МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ по выполнению КОНТРОЛЬНОГО ЗАДАНИЯ И ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ
Методические указания и примеры решения задач I.1 – I.2
Выбор контакторов (магистральных пускателей)–производится по следующим условиям:
а) роду тока силовой цепи;
б) номинальному напряжению и току в силовой цепи;
в) числу главных и вспомогательных контактов пускателя (контакторов);
г) категории применения и климатического исполнения аппарата: категория применения определяется условиями работы потребителя и схемой питания;
д) режима работы.
Если выбирается пускатель, то необходимо указать наличие теплового реле и реверсивности пускателя, что определяется схемой управления двигателя.
Выбор тепловых реле – производится по условиям:
а) номинальному напряжению реле;
б) числу полюсов;
в) номинальному току нагревательного элемента реле, который выбирается таким образом, чтобы отключение реле при пусковом токе двигателя происходило в интервале времени от t П до 1,5*t П. Если выбран пускатель со встроенным тепловым реле, то уточняется номинальный ток нагревательного элемента и по характеристике реле проверяется время его срабатывания.
Выбор предохранителей для двигателей – производится по условию:
- отстройки от пускового тока двигателя:
(1)
где I Н – номинальный ток плавкой вставки предохранителя; I ПД – пусковой ток двигателя; К – коэффициент, определяемый условиями пуска (К = 2,5 - легкий пуск; К = 1,6-2 – тяжелый пуск).
|
|
В общем случае номинальный ток плавкой вставки, через которую питаются несколько самозапускающихся двигателей, выбирают по выражению:
(2)
где – сумма пусковых токов всех самозапускающихся двигателей.
Выбранный по условию (2) предохранитель проверяют на пуск самых крупных двигателей в нормальном режиме по выражению:
(3)
где – сумма номинальных токов работающих двигателей;
– сумма пусковых токов самых крупных двигателей.
Выбор автоматических, воздушных выключателей (автоматов).
Для защиты двигателей обычно применяют автоматы с комбинированными расцепителями:
- в режиме КЗ срабатывает электромагнитный (мгновенный) расцепитель, ток срабатывания которого отстраивается от номинального тока двигателя по формуле:
(4)
где – ток срабатывания мгновенного расцепителя; – пусковой ток двигателя.
- в режиме перегрузки срабатывает тепловой (зависимый) расцепитель, ток срабатывания которого отстраивается от номинального тока двигателя по условию:
|
|
(5)
где – ток срабатывания зависимого расцепителя; – номинальный ток двигателя.
Если температура эксплуатации автомата (t Э) отличается от температуры, при которой расцепитель калибруется на заводе (t К), рекомендуется сделать пересчет тока срабатывания по формуле:
, (6)
Выбор автоматов для защиты группы двигателей –осуществляется по условиям:
номинальный ток его зависимого расцепителя должен быть не меньше суммы номинальных токов группы двигателей, т. е.
, (7)
ток срабатывания независимого расцепителя должен быть отстроен от тока самозапуска всех двигателей:
(8)
для обеспечения селективности с мгновенными расцепителями автоматов, защищающих двигатели, автомат, защищающий группу двигателей, должен иметь независимую выдержку времени.
|
|
Пример I.1. Выбор контактора и магнитного пускателя для управления и защиты двигателя[1]
Требуется выбрать магнитный пускатель (контактор) для управления и защиты асинхронного двигателя типа 4АР13284, работающего в продолжительном режиме. Схема прямого пуска и защиты приведена на рис. 1.
По типу двигателя из справочной литературы определим его технические параметры:
- номинальная мощность, P ном – 7,5 кВт;
- коэффициент полезного действия, η ном – 87,5 %;
- коэффициент мощности, cos φ – 0,86;
- номинальное линейное напряжение на обмотке статора,U ном – 380 В;
- коэффициент кратности пускового тока, КI – 6,5;
- время пуска двигателя, t n – 5 с.
Определим параметры, по которым производится выбор магнитного пускателя:
а) род тока – переменный, частота – 50 Гц;
б) номинальное напряжение – 380В, номинальный ток не должен быть меньше номинального тока двигателя;
в) согласно схеме включения двигателя (рис. 1) аппарат должен иметь не менее трех замыкающихся силовых контактов и одного замыкающегося вспомогательного контакта;
г) категория применения, аппарат должен работать в одной из категорий применения: АС – 3 или АС – 4 (приложение 1);
д) режим работы аппарата – продолжительный с частыми прямыми пусками двигателя.
|
|
Для выбора аппарата по основным техническим параметрам необходимо произвести предварительные расчеты номинального и пускового токов двигателя. Определим номинальный ток (действующее значение):
Пусковой ток (действующее значение):
Ударный пусковой ток (амплитудное значение):
принимаем
Произведем выбор аппарата по основным техническим параметрам.
Выбираем магнитный пускатель со встроенным тепловым реле по основным техническим параметрам, приведенным в приложении 2 табл. 1, для заданного схемного решения (рис. 1) – типа ПМЛ 221002.
Проверим возможность работы выбранного аппарата в категориях применения АС – 3 и АС – 4.
Согласно данным из табл. 1 приложения 1 в категории применения АС – 3 магнитный пускатель должен включать в нормальном режиме коммутации ток:
,
а в режиме редких коммутаций:
.
Оба условия пускателя ПМЛ 221002 выполняются, так как:
В категории применения АС – 4 магнитный пускатель ПМЛ 221002 с номинальным рабочем током 10 А (табл. 1, приложение 2) должен отключать в номинальном режиме коммутации ток:
,
который меньше пускового тока двигателя. В режиме редких коммутаций ток:
,
который также ниже ударного пускового тока двигателя. Поэтому пускатель ПМЛ 221002 с номинальным током 10 А, предназначен для работы в категории АС – 4, для данной схемы (рис. 1) не пригоден.
Тепловые реле серии РТЛ, встроены в магнитные пускатели (табл. 1, приложение 2) имеют регулируемое время срабатывания t СР = (4,5 - 9) с, что приемлемо для заданных условий пуска двигателя: 1,5t П < t СР < t П.
Для реализации схем пуска двигателя (рис. 1) можно использовать контактор и дополнительное тепловое реле.
Выбор контактора аналогичен вышерассмотренному выбору магнитного пускателя. Основное технические данные контактора приведены в приложении 2, табл. 3.
Пример I.2. Выбор автоматических выключателей и предохранителей для защиты двигателей (схема представлена на рис. 2 а, б).
Определим по мощности двигателей их номинальные и пусковые токи так же, как в примере I.1. Рассчитаем по выражению (1) номинальные токи вставок предохранителей, защищающие двигатели (рис.2б). Подберем по справочным данным ближайшие к расчетным номинальные токи вставок для предохранителей разных типов: ПР. – 2, ПН. – 2, НПР, НПН и занесем все вышеуказанные расчетные и справочные величины в табл. I.1.
Для предохранителя, защищающего кабель, питающий сборку, номинальный ток рассчитаем по выражению (2):
.
Таблица I.1
Мощность двигателя, кВт | Ток двигателя, А | Ток вставки, А | ||||
номинальный | пусковой | расчетный | принятый | |||
ПР-2 | ПН-2 | НПН, НПР | ||||
1,7 2,8 4,5 14 | 3,7 5,8 9,4 27,5 | 22,2 31,9 56,5 193 | 8,9 12,8 22,6 77 | 10 15 25 80 | 30 30 30 80 | 10 15 25 80 |
Выбираем по ближайшему большему значению номинального тока предохранитель типа ПР-2 (I Н = 125 А).
Проверяем правильность выбора по условию пуска двух самых крупных двигателей в нормальном режиме (3):
.
Предохранитель типа ПР-2 условию (3) удовлетворяет.
Выберем для защиты той же группы двигателей автоматические выключатели (рис.2а). Расчеты производятся по формулам (4) – (7). Расчетные и справочные данные заносим в таблицу I.2.
Таблица I.2
Мощность двигателя, кВт | Ток двигателя, А | Расчетные токи срабатывания расцепителей, А | Принятые токи срабатывания расцепителей, А | |||
номинальный | пусковой | зависимые | мгновенные | зависимые | мгновенные | |
1,7 2,8 4,5 14 | 3,7 5,8 9,4 27,5 | 22,2 31,9 56,5 193 | 6,3 10,2 30,0 | 48 65 290 | 4 6,4 10 40 | 40 64 100 400 |
Все двигатели имеют номинальные токи менее 50 А, поэтому для их защиты выбираем автомат АП50 – 3МТС I Н = 50 А.
Номинальный ток теплового расцепителя принимается ближайший больший номинального тока двигателя с поправкой на окружающую температуру: помещение, где установлены двигатели и автоматы обычное, отапливаемое, с температурой t = 20 °С; завод калибрует автоматы АП50 при температуре +35 °С, поэтому номинальные токи зависимых расцепителей выбираются по уравнению (6):
.
Ток срабатывания мгновенного расцепителя автомата принимается равным десятикратному току срабатывания теплового расцепителя.
Для защиты группы двигателей ток срабатывания независимого расцепителя автомата должен быть отстроен от тока самозапуска всех двигателей:
.
По справочным данным выбираем автомат А4100 с I Н = 80 А
Ток срабатывания зависимого расцепителя автомата А4100:
,
что удовлетворяет требованию (7):
, так как 112А > 46,4 А.
Выдержку времени независимого расцепителя автомата А4100 приняли по справочным данным 0,15 с, что обеспечивает его селективность с мгновенными автоматами.
Ток срабатывания независимого расцепителя по справочным данным автомата А4100 равен:
или с учетом разброса минимальный ток срабатывания независимого расцепителя: , что удовлетворяет условию отстройки от токов самозапуска группы двигателей (455-550 А).
Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 617; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!