Выбор реверсивного и нереверсивного магнитного пускателя для асинхронного двигателя

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«Казанский национальный исследовательский технологический университет»

Институт управления, автоматизации и информационных технологий

Кафедра электропривода и электротехники

РЕФЕРАТ

Тема: «Выбор реверсивного и нереверсивного магнитного пускателя для асинхронного двигателя»

Выполнил: студент

гр. 8181-51 Старцев А.А.

Казань - 2021 г.

Оглавление

Введение

1. Выбор аппаратуры защиты и управления

2. Пуск и реверс асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Список литературы и ссылки

Введение

Асинхронные электрические двигатели широко используются для привода различных насосов, вентиляторов, центрифуг, дробилок и так далее.

Защита низковольтных асинхронных двигателей от аварийных режимов осуществляется с помощью предохранителей, автоматических выключателей, тепловых реле, а управление - с помощью электромеханических контактных аппаратов.

Для управления и защиты от продолжительных токов перегрузки асинхронного двигателя часто используются магнитные пускатели, в которых контактор и реле вместе с кнопками управления помещены в отдельный защитный кожух.

Пусть необходимо выбрать магнитный пускатель для управления и защиты асинхронного двигателя АИР160М6, работающего в продолжительном режиме.

По типу двигателя из справочника определим его параметры:

Номинальная мощность двигателя, Р_ном 15 кВт

Коэффициент полезного действия, ?_ном 88 %

Коэффициент мощности, cosц 0,85

Номинальное линейное напряжение на обмотке статора, U_ном 380 В

Коэффициент кратности пускового тока, Кi 6,5

Время пуска двигателя, t_П 2 с

1. Выбор аппаратуры защиты и управления

1. Подбор автоматического выключателя

Бытовую электротехнику от пусковых токов большой величины в сетях обычно защищают с помощью трехфазных автоматических выключателей, срабатывающих через некоторое время после того, как величина тока превысит номинальную. Таким образом, вал мотора успевает раскрутиться до нужной скорости вращения, после чего сила потока электронов снижается. Но защитные устройства, используемые в быту, не имеют точной настройки. Поэтому выбор автоматического выключателя, позволяющего защитить асинхронный двигатель от перегрузок и сверхтоков короткого замыкания, более сложен.

Чтобы подобрать защитный автоматический выключатель для электроустановки, необходимо знать его времятоковую характеристику, а также категорию. Времятоковая характеристика от номинального тока, на который рассчитан АВ, не зависит.

Чтобы автоматический выключатель не срабатывал каждый раз при запуске мотора, величина пускового тока не должна быть больше той, которая вызывает моментальное срабатывание аппарата (отсечка).

Производя расчет автомата практически, следует использовать коэффициент надежности, обозначаемый символом K_н. Если номинальный ток устройства не превышает 100А, то величина K_н составляет 1,4. Исходя из этого, значение тока отсечки определяется по формуле:

Автоматический выключатель выбираем в соответствии с рассчитанными параметрами: 288А>277,27А

Таблица 1

Устройства типа C наиболее распространены в бытовых сетях. Для того, чтобы произошло срабатывание соленоида электромагнитного расцепления, установленного в таком приборе, нужно, чтобы проходящий через него поток электронов превысил номинальную величину в 5-10 раз.

2. Подбор магнитного пускателя.

При выборе необходимого электрического аппарата рассматриваются его технические характеристики:

Номинальное напряжение коммутируемой цепи. Наиболее часто магнитные пускатели применяются для запуска асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором на промышленное напряжение 220/380 Вольт. Именно на такой выбор рассчитано большинство выпускаемых моделей коммутационных аппаратов.

Номинальный ток основных контактов. Сопоставление тока подключаемой нагрузки с номинальным током коммутационного аппарата - одно из первых действий при выборе последнего. Магнитные пускатели, выпускаемые в РФ по советским ГОСТам, например ПМЛ, условно классифицируются по величинам, соответствующим номинальному току аппарата.

Номинальное напряжение катушки. Магнитные пускатели, применяемые в схемах управления электрооборудования, удобнее всего использовать с катушками на то же напряжение, что и коммутируемая нагрузка. По этой причине наиболее распространены варианты исполнения с катушками на 220 или 380 Вольт.

По рассчитанному номинальному току и напряжению двигателя можем подобрать из каталога нужный нам магнитный пускатель:

Таблица 2. Нереверсивный IP20 ПМЛ-3160М

Таблица 3. Реверсивные IP20 ПМЛ-3560М

3. Подбор теплового реле.

Ток срабатывания теплового реле должен превышать номинальный ток двигателя в 1.2 - 1.3 раза. Пусть двигатель работает в составе механизма, в котором допускаются кратковременные, но значительные перегрузки, например для подъёма малых грузов. Тогда ток уставки выбираем в 1.3 раза больше номинального тока асинхронного электродвигателя.

Т.е. реле должно сработать при токе 39.5 - 40 А. Нам подходят такие реле:

Таблица 4. РТЛ-2057-2

4. Выбор плавких предохранителей для защиты цепей управления.

Выбор плавких вставок для цепи управления с напряжением U_н можно произвести по формуле

I_н.вст. ? (?P_р + 0,1?P_в)/U_н,

I_н.вст = (20+0,1*200)/220 = 0,18

где ?P_р -- наибольшая суммарная мощность, потребляемая катушками электрических аппаратов (электромагнитными пускателями, промежуточными реле, реле времени, исполнительными электромагнитами) и сигнальными лампами и т. д. при одновременной работе, ВА или Вт;

?P_в -- наибольшая суммарная мощность, потребляемая при включении катушек одновременно включаемых аппаратов (пусковая мощность), ВА или Вт.

Предохранитель берем с запасом в 2 раза: Siba 179021 - 0,4 А

5. Выбор силовых кабелей.

От сечения кабеля зависит бесперебойность работы всех устройств вашего объекта, а также безопасность эксплуатации. Если неправильно рассчитать, какое сечение нужно на 15 кВт, кабель может перегреться, что приведет к печальным последствиям.

В таблице 21 ГОСТ 31996-2012, в соответствии с которым изготавливается кабель АВБШв, находим сечение кабеля, при котором допустимая токовая нагрузка не ниже, чем I_ном.дв = 30,47 А.

Таблица 5.

Для данного кабеля, проложенного в земле, минимально допустимое сечение получается равным 4 ммІ (I_д.т = 37 А > I_ном.дв = 30,47 А).

Однако ещё нужно учесть поправочные коэффициенты, которые могут изменять значение I_д.т.:

I_ф = k1 * k2 * k3 * I_д.т.

Коэффициент k1 зависит от температуры среды, в которой проложен кабель, и равен 0.96 (при 20°С). Коэффициент k2 зависит от удельного сопротивления земли, для песчано-глинистой почвы равен 1.05. Коэффициент k3 в нашем случае равен 0.85. Зная соответствующие данные, подставляем их в форму и производим расчет:

I_ф = 0.96 * 1.05 * 0.85 * 37 = 31.7 A

I_ф > I_ном.дв (условие выполняется)

2. Пуск и реверс асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Управление асинхронными двигателями с короткозамкнутым ротором можно производить с помощью магнитных пускателей или контакторов. При применении двигателей малой мощности, не требующих ограничения пусковых токов, пуск осуществляется включением их на полное напряжение сети. Простейшая схема управления асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором и нереверсивным магнитным пускателем представлена на рис 1. Для пуска включается автоматический выключатель QF, и тем самым подается напряжение на силовую цепь схемы и цепь управления. При нажатии кнопки «Пуск» замыкается цепь питания катушки контактора КМ, вследствие чего его главные контакты в силовой цепи также замыкаются, присоединяя статор электродвигателя М к питающей сети. Одновременно в цепи управления замыкается блокировочный контакт КМ, что создает цепь питания катушки КМ (независимо от положения контакта кнопки).

Рис. 1 Схема управления асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором и нереверсивным магнитным пускателем.

Отключение электродвигателя осуществляется нажатием кнопки «Стоп». При этом разрывается цепь питания контактора КМ, что приводит к размыканию всех его контактов, двигатель отключается от сети, после чего необходимо отключить автоматический выключатель QF.

В схеме предусмотрены следующие виды защит:

от коротких замыканий - с помощью автоматического выключателя QF и предохранителя РU;

от перегрузок электродвигателя - с помощью тепловых реле Р (размыкающие контакты этих реле при перегрузке размыкают цепь питания контактора КМ, тем самым отключая двигатель от сети);

нулевая защита - с помощью контактора КМ (при снижении или исчезновении напряжения контактор КМ теряет питание, размыкая свои контакты, и двигатель отключается от сети). Для включения двигателя необходимо вновь нажать кнопку «Пуск».

Если прямой пуск двигателя невозможен, и необходимо ограничить пусковой ток асинхронного короткозамкнутого двигателя, применяют пуск на пониженное напряжение. Для этого в цепь статора включают активное сопротивление или реактор, либо применят пуск через автотрансформатор.

На рис. 2 приведена схема управления асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором с реверсивным магнитным пускателем. Схема позволяет осуществлять прямой пуск асинхронным короткозамкнутого двигателя, а также изменять направление вращения двигателя, т. е. производить реверс.

Пуск двигателя осуществляется включением автоматического выключателя QF и нажатием кнопки «Вперед», вследствие чего контактор КМ1 получает питание, замыкает свои силовые контакты и статор двигателя подключается к сети. Для реверса двигателя необходимо нажать кнопку «Стоп». Это приведет к отключению контактора КМ1, после чего нажимается кнопка «Назад» и включается контактор КМ2.

Таким образом, двигатель подключается к сети с изменением порядка чередования фаз, что приводит к изменению направления его вращения. В схеме применена блокировка от возможного ошибочного одновременного включения контакторов КМ2 и КМ1 с помощью размыкающихся контактов КМ2, КМ1. Отключение двигателя от сети осуществляется кнопкой «Стоп» и автоматическим выключателем QF. В схеме предусмотрены все виды защит электродвигателя, рассмотренные в схеме управления асинхронным двигателем с нереверсивным магнитным пускателем. Динамическое торможение осуществляется отключением двигателя от сети трехфазного тока и подсоединением обмотки статора к сети постоянного тока. Магнитный поток в обмотках статора, взаимодействуя с током ротора, создает тормозной момент.

Рис. 2 Схема управления асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором с реверсивным магнитным пускателем.

асинхронный двигатель ротор пускатель

Список литературы

1) каталог магнитных пускателей ПМЛ

2) каталок тепловых реле РТЛ

3) каталог кабелей

4) Шабанов В.А., Лопатин В.П. Курсовое проектирование по электрическим сетям и электроснабжению: Учеб. пособие. - Уфа: Изд-во УГНТУ, 1997. - 182 с.

5) Выбор электрических аппаратов для управления и защиты асинхронных двигателей / Е.Г. Акимов; под ред. А.Г. Годжелло. - М.: Изд-во МЭИ, 1997.

Размещено на Allbest.ru