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:

 

I_ном.т≥(0,5∙I_max.кр)/(2∙К_о∙К_Q∙К_α∙К_ф),                                 (7)

 

- по напряжению:

 

U_{обр.ном.т}  1,1 U_ном.с.,                                 (8)

 

где  I_ном.т – номинальный ток тиристора, А;

  I_max.кр – максимальный возможный ток через тиристор, А;

  К_о–коэффициент, учитывающий условия охлаждения,   К_о = 0,5;

 К  - коэффициент, учитывающий загрузку тиристора в зависимости от температуры окружающей среды, К =1;

  К  - коэффициент, учитывающий угол открытия тиристора, К = 1

  К_ф – коэффициент отклонения формы анодного тока тиристора от прямоугольной, о.е.. Принимаем К_ф=1,1;

  U_{обр.ном.т} – номинальное обратное напряжение тиристора, кВ;

  U_с – напряжение питающей сети, кВ.

Для тиристоров VS1-VS10:

 

                                                    I_max.кр= I_п.М2                                                                                 (9)

                                                   I_max.кр= 32,5 А

По условиям (7), (8):

                                   I_ном.т≥ (0,5∙32,5)/(2∙0,5∙1∙1∙1,1)=14,77 А

                                      U_{обр.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 I_ном=16А, U_{обр.ном.т}=800В, I_упр.т=40мА, U_упр.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, U_обр, В:

 

                                 U_обр U_с                                                                               (10)

 

- по допустимому прямому току:

 

                                                        I_доп.пр  I_упр.т,                                (11)

 

где  I_доп.пр – допустимый прямой ток диода, А;

  I_упр.т – ток управления тиристора, А.

 

Для диодов VD1-VD10 по условиям (10) и (11):

 

                                                     U_обр 537,4В

 

                                                     I_доп.пр 0,04А

По [4] выбираем диоды марки КД 105 В с I_доп.пр =0,3А и U_обр. =600В.

Выбор резисторов для тиристорных пускателей производим по следующим условиям:

- по сопротивлению:

 

R_р≥(0,05∙U_max-U_упр.т)/(1,1∙I_упр.т),                               (12)

 

где R_р – номинальное сопротивление резистора;

  U_упр.т – напряжение управления тиристором, В.

- по мощности рассеивания, Р_рас, Вт:

 

Р_рас≥I ²_упр.т ∙R_р,                                                (13)

 

Выбор резисторов R1-R3 произведем по выражениям (12) и (13):

                                  R_р≥(0,05∙537,4-3)/(1,1∙0,04)=542,5 Ом

                                             Р_рас≥0,04 ²∙542,5=0,87 Вт

 

Так как Р_рас < 1Вт, то по [1] выбираем резисторы МЛТ-1 с R_р = 549 Ом и Р_рас = 1Вт.

Выбор герконового KV реле производим по условиям:

- по напряжению катушки реле:

U_{ном.кат.р} ≥U_{ном.у.у.},                                               (14)

I_ном.к.р ≥I_дл.к.ц ,                                                  (15)

 

где   U_{ном.кат.р} - номинальное напряжение катушки реле, В;

   U_{ном.у.у.} - номинальное напряжение цепи управления, В;

    I_ном.к.р - номинальный ток контактов реле, А;

    I_{дл к.ц.} - длительный ток коммутируемой цепи, А.

 

Для герконового реле KV2 по условиям (14) и (15):

 

                                                       U_ном.к.р  24В

 

                                                       I_{ном.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:

                                  U_{ном к.к.}≥U_ц.у. ;                                                (16)

 

                   I_{ном кон}≥I_{дл к.ц.} ,                                                (17)

 

где   U_{ном к.к.} - номинальное напряжение катушки контактора, В;

     I_{ном кон} - номинальный ток контактора, А;

 

                                                      U_{ном к.к.}≥24 В

 

                                                      I_{ном кон}≥0,04 А

 

По [ ] выбираем контактор марки КМГ-17-1930 с I_{ном. кон}=6,3А с Р_потр.=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:

 

                                                   U_{ном.эл.м}≥U_ц.у ,                                                 (18)

где   U_{ном.эмф} – номинальное напряжение электромагнита, В;

    U_ц.у – напряжение цепи управления, В.

 

                                                    U_{ном.эл.м}≥24 В

 

По [ ] выбираем электромагнит марки МТ – 4002К с U_{ном.эл.м}=24В, I_ном.эм=0,5А, Р_потр=12Вт.

Сигнальную лампу HL выбираем по условиям:

- по конструктивному исполнению;

- по номинальному напряжению

U_ном.с.л≥U_ц.с ,                                             (19)

где   U_ном.с.л– номинальное напряжение сигнальной лампы, В;

   U_ц.с– напряжение цепи сигнализации, В.

                                                        U_ном.с.л≥24 В

По [ ] выбираем сигнальную лампу марки КМ24-90 с U_ном.с.л=24В, I_ном.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:

I_{дл к.ц.}= (0,12+3,4+4+12)/24=0,81 А

U_{ном кн.}≥24 В

I_{ном 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:

                   

U_{ном кон.в.}≥ U_ном.ц.у                                                  (20)

 

                                    I_{ном кон.в.}≥I_{дл к.ц.} ,                                              (21)

 

где    U_{ном кон.в} - номинальное напряжение конечного выключателя, В;

     I_{ном кон.в.} - номинальный ток конечного выключателя, А.

Покажем выбор SQ1                

 

U_{ном к.в.}≥24 В

 

Длительный ток коммутируемой цепи равен:

 

                I_дл.к.ц=Р_потр.KТ/U_ном.ц.у                                         (22)

 

                                          I_дл.к.ц=3,4/24=0,14 А

 

 По [13] выбираем конечный выключатель SQ1 марки ВПК2110У2 с U_{нокон.в.}=24 В, I_{ном 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:

 

U_ном≥ U_ц.м.о,                                                (23)

 

где   U_ц.м.о – номинальное напряжение цепи местного освещения, В.

 

U_ном≥ 24В

 

По [ ] выбираем лампу МО24-40 с U_ном= 24Вт и Р_ном=40Вт.

Произведем выбор переключателя SA1 по условиям:

- по назначению;

- по конструктивному исполнению;

- по напряжению:

U_{ном.пер}≥ U_к.ц,                                              (24)

 

где   U_{ном.пер} – номинальное напряжение переключателя, В;

   U_к.ц – напряжение коммутируемой цепи, В.

- по количеству и виду контактов;

- по току контактов:

I_ном.к  I_дл.к.ц,                                               (25)

 

где   I_ном.к – номинальный ток контактов переключателя, А;

   I_дл.к.ц – длительный ток коммутируемой цепи, А.

Покажем выбор переключателя SA1 в цепи лампы местного освещения. Для него ток коммутируемой цепи определим по формуле:

 

I_дл.к.ц.= Р_ном /U_ц.м.о,                                              (26)

 

где  Р_ном – номинальная мощность лампы местного освещения, Вт;

 

                                            I_дл.к.ц= 40/24= 1,67А

 

Выбор переключателя SA1 произведем по условиям (20) и (21):

 

                                                     U_{ном.пер}≥24В

 

I_ном.к 1,67А

 

По [ ] выбираем переключатель ПКн-150 с I_ном.к= 4А, U_ном= 24В.

Выбор диодов VD10-VD13 мостового выпрямителя для питания цепи управления произведем по условиям:

- по обратному напряжению:

 

  U_обр 1,57U_ц.у,                                     (27)

 

где   U_обр – максимальное обратное напряжение диодов, В;

- по прямому току:

 

    I_доп.пр 0,5I_д,                                       (28)

 

где  I_доп.пр – допустимый прямой ток диодов, А;

  I_д – ток нагрузки диодов, А.

Ток нагрузки диодов определим по формуле:

 

                               I_д = (P_пот.KV1+ P_пот.KV2+ P_пот.KM1+ P_YA)/U_ц.у                              (29)

 

                                   I_д= (2,5+0,12+3,4+4+12)/24= 0,92А

 

По условию (28):

 

I_доп.пр  0,5∙0,92= 0,46А

 

По условию (27) произведем выбор диодов по напряжению:

 

U_обр  1,57∙24= 37,7В

 

По [3] выбираем диоды марки КД 212А с I_доп.пр= 1А, U_обр=110В.

Выбор понижающего трансформатора для питания цепей управления, местного освещения и сигнализации производим по условиям:

- по напряжению обмоток

 

                  U_ном.1тр≥U_ном.с ;                                               (30)

 

                  U_ном.2тр≥U_р.2TV ;                                              (31)

 

 При наличии вторичной обмотки для питания местного освещения дополнительно должно выполняться условие:

         U_{ном.2м.о}≥U_ц.м.о ;                                                (32)

 

Если сигнальные лампы питаются не от цепи управления, то дополнительно должно выполняться ещё одно условие:

 

     U_ном.2с.<U_ц.c ;                                         (33)

 

- по мощности трансформатора

 

                S_ном.тр≥S_расч.1 ;                                        (34)

 

где  U_ном.1тр - номинальное напряжение первичной обмотки трансформатора, В;

  U_р.2TV - номинальное напряжение вторичной обмотки

  питания выпрямителя, В;

  U_ном.2с. - номинальное напряжение вторичной обмотки питания сигнализа ции, В;

  U_{ном.2м.о.} - номинальное напряжение обмотки питания местного освещения, В;

   S_ном.тр - номинальная мощность трансформатора, ВА;

   S_расч.1 - полная расчетная нагрузка первичной обмотки трансформатора, ВА.

Расчетную нагрузку трансформатора S_расч.1, ВА, определяем по формуле:

 

                S_расч.1 =S₂/η_тр ,                                              (35)                  

 

где   S₂ - суммарная полная мощность нагрузки вторичных обмоток, ВА;

   η_тр - коэффициент полезного действия трансформатора, о.е. По [ ] принимаем η_тр=0,87 о.е.

Суммарную мощность нагрузки S₂, ВА, определяем по формуле:

               

      S₂=К_u(I_d ∙U_ц.у) + I_л.м.о∙U_{ном.л.м.о} + I_с.л.∙U_ц.с ,                           (36)

 

где I_л.м.о – ток лампы местного освещения, А;

       I_с.л.— суммарный ток сигнальных ламп, А.

       К_u – коэффициент соотношения напряжений U₂ и U_d , о.е.

S₂= 1,11∙(0,92∙24)+40+2,16=66,7 ВА,

S_расч.1=66,7/0,87= 76,7 ВА,

U_{ном 1 тр} ≥380 В,

U_{ном 2 тр}≥26,64 В,

U_{ном 2 м.о.}≥24 В,

S_ном.тр≥ 76,7 ВА,

По [ ] выбираем трансформатор марки ОСМ1-0,1-380/29/24 с U_ном1тр=380 В, U_ном2тр=29 В, U_{ном2м.о.}=24 В, S_ном.тр=100ВА.

 

 

---

Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 11294; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!