ40/200 50-200 8

Выбор реле минимального тока

В качестве минимального токового реле в цепях постоянного тока применяют реле контроля тока РЭВ-830.

Выбор производится по минимально допустимому току обмотки возбуждения двигателя. Втягивающие катушки реле изготавливаются на номинальные токи: 1,6; 2,5; 6; 10; 16; 25; 40; 63; 100; 160; 250; 320; 400; 630 А. При этом реле могут быть отрегулированы на ток втягивания в пределах 30-80% от номинального тока катушки.

Посчитаем номинальный ток возбуждения двигателя:

 А.

Для такого тока оптимальным выбором является минимально токовое реле РЭВ-830 с втягивающей катушкой на 6 А, что с учетом 30-80% регулировки дает диапазон на ток втягивания 1,8-4,8 А.

 

 

Выбор командоаппарата

Командоаппараты представляют собой многосекционные кулачковые аппараты для разно- и одновременной коммутацией нескольких цепей. Командоаппараты способны коммутировать токи до 10..15 А при напряжении до 500 В и 440 В (постоянное).

Выбор командоаппаратов осуществляется по номинальному току и номинальному напряжению.

Для грубой оценки коммутируемого тока командоаппарата можно взять сумму токов потребляемых катушками РН, 1РУ, 2РУ, Л, В, Н, П, 1У, 2У, которая уже была посчитана для реле напряжения РН (  А). Коммутируемое напряжение равно 220 В.

Командоаппарат КА-21-17 удовлетворяет всем требованиям.

Таблица 1.5Данные некоторых командоаппаратов


Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 349;