Расчет электропривода для механизма подъема c кулачковым контролером и панелью управления (стр. 3 из 6)
Электроприводы с силовыми контроллерами имеют мощность привода от II до 30 кВт, а с панелями управления — от 11 До 150 кВт в режиме работы 4М при ПВ = 40 %: Электроприводы с кулачковыми контроллерами имеют отдельную панель защиты, электроприводы с панелями управления имеют только индивидуальную защиту. Панели управления по построению схемы выпускаются двух типов соответственно для возбуждаемых и невозбуждаемых электродвигателей. Первые из этих панелей применяются для двигателей, напряжение на кольцах ротора которых не превосходит 300 В при навряженин сети 380 В, вторые — при напряжении ротора свыше 300 В. Применение режима динамического торможения самовозбуждением позволяет получить устойчивые посадочные скорости при диапазоне регулирования до 4:1 в системе с кулачковыми контроллерами и до 8:1 — с панелями управления. Эквивалентный КПД привода в режиме 4М до 75 %. Следует также отметить, что, обладая повышенными регулировочными и энергетическими свойствами, рассматриваемые, электроприводы позволяют значительно улучшить использование двигателей и повысить надежность работы контакторной аппаратуры благодаря снижению числа включений привода при осуществлении доводочных операций.
Схемы электроприводов. Схема электропривода с силовым "кулачковым контроллером ККТ65 и дополнительной панелью ТРД160 приведена на рис. 8.15, а соответствующие ей механические характеристики — на рис. 8.16. Такой электропривод применяется только для возбуждаемых двигателей. В схеме контакты кулачкового контроллера SMI—SM12 обеспечивают реверс двигателя, регулирование сопротивлений, управление реленно-контактор-ной аппаратурой, вынесенной на панель ТРД, и аппаратами защиты на защитной панели. На панели ТРД расположены: выпрямительный блок UZt механически сблокированные контакторы силовой КМ1 и динамического торможения КМ2, контактор ускорения KMV с реле времени, реле контроля КН и КТ2, а также диоды, необходимые для подпитки статора двигателя постоянным током в целях обеспечения начального возбуждения и питания реле. Защитная панель та же, что и для систем с противовключе-нием, и состоит из линейного контактора КММ, силового рубильника 5, блока максимальных реле КЛ и предохранителей цепи управления.
В режиме подъема схема работает аналогично схеме с контролером ККТ61,соответственно одинаковы и механические характеристики. В направлении спуска на позициях 1с-4сдинамического торможения самовозбуждения, при этом в статоре двигателя включаем контактор КМ2 подается выпрямленный выпрямителем UZ ток ротора,и осуществляется подпитка обмоток статора выпрямляемым током для начального возбуждения двигателя. Подпитка осуществляется по цепи: сеть, две фазы двигателя,контакт контактора КМ2,вывод 3,размыкающий контакт КМ1,резистор, диод,реле КТ2.Реле КН осуществляет с помощью разделительных диодов V1-2 контороль моста УЗ, получая питание от сети через выводы 1 и 2 и срабатывая при пробое любого из силовых диодов. Тормозной электромагнит YA подключен непосредственно за контактами реверса контролера.
Механические характеристики данного привода приведены ниже
3. Выбор элементов системы электропривода
Для данной схемы произведем выбор контакторов, аппаратуры защиты а также командоаппаратов, руководствуясь положениями, принятыми выше:
Силовая цепь
Тип тока: переменный
Напряжение линейное: 380 В.
Цепь управления
Тип тока: постоянный (5А)
Напряжение: 220В.
Выбор производим по условия. Все элементы выбираем по каталогу По окончании выбора все данные заносим в сводную таблицу.
3.1 Выбор контакторов и магнитных пускателей
К пусковой аппаратуре относятся магнитные пускатели. Они предназначены главным образом для дистанционного управления асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором мощностью до 100 кВт; для пуска непосредственным подключением к сети и останова электродвигателя (нереверсивные пускатели); для пуска, останова и реверса электродвигателя (реверсивные пускатели). Часто магнитные пускатели поставляют в комплекте с тепловым реле, что позволяет одновременно защитить электродвигатель от перегрузок.
Магнитный пускатель представляет собой трехполюсный контактор переменного тока с прямоходовой магнитной системой, в который дополнительно встроены два тепловых реле защиты.
Выбор магнитных пускателей осуществляется по номинальному току электродвигателя. Расчёт номинального тока производим по формуле 3.1:
(3.1)Где:
Iн – номинальный ток электродвигателя;
Рн – номинальная мощность электродвигателя;
U – напряжение питающей сети;
cosφ - коэффициент мощности данного электродвигателя;
η – коэффициент полезного действия двигателя.
Производим расчёт по формуле (3.1):
Iн=40000/(√3*380*0,89*0,93)=73.5 А
Выберем магнитный пускатель в комплекте с тепловым реле
ПМЛ – 510004 Iн=80 А РТЛ - 206304 Iн=80 А
Таблица 3.1 Выбор магнитных пускателей
| Поз. обозначение Тип | Род тока нагрузки | Напряжение главных контактов, В | Ток главных контактов, А | Число главных контактов, зам./разм. | Число вспомогательных контактов, зам/разм | Род тока катушки | Напряжение катушки, В | Мощность катушки, пуск/ном, В·А (Вт) | Наличие теплового реле | Конструктивное исполнение | Способ монтажа | Габариты, мм | |
| KM | Треб. | Переменный | 380 | 73.5 | 3 | 2/2 | Постоянный | 220 | 1100 | + | IP54 | Верт. | 75x127x107 |
| Выбр. | Переменный | 380 | 80 | 3 | 2/2 | Постоянный | 220 | 1100 | + | IP54 | Верт. | ||
Аналогично производим выбор других магнитных пускателей
3.2 Выбор аппаратов защиты
Для защиты электрических цепей от действия токов короткого замыкания используются плавкие предохранители или автоматические выключатели. Данные аппараты служат для отключения поврежденных элементов сети электроснабжения при возникновении коротких замыканий в них. Также защитные аппараты должны обеспечивать селективность, то есть свойство аппаратов реагировать на повреждение и отключать поврежденный элемент сети ближайшим аппаратом. Это означает, что отключается только поврежденный элемент, а остальные продолжают работать.
Предохранители являются простейшими аппаратами токовой защиты, действие которых основано на перегорании плавкой вставки. Предохранитель включают последовательно в фазу защищаемой цепи. Их применяют для защит от токов коротких замыканий (К.З.). защита от перегрузок с помощью предохранителей возможна только при условии, что защищаемые элементы установки будут выбраны с запасом по току, превышающем примерно на 25% номинальный ток плавких вставок.
Плавкие вставки предохранителей выдерживают токи на 30-50% выше номинальных токов в течении 1ч. и более. При токах, превышающих номинальный ток плавких вставок на 60-100%, они плавятся за время, меньшее 1ч.
Наибольшее распространение для защиты внутрицеховых сетей до 1000 В получили предохранители НПН-60 – насыпной предохранитель неразборный; ПР2 – предохранитель разборный; ПН2 – предохранитель насыпной разборный. По конструктивному выполнению предохранители можно разделить на две группы: с наполнителем (ПН2, НПН, ПП17 и др.), наполненные мелкозернистым кварцевым песком; без наполнителя (ПР2). Основные предохранители рассчитаны на номинальные токи 15 – 1000 А
Автоматические выключатели предназначены для автоматического размыкания цепей при ненормальных режимах (К.З., перегрузках), для редких оперативных переключений (3 – 5 в час) при нормальных режимах, а также при недопустимых снижениях напряжения, заменяют рубильники и предохранители. По сравнению с предохранителями автоматические выключатели обладают рядом преимуществ: после срабатывания автоматический выключатель снова готов к работе, в то время как в предохранителе требуется замена калиброванной плавкой вставки, что увеличивает время простоя электроприемника; у автоматических выключателей более точные защитные характеристики; они совмещают функцию коммутации и защиты электрической цепи; некоторые автоматические выключатели выпускают с независимым расцепителем, позволяющим осуществить дистанционное отключение электросети и др. функции.
Для защиты от коротких замыканий применяют электромагнитные расцепители мгновенного действия или с выдержкой времени, обеспечивающей избирательность действия. одновременная защита цепи от К.З. и от перегрузки осуществляется за счет применения комбинированных расцепителей, состоящих из двух элементов, один защищает от К.З., а другой – от перегрузок.
Для защиты питающих проводов и электродвигателей от токов к. з. и значительных перегрузок (свыше 225%) на кранах предусматривается максимальная токовая защита с помощью реле максимального тока или автоматических выключателей. Плавкие предохранители используют только для защиты цепей управления. Тепловая защита на кранах обычно не применяется, так как в условиях повторно-кратковременного режима работы двигателей она может приводить к ложным отключениям.
Приведем методику расчета необходимой аппаратуры защиты:
Выбор автоматических выключателей производим по наибольшему из условий:
где Iн а – номинальный ток автоматического выключателя, Iн р – номинальный ток расцепителя, Iдл – длительный ток электроприемника (для двигателей равен их номинальному току).