Расчёт и обоснование выбора аппаратуры

4.1 Расчёт и обоснование выбора аппаратуры управления электрическими цепями

Условия выбора магнитных пускателей:

· номинальный ток главной цепи аппарата должен быть больше или равен длительно действующему номинальному току нагрузки (двигателя, нагревателя, светильники и т.д.), т.е. должно выполняться условие

I_{ном. ап} ≥ I_нагр

· рабочее напряжение главной цепи аппарата должно быть больше или равно рабочему напряжению (напряжению питания) нагрузки, т.е. должно выполняться условие

U_{ном. ап} ≥ U_нагр

· число замыкающих и размыкающих контактов цепи не превосходило число замыкающих и размыкающих контактов пускателя, которые он может управлять.

Реле времени предназначены для выдержки интервала времени между моментом включения катушки реле и замыканием или размыканием его контактов, а также моментом выключения катушки реле и размыканием или замыканием его контактов.

Используя значения таблицы 1 «Технические и пусковые характеристики двигателя типа АИР100L8»: Iном = 4,1А, Р=1,5кВт, выберем реле времени типа РСВ 13-18.

Используя данные таблицы 2 «Технические и пусковые характеристики двигателя типа АД200L6»: Iном=59А (U=380В), Р=30кВт, можем выбрать контакторы КМИ в сборе с электротепловыми реле в оболочке IP54 типоисполнения КМИ – 46562.

Контакторы КМИ в сборе с электротепловым реле в оболочке предназначены для дистанционного пуска непосредственным подключением к сети и остановки трехфазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором на напряжение переменного тока до 400 В, а также для защиты электродвигателей от перегрузок недопустимой продолжительности и сверхтоков, возникающих при обрыве одной из фаз.

Используя значение тока уставки, выбираем тепловое реле для контакторов.

где - номинальное значение тока двигателя.

Значение 73,75А входит в диапазон (12-95А), значит, для электродвигателя АД200L6 выбираем тепловое реле серии РТ-01 типоразмера РТ-01 40-95А.

Вычислим ток уставки электродвигателя М2,М3.

Для двигателя АИР100 L8 выбираем тепловое реле серии РТ-01 типоразмера РТ-01 25-32А.

Магнитным пускателем называется трёхполюсный контактор переменного тока, предназначенный для дистанционного управления и защиты от перегрузки трехфазного асинхронного электродвигателя.

Для электродвигателя АД200L6, имеющего Р=30кВт используем электромагнитный пускатель ПМ 12-100.

При выборе кнопок управления и переключателей опираемся на функциональное назначение аппаратуры.

Тип	Диаметр отверстия, мм	Конструктивное исполнение	Функциональное назначение	Примечание
АLCLR-22	22	Переключатель на три фиксированных положения I - 0 - II	Реверсирование электродвигателей	Контакты — 2группы: 1з+ 1р
SВ-7	22	Кнопка управления “Стоп” без фиксации Кнопка управления “Пуск” без фиксации	Оперативное управление технологическим оборудованием	Одна группа переключающих контактов
АC-22	22	Переключатель на два фиксированных положения I - 0	Переключение отдельных электрических цепей	Контакты — две группы: 1 з + 1 р

Таблица 3 – Основные характеристики кнопок управления и переключателей

Используя информацию о количестве кнопок, задействованных в функции подъёма и величине номинального рабочего напряжения, выберем кнопочный пульт для подъёмного механизма, предназначенного для коммутации электрических цепей управления подъемных механизмов. Т.к. в схеме, приведённой в пункте 3 на подъём работают 6 кнопок и напряжение U=380B, следовательно, используем кнопочный пульт для подъёмного механизма типоисполнения ПКТИ 60.

Выключатели кнопочные с механической блокировкой (ручные пускатели) серии ВКИ предназначены для нечастых коммутаций одно и трехфазных нагрузок индуктивного и активного характера (электродвигателей, осветительных и нагревательных приборов) и соответствуют требованиям ГОСТ Р 50030.4.1-2002.

Для электродвигателя АИР100L8, имеющего номинальное значение тока Iном=4,1А (U=380В) используем кнопочные выключатели с механической блокировкой (ручные пускатели) серии ВКИ типоисполнения ВКИ-216.

Для электродвигателя АД200 L6, имеющего номинальное значение тока Iном=59А (U=380В) выберем выключатель неавтоматического типа ВН61Е29-3.

Используя значение таблицы 1 «Технические и пусковые характеристики двигателя типа АИР100L8»: Iном = 4,1А (U=380В), выберем пост управления кнопочного взрывозащищённого типа КУ – 92 – ВЗГ – Т2.

4.2 Расчёт и обоснование выбора аппаратуры защиты

К данной группе аппаратуры относятся плавкие предохранители, автоматические воздушные выключатели, реле защиты.

Единым условием выбора аппаратуры данной группы является выбор по номинальному длительно действующему току и номинальному напряжению главных цепей (токопроводящей арматуры) аппаратов. Численные значения данных величин должны быть больше или равны одноимённым величинам защищаемых электрических цепей или их участков.

Используя значения таблицы 2 «Технические и пусковые характеристики двигателя типа АД200L6»:

Iном = 59А (U=380В); Р=30кВт, выбираем дроссели и предохранители.

Дроссели ELHAND – ED3SA-1-1.3/60; предохранители Bussman – JJS-125.

Используя значения таблицы 1 «Технические и пусковые характеристики двигателя типа АИР100L8»:

Iном = 4,1А (U=380В); Р=1,5кВт выбираем дроссели и предохранители.

Дроссели ELHAND – ED3SA-1-11.8/5.3; предохранители Bussman – JJS-10.

Для двигателя М1, имеющего номинальные значения тока и напряжения Iном=59А, Uном = 380В соответственно, выбираем автоматический выключатель серии AA101.

Для двигателей М2 и М3, имеющих номинальное значение тока, равное Iном=4А, также выбираем автоматический выключатель серии АА101.

Технические характеристики автоматического выключателя серии АА101 приведены в таблице – 4.

Соответствие стандартам	ГОСТ Р 50345-99 (МЭК 60898-95)
Число полюсов, P	1, 2, 3, 4
Номинальное раб. напряжение Ue,В	230/400
Номинальный ток In, А	1, 2, 3, 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63
Номин. частота сети перемен. тока	50/60 Гц
Номин. откл. способность Icn, А	4500
Раб. отключающая способность Ics, А	4500
Кривая отключения (диапазон токов мгновенного расцепления)	B, C, D
Механическая износостойкость, циклов В-О, не менее	6000
Коммутационная износостойкость, циклов В-О, не менее	4000
Максимальное сечение подключаемого провода, мм²	25
Диапазон рабочих температур, С	-40 - +50
Степень защиты	IP 20
Усилие затяжки клеммных зажимов, Нм	2

Таблица 4- Технические характеристики автоматического выключателя серии АА101

Используя значения таблицы 1 «Технические и пусковые характеристики двигателя типа АИР100L8»: Р=1,5кВт, Iном=4,1А при напряжении питания от контролируемой трёхфазной сети U=380 В, выбираем реле контроля трёхфазного напряжения ЕЛ-15Е.

Технические характеристики реле ЕЛ-15Е приведены в таблице 5.

Напряжение питания	от контролируемой трехфазной сети АС 380V
Потребляемая мощность	не более 9Вт
Допуск напряжения питания	-15…+10%
Срабатывание реле при: однофазном снижении напряжения симметричном снижении фазных напряжений	(0.8…0.96) Uфн с выдержкой времени (0.5…0.94) Uфн с выдержкой времени; 0.4 Uфн без выдержки

Таблица 5 - Технические характеристики реле контроля трёхфазного напряжения ЕЛ-15Е

Продолжение таблицы 5 «Технические характеристики реле контроля трёхфазного напряжения ЕЛ-15Е»

при повышении межфазного напряжения обрыве одной или двух фаз обрыве трех фаз обратном порядке чередований фаз “слипание” фаз

(1.1…1.2) Uфн без выдержки времени срабатывает с выдержкой времени срабатывает без выдержки времени срабатывает без выдержки времени срабатывает без выдержки времени

Регулировка выдержки времени

потенциометр

Выходные контакты

Число и род контактов

1 замыкающий +1 размыкающий

Номинальный ток

5А

Механическая износостойкость

5х10⁵циклов ВО

Электрическая износостойкость

1х10⁵ циклов ВО

Рабочее положение

произвольное

Защита

IP 40 со стороны лицевой панели

Габаритные размеры

45х70х100 мм

Вес реле

0.25 кг

Для выбора устройства защитного отключения используем значение тока уставки, рассчитанного в пункте 4.1.

Зная номинальное значение тока нагрузки двигателя М1 (Iном=59А) и ток уставки , выбираем устройство защитного отключения УЗО-01и дифференциальные автоматы ДИФ-101. Технические характеристики аппаратуры приведены в таблицах 6, 7 соответственно.

Соответствие стандартам	ГОСТ Р 51326.1-99, НПБ 243-97
Число полюсов, P	2, 4
Номин. напряжение изоляции Ui, В	500
Номинальное напряжение Un, В	230/400
Частота сети переменного тока, Гц	50(60)
Номинальный ток нагрузки In, A	10, 16, 25, 32, 40, 63, 80, 100
Ном. отключающий дифференц. ток (уставка) I∆n, mA	10, 30, 100, 300
Номинальный неотключающий дифференциальный ток I∆no, mA	0.5 I∆n (5, 15, 50, 150)
Номинальная включающая и отключающая способность Im, A	Для моделей 10-40А - 500А 63, 80, 100А - 10*In

Таблица 6 – Технические характеристики УЗО-01

Продолжение таблицы 6 «Технические характеристики УЗО-01»

Номинальный условный ток короткого замыкания (КЗ) Inc, A	6000
Время отключения (срабатывания) при I∆n, мс при 5 I∆n, мс	≤100 ≤40
Механическая износостойкость, циклов В-О, не менее	2000
Коммутационная износостойкость, циклов В-О, не менее	1000
Сечение подключаемого провода,мм²	1 - 25
Степень защиты	IP20
Функциональное исполнение	Электромеханическое, тип АС
Вес, кг 2P 4P	0.275 0.360

Соответствие стандартам	ГОСТ Р 51327.1-99, НПБ 243-97
Число полюсов	2,4
Ном. напряжение переменного тока однофазных устройств	230
Ном. напряжение переменного тока трехфазных устройств	400
Ряд номинальных токов In, A	6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 60
Ряд номинальных отключающих дифференциальных токов I∆n, mA	10, 30, 100
Номинальный не отключающий дифференциальный ток I∆no, mA	0.5 I∆n (5, 15, 50)
Ном. наибольшая вкл./отключающая способность Inc, A	4500
Номинальная включающая и отключающая способность Im, A	Модели 6-50А: 500 Модель 60А: 600
Время отключения при I∆n, мс	≤100
Тип дифференциального расцепителя	АС
Коммутационная износостойкость, циклов, не менее	2000
Степень защиты	IP20
Сечение подключаемого провода,мм²	1-25

Таблица 7 – Технические характеристики ДИФ-101

4.3 Расчёт и обоснование выбора аппаратуры перемещения

Электрогидравлические толкатели выбираются по следующим параметрам и характеристикам: по номинальному усилию подъёма (толканию) на штоке, величине хода штока, мощности электродвигателя, максимальному числу включений.

Кроме этого при выборе ЭГТ следует учитывать: количество штоков, время подъёма штока, время опускания штока, допустимую продолжительность включения, массу и габариты.

Зная величину требуемого усилия на расжатие колодок тормоза электрогидротолкателя тормоза механизма вертикального перемещения кабины =450Н, выберем тип ЭГТ.

Опираясь на стандартный табличный ряд значений усилий подъёма, выберем ЭГТ, усилие подъёма которого составляет 500Н. Тип электрогидротолкателя тормоза механизма вертикального перемещения кабины – ТЭ-50. Технические характеристики электрогидравлического толкателя ТЭ-50 представлены в таблице 8.

тип толкателя	усилие подъёма,Н	ход штока,мм	Uпит, В	Р, Вт	част.вкл.в реж.ПВ=60%	Ураб. жид.,л	перегруз. способ.	m, кг
ТЭ-50	500	50	380	200	2000	2,7	1,25	20

Таблица 8 - Технические характеристики электрогидравлического толкателя ТЭ-50.

Степень защиты толкателей IР54 по ГОСТ 4254-96¸ что говорит о полной защите персонала от соприкосновения с вращающимися и токоведущими частями внутри машины, в также защите от вредных отложений пыли внутри машины. Вода, разбрызгиваемая на оболочку в любом направлении, не оказывает вредного воздействия на двигатели.

Электрогидравлический толкатель не рекомендуется применять во взрывоопасной среде, а также в среде, которая влияет на стойкость резины, металлов и изоляцию.

Толкатели ТЭ-50 устанавливаются на тормозах ТКГ-300. Рабочее положение в пространстве — вертикальное, штоком вверх, допустимое отклонение 15 градусов при условии направления нагрузки вдоль оси штока.

Монтаж толкателя осуществляется соосной установкой двух пальцев, при этом должна обеспечиваться степень свободы толкателя в плоскости, перпендикулярной пальцам, для исключения действия на шток поперечных усилий, которые могут привести к деформации штока, преждевременному износу направляющих поверхностей и сальниковых уплотнений.

4.4 Расчёт и обоснование выбора проводов и кабелей

Выбор проводов осуществляется исходя из плотности тока протекающего по проводу. Для медных жил рекомендуемая плотность тока равна от 7 до 10 А/мм² при токе до 100 А, при токах свыше 100 А – от 3 до 5 А/мм². Для алюминиевых жил рекомендуемая плотность тока равна от 5 до 8 А/мм² при токе до 100 А, при токах свыше 100 А – от 1,5 до 2,5 А/мм².

Выберем сечение провода для подключения двигателя М1.

Расчётное сечение провода находим по формуле

s = Iном / ρ,

где Iном - номинальный ток двигателя АД200L6;

ρ - плотность тока в проводнике (ρ= 7А/мм²),

s = 59/7 = 8,43 мм².

По рассчитанным значениям подберем стандартное сечение на 10мм².

Марка провода – ППВ-10.