Контрольная работа по "Физике"

                                                     Содержание

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Вариант № 26.

1. Задание: Разработать  схему управления нерегулируемого привода с асинхронным электродвигателем марки АИC132S4 с устройством защиты от:     1. токов КЗ на базе автомата питания.

          2. токов перегрузки на базе  автоматического выключателя.

Исходные  данные эл.двигателя  АИC132S4:

         1. Р- 7,50 кВт.

         2. U-ном.- 380 в.

         3. n- 1500об./мин.

         4. КПД-87.5%

         5. Кратность пускового тока 6,5

         6. Cos Y - 0,86

2.

 
 

3.  QF 1 – Выключатель автоматический

     SВ 1 – Кнопка «Пуск»

     SВ 2 – Кнопка «Стоп»

     КМ 1 – Магнитный пускатель

     М  1 - Электродвигатель

4. Описание работы  схемы. 

    Данная  схема предназначена для запуска  и отключения асинхронного двигателя  типа АИC132S4– мощностью 7,50 кВт с частотой 1500 об/мин.

    В  схеме выполнены устройства защиты  двигателя:

1. От токов  КЗ на базе автоматического выключателя.

2. От токов  перегруза на базе автоматического  выключателя.

    Силовая  цепь электродвигателя коммутируется  магнитным пускателем с контактами  КМ1.1.

    Схема  работает следующим образом.

    При  включении автоматического выключателя  запуск двигателя не происходит, так как силовые контакты пускателя находятся в нормально разомкнутом состоянии. При нажатии кнопки «ПУСК» (SВ1) катушка пускателя подтягивается через цепь SВ1, SВ2, КМ1. При срабатывании магнитного пускателя происходит запуск электродвигателя, при этом магнитный пускатель становится на самоподхват через свой нормальноразомкнутый контакт КМ1.2. При отжатии кнопки «ПУСК» схема остается в работе.

    Для  останова двигателя необходимо  нажать кнопку «СТОП» (SВ2), при этом происходит разрыв схемы питания катушки магнитного пускателя, и пускатель отключается. Устройство защиты от токов короткого замыкания выполнено на базе автомата питания.

Автомат служит для отключения электрической цепи в ненормальных и аварийных режимах  – перегрузках, коротких замыканиях, чрезмерном понижении напряжения питания. Автомат можно также использовать для редких включений и отключений номинальных токов нагрузки.

При снижении напряжения в цепи пускателя КМ1, который  рассчитан на 380В, ток в цепи падает и контакты КМ1.1 и КМ1.2 размыкаются, что приводит к разрыву цепи и остановке электродвигателя.

    К  автоматам предъявляются следующие  требования:

     1. Токоведущая цепь автомата должна  пропускать номинальный ток в  течение сколь угодно длительного  времени.

     2. Автомат должен обеспечивать многократные отключения предельных токов короткого замыкания. После отключения этих токов автомат должен быть пригоден для длительного пропускания номинального тока.

3. Для повышения  электродинамической и термической  устойчивости

энергоустановок, уменьшения разрушений, вызываемых токами короткого замыкания, автомат должен иметь малое время отключения.

    Рассмотрим  работу автомата при коротком  замыкании.

    В  рассечку главной цепи включен  электромагнит, якорь которого  действует на механизм отключения. При протекании тока короткого замыкания якорь, перемещаясь, освобождает рычаг, и автомат отключается под действием пружины. При необходимости создания выдержки времени между началом короткого замыкания и моментом отключения якорь воздействует на механизм отключения через замедляющий элемент.

    Работа  защиты от токов перегрузки  основана на использовании биметаллической  пластины. Ее времятоковая характеристика  может быть достаточно хорошо  согласована защищаемым объектом. Однако эти расцепители имеют ряд недостатков, ограничивающих их применение.        
 

5. Обоснование  выбора устройства 

5.1.Эл.двигатель  - АИC132S4

Номинальный ток  электродвигателя вычисляется по формуле:

                           

 

где I_ном – номинальный ток электродвигателя, А;

       Р_ном – номинальная мощность электродвигателя, Вт;

       U_{ном –} номинальное напряжение электродвигателя, В;

        h_ном – КПД двигателя. 
 

Подставив численные  значения, получим:

                     

Пусковой ток  электродвигателя определяется по формуле: 

I_пуск=К*I_ном=6,5*15.32=99,53А,

где К- кратность  пускового тока к номинальному. 

5.2 Выбор магнитного  пускателя.

        Магнитным пускателем называется  электрический аппарат, предназначенный  для пуска и отключения короткозамкнутых асинхронных электродвигателей. Как правило, в пускатель помимо контактора встроены тепловые реле для защиты двигателя от токовых перегрузок и «потери фазы». Они совмещают в себе функции пуска, остановки.

        Контакторы предназначены для  коммутации силовых цепей электродвигателей и других мощных потребителей. В зависимости от рода коммутируемого тока главной цепи различают контакторы постоянного и переменного тока. Как правило, род тока в цепи управления, которая питает электромагнитный привод совпадает с родом тока главной цепи.

        Выбор контакторов и пускателей  осуществляется по наибольшей  мощности управляемого электродвигателя  переменного тока.

Для управления установкой применим контактор малогабаритный серии  КМИ:

 

     Малогабаритные  контакторы переменного тока общепромышленного применения КМИ на ток нагрузки от 9 до 95А предназначены для пуска, остановки и реверсирования асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором на напряжение до 660В(категория применения АС-3), а также для дистанционного управления цепями освещения, нагревательными цепями и различными индуктивными нагрузками(категория применения АС-1). Все исполнения на ток нагрузки до 40А имеют одну группу замыкающих или размыкающих дополнительных контактов. Исполнение на ток нагрузки свыше 40А-две группы(замыкающую и размыкающую). Область применения малогабаритных контакторов серии КМИ – управление вентиляторами, насосами, тепловыми завесами, печами, кран-балками, станками, освещением, в системах автоматического ввода резерва(АВР). 

        Расчет магнитного пускателя  осуществляется по формулам: 

1. U_{ном пуск} > U_{ном дв}
2. I_{ном пуск} > I_{тока дв}

 

Подставив численные значения, получим:

1. 380В>380В
2. 16А>15,32 А.

 
 

КМИ-11810 18А 400В/АС-3 1НО ИЭК 
 

     Масса  не более,кг=1,4

Номинальное рабочее напряжение переменного  тока Uе, В 400

Номинальное напряжение изоляции Ui, В 660

Номинальное импульсное напряжение Uimp, кВ 8

Номинальный рабочий ток Iе, категория применения АС-3 (Uе≤400 В),

 А - 65  

Номинальная мощность по АС-3, кВт  7,5 

     Максимальная  кратковременная нагрузка (t≤1с), А  324 

Условный ток  короткого замыкания Inc, А 3000 

Защита от сверхтоков – предохранитель gG, А 25 

Мощность рассеяния  при Iе, Вт/полюс АС-3  0,8  

Выбранный магнитный  пускатель удовлетворяет всем требованиям. 

5.3 Выбор кнопок  управления.

        Кнопки управления – это аппараты, подвижные контакты которых перемещаются  и срабатывают при нажатии на толкатель кнопки.  
 

РPВВ-30N «I-O» d22мм неон/230В 1з+1р 
 

Параметры

Вид тока   переменный

Номинальное рабочее напряжение, В 400

Номинальный рабочий ток контактов, А 

Категория применения АС-12 2,5 4,5 7,5

Электрическая износостойкость, циклов В-О×103- 100

Механическая  износостойкость, циклов В-О×103- 600

Степень защиты механизма кнопок и переключателей по ГОСТ 14254-96 IP 40 IP 40

Допустимая  частота коммутаций (циклов В-О/ч) 300 1200 3600

% нагрузки  контактов по току от рабочего  значения 40 25 15

Диапазон рабочих  температур, °С от —10 до +40 

Влажность окружающей среды 45-90% без выпадения конденсата 
 

5.4 Выбор автомата  питания с токовым расцепителем. 

               Автоматические воздушные выключатели (автоматы) служат для     

     автоматического  отключения электрической цепи  при перегрузках, КЗ,    

     чрезмерном  понижении напряжения питания,  изменении направления  

     мощности  и т.п., а также для редких  включений и отключений вручную     

     номинальных  токов нагрузки.

             К автоматам предъявляются следующие  требования.

            1. Токоведущая цепь автомата должна  пропускать номинальный ток в  течение сколь угодно длительного  времени. Режим продолжительного  включения для автомата является  нормальным. Токоведущая система автомата может подвергаться воздействию больших токов КЗ как при замкнутых контактах, так и при включении на существующее КЗ.

            2. Автомат должен обеспечивать  многократное отключение предельных  токов КЗ, которые могут достигать  сотен килоампер. После отключения этих токов автомат должен быть пригоден для длительного пропускания номинального тока.

            3. Для обеспечения электродинамической  и термической стойкости энергоустановок,  уменьшения разрушений и других  последствий вызываемых токами КЗ, автоматы должны иметь малое время отключения. С целью уменьшения габаритных размеров распределительного устройства и повышения безопасности обслуживания необходима минимальная зона выхлопа нагретых и ионизированных газов в процессе гашения дуги.

        Всем требованиям соответствует  автоматический выключатель   типа ВА47-29.  

Автоматические  выключатели ВА 47-29 предназначены  для защиты распределительных и  групповых цепей, имеющих различную  нагрузку: – электроприборы, освещение  – выключатели с характеристикой В, – двигатели с небольшими пусковыми токами (компрессор, вентилятор) – выключатели с характеристикой C, – двигатели с большими пусковыми токами (подъемные механизмы, насосы) – выключатели с характеристикой D. Автоматические выключатели ВА47-29 рекомендуются к применению в вводно-распределительных устройствах для жилых и общественных зданий. 200 типоисполнений на 18 номинальных токов от 0,5 до 16 А.