Проектирование лабораторного стенда для исследования статических характеристик двигателя постоянного тока с независимым возбуждением по заданию 144

Пульт управления. Схема электрическая соединений А2.dwg

Пульт управления. Схема электрическая соединений
АЭПЗ 962.00.10.000 Э4
ГУ ВПО "Белорусско-Российский университет" гр.АЭПЗ-101
Обозначение элементов соответствует схеме электрической принципиальной АЭПЗ 962.00.00.000 Э3 2. Расположение и монтаж элементов соответствует сборочному чертежу АЭПЗ 962.00.10.000 СБ. 3. Условно-графическоерасположение элементов не соответствует реальному расположению в устройстве

Пульт управления. Сборочный чертеж А2.dwg

Пульт управления. Сборочный чертеж
АЭПЗ 962.00.10.000 СБ
ГУ ВПО "Белорусско-Российский университет" гр.АЭПЗ-101
*- Размеры для справок 1. Обозначение элементов соответствует схеме электрической принципиальной АЭПЗ 962.00.00.000 Э3 2. Монтаж выполняется согласно схеме электрических соединений АЭПЗ 962.00.10.000 Э4 4. Монтаж проводов условно не показан.

Стенд лабораторный. Схема электрических соединений А2.dwg

Стенд лабораторный. Схема электрическая соединений
АЭПЗ 962.00.00.000 Э4
ГУ ВПО "Белорусско-Российский университет" гр.АЭПЗ-101
Обозначение элементов соответствует схеме электрической принципиальной АЭПЗ 962.00.00.000 Э3 2. Расположение и монтаж соответствует сборочному чертежу АЭПЗ 962.00.00.000 СБ 3. Условно-графическое расположение элементов не соответствует реальному расположению в устройстве. 4. Монтажные провода и жилы кабелей маркировать. 5. Соединение корпусов электрических машин и аппаратов с общим контуром заземления выполнить кабелем марки КНР 1х4 ГОСТ 7866.1-78
Пульт управления АЭПЗ 962.00.10.000

Пульт управления. Таблица соединений общий А4.dwg

Пульт управления. Таблица соединений
АЭПЗ 962.00.00.000 ПЭ4
ГУ ВПО "Белорусско-Российский университет" гр.АЭПЗ-101
Обозна- чение провода

Стенд лабораторный. Спецификация1 А4.dwg

АЭПЗ 962.00.00.000 СБ
АЭПЗ 962.00.00.000 ЭЗ
АЭПЗ 962.00.00.000 ПЭ3
Стенд лабораторный. Спецификация
ГУ ВПО "Белорусско-Российский университет" гр.АЭПЗ-101
Пояснительная записка
АЭПЗ 962.00.00.000 П3
Схема электрических
АЭПЗ 962.00.00.000 Э4
АЭПЗ 962.00.00.000 ПЭ4
АЭПЗ 962.00.10.000 СБ
Соединительная муфта
под машинный агрегат
под пульт управления
Подставка под двигатель

Стенд лабораторный. Таблица соединений1 А4.dwg

Стенд лабораторный. Таблица соединений
АЭПЗ 962.00.00.000 ПЭ4
ГУ ВПО "Белорусско-Российский университет" гр.АЭПЗ-101
Обозна- чение провода

Стенд лабораторный. Перечень элементов1 А4.dwg

Стенд лабораторный. Перечень элементов
АЭПЗ 962.00.00.000 ПЭЗ
Конденсатор К50-35-0811 2.2мкФ
ГУ ВПО "Белорусско-Российский университет" гр.АЭПЗ-102
Лампочка МН30-0.1-0.2
Предохранитель ПРС-6 с ПВД Ш-40 УЗ
Реле тепловое РТЛ-107 IP20
ТУ 3425-041-05758109-2008
Магнитный пускатель ПМЛ-1100
Магнитный пускатель ПМЛ-2100-18
ТУ 3325-169-05806720
Амперметр ТУ 25-04-607-68
Тахогенератор ТС-1МУХЛ IP44

Стенд лабораторный. Перечень элементов общий три листа А4.dwg

Стенд лабораторный. Перечень элементов
АЭПЗ 962.00.00.000 ПЭЗ
Конденсатор К50-35-0811 2.2мкФ
ГУ ВПО "Белорусско-Российский университет" гр.АЭПЗ-101
Лампочка МН30-0.1-0.2
Предохранитель ПРС-6 с ПВД Ш-40 УЗ
Реле тепловое РТЛ-107 IP20
ТУ 3425-041-05758109-2008
Магнитный пускатель ПМЛ-1100
Магнитный пускатель ПМЛ-2100-18
ТУ 3325-169-05806720
Амперметр ТУ 25-04-607-68
Вольтметр ТУ 25-04-607-68
Автоматический выключатель ТУ 16-90ИГКЖ.641252.231
Резистор ОЖО.467.153 ТУ
Потенциометр ОЖО.467.156.75 ТУ
Широтно-импульсный преобразователь
с переменного 380В в постоянный 0-75В
Вилка приборная НКЦС.434410.504ТУ
Розетка кабельная НКЦС.434410.504ТУ
Блок зажимов Б324-4П16-ВВ-10 440660В
мм2 ТУ 16-91 ИГФР.687222.035
Тахогенератор ТС-1МУХЛ IP44
Пакетный выключатель ПВ1-16М исп.1 однопол.
ТУ 3424-001-59826184-2005
Выключатель кнопочный ТУ 16-526.094-78

Стенд лабораторный. Спецификация лист общий три листа А4.dwg

АЭПЗ 962.00.00.000 СБ
АЭПЗ 962.00.00.000 ЭЗ
АЭПЗ 962.00.00.000 ПЭ3
Стенд лабораторный. Спецификация
ГУ ВПО "Белорусско-Российский университет" гр.АЭПЗ-102
Пояснительная записка
АЭПЗ 962.00.00.000 П3
Схема электрических
АЭПЗ 962.00.00.000 Э4
АЭПЗ 962.00.00.000 ПЭ4
АЭПЗ 962.00.10.000 СБ
Соединительная муфта
под машинный агрегат
под пульт управления
Болт М12х120 ГОСТ 7798-70
Гайка М12 ГОСТ 5915-70
Шайба 6 СТ СЭВ 281-76
Подставка под двигатель
ВинтМ6х16 ГОСТ 1491-80
Шайба 12 СТ СЭВ 281-76
Двигатели ТУ16-514.211-75
ТУ 3325-169-05806720
Тахогенератор ТС-1МУХЛ
Блок зажимов Б324-4П16-ВВ-10
ТУ 16-91 ИГФР.687222.035
Кабель ГОСТ 7866.1-78
Металлорукав РЗ-Ц-75
ТУ 190095029.346-2003

Стенд лабораторный. Перечень элементов2 А4.dwg

АЭПЗ 962.00.00.000 ПЭЗ
Вольтметр ТУ 25-04-607-68
Автоматический выключатель ТУ 16-90ИГКЖ.641252.231
Резистор ОЖО.467.153 ТУ
Потенциометр ОЖО.467.156.75 ТУ
Пакетный выключатель ПВ1-16М исп.1 однопол.
ТУ 3424-001-59826184-2005
Выключатель кнопочный ТУ 16-526.094-78

Пульт управления. Спецификация 2 А4.dwg

Конденсатор К50-35-0811
Предохранитель ПРС-6
Реле тепловое РТЛ-107
ТУ 3425-041-05758109-2008
Магнитный пускатель ПМЛ-1100
Магнитный пускатель ПМЛ-2100
Амперметр ТУ 25-04-607-68
Лампочка МН30-0.1-0.2
Вольтметр ТУ 25-04-607-68
ТУ 16-90ИГКЖ.641252.231
Резистор ОЖО.467.153 ТУ
Автоматический выключатель

Стенд лабораторный. Перечень элементов3 А4.dwg

АЭПЗ 962.00.00.000 ПЭЗ
Широтно-импульсный преобразователь
с переменного 380В в постоянный 0-75В
Вилка приборная НКЦС.434410.504ТУ
Розетка кабельная НКЦС.434410.504ТУ
Блок зажимов Б324-4П16-ВВ-10 440660В
мм2 ТУ 16-91 ИГФР.687222.035"

Пульт управления. Спецификация общий вид А4.dwg

АЭПЗ 962.00.10.000 СБ
Пульт управления. Спецификация
ГУ ВПО "Белорусско-Российский университет" гр.АЭПЗ-102
Схема электрических
АЭПЗ 962.00.10.000 Э4
АЭПЗ 962.00.10.000 ПЭ4
Шайба 6 СТ СЭВ 281-76
Кабель ГОСТ 7866.1-78
Болт М6х20 ГОСТ 7798-70
Гайка М6 ГОСТ 7365-70
Шайба М4 ГОСТ 11371-78
Болт М4х20 ГОСТ 1491-80
Гайка М4 ГОСТ 1491-70
преобразователь с переменного
0В в постоянный 0-75В
Щиток модульный пластиковый
SD6 8 модулей ГОСТ Р 51321.1
Шкаф щита управления
Конденсатор К50-35-0811
Предохранитель ПРС-6
Реле тепловое РТЛ-107
ТУ 3425-041-05758109-2008
Магнитный пускатель ПМЛ-1100
Магнитный пускатель ПМЛ-2100
Амперметр ТУ 25-04-607-68
Лампочка МН30-0.1-0.2
Вольтметр ТУ 25-04-607-68
ТУ 16-90ИГКЖ.641252.231
Резистор ОЖО.467.153 ТУ
Потенциометр ОЖО.467.156.75 ТУ
Пакетный выключатель ПВ1-16М
ТУ 3424-001-59826184-2005
Автоматический выключатель
Выключатель кнопочный
Блок зажимов Б324-4П16-ВВ-10
ТУ 16-91 ИГФР.687222.035

Пульт управления. Спецификация 3 А4.dwg

Кабель ГОСТ 7866.1-78
Потенциометр ОЖО.467.156.75 ТУ
Пакетный выключатель ПВ1-16М
ТУ 3424-001-59826184-2005
Выключатель кнопочный
Блок зажимов Б324-4П16-ВВ-10
ТУ 16-91 ИГФР.687222.035

Пульт управления. Таблица соединений 1 А4.dwg

Пульт управления. Таблица соединений
АЭПЗ 962.00.00.000 ПЭ4
ГУ ВПО "Белорусско-Российский университет" гр.АЭПЗ-101
Обозна- чение провода

Стенд лабораторный. Таблица соединений3 А4.dwg

АЭПЗ 962.00.00.000 ПЭ4
Обозна- чение провода
сеть пер.тока 380В ф. А
сеть пер.тока 380В ф. B
сеть пер.тока 380В ф. С
сеть пер.тока 380В N
сеть пос.тока 110В +L
сеть пос.тока 110В -L

Пульт управления. Спецификация 1 А4.dwg

АЭПЗ 962.00.10.000 СБ
Пульт управления. Спецификация
ГУ ВПО "Белорусско-Российский университет" гр.АЭПЗ-101
Схема электрических
АЭПЗ 962.00.10.000 Э4
АЭПЗ 962.00.10.000 ПЭ4
Шайба 6 СТ СЭВ 281-76
Болт М6х20 ГОСТ 7798-70
Гайка М6 ГОСТ 7365-70
Шайба М4 ГОСТ 11371-78
Болт М4х20 ГОСТ 1491-80
Гайка М4 ГОСТ 1491-70
преобразователь с переменного
0В в постоянный 0-75В
Щиток модульный пластиковый
SD6 8 модулей ГОСТ Р 51321.1
Шкаф щита управления

Стенд лабораторный. Таблица соединений общий А4.dwg

Стенд лабораторный. Таблица соединений
АЭПЗ 962.00.00.000 ПЭ4
ГУ ВПО "Белорусско-Российский университет" гр.АЭПЗ-101
Обозна- чение провода
сеть пер.тока 380В ф. А
сеть пер.тока 380В ф. B
сеть пер.тока 380В ф. С
сеть пер.тока 380В N
сеть пос.тока 110В +L
сеть пос.тока 110В -L

Стенд лабораторный. Таблица соединений2 А4.dwg

Пульт управления. Таблица соединений 2 А4.dwg

Стенд лабораторный. Спецификация2 А4.dwg

Болт М12х120 ГОСТ 7798-70
Гайка М12 ГОСТ 5915-70
Шайба 6 СТ СЭВ 281-76
ВинтМ6х16 ГОСТ 1491-80
Шайба 12 СТ СЭВ 281-76
Двигатели ТУ16-514.211-75
ТУ 3325-169-05806720
Тахогенератор ТС-1МУХЛ
Блок зажимов Б324-4П16-ВВ-10
ТУ 16-91 ИГФР.687222.035

Стенд лабораторный. Спецификация3 А4.dwg

Готовая схема электрическая принципиальная по ИПС А1.dwg

Стенд лабораторный Схема элетрическая принципиальная
АЭПЗ 962.00.00.000 Э3
ГУ ВПО "Белорусско-Российский университет" гр.АЭПЗ-101
Исследуемый двигатель
Монтажное исполнение
Исполнение по степени защиты
Обозначение на схеме

Введение 2.doc

Целью данного курсового проекта является проектирование лабораторного стенда для экспериментального исследования статических режимов работы двигателя постоянного тока во всех энергетических режимах работы.
Лабораторный стенд должен обеспечивать экспериментальное исследование следующих характеристик (механических и электромеханических):
реостатные при введении добавочного сопротивления в цепь якоря (две характеристики);
искусственные при пониженном напряжении на якоре двигателя (две характеристики);
искусственные при шунтировании якоря (две характеристики).
Питание цепи якоря двигателя постоянного тока осуществляется от генератора постоянного тока с независимым возбуждением приводимым в движение асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором.
Источником питания обмоток возбуждения двигателей постоянного тока выполняется от сеть постоянного тока напряжением 110 В.
Разработка схемы электрической принципиальной
1 Требования к электрооборудованию стенда
Проектируемый лабораторный стенд должен обеспечить снятие заданных статических характеристик.
Компоновка электрооборудования пульта управления выполнена в соответствии с “Правилами установки электроустановок” которые распространяются на пульты с электрическими приборами.
Согласно требованиям ПУЭ при номинальных напряжениях выше 36 В переменного тока и 110 В постоянного тока необходимо произвести заземление электроустановки.
Требуется обеспечить все необходимые защиты: от токов короткого замыкания от токов длительных перегрузок.
Ток сети питающей гонный двигатель и цепи управления – трехфазный переменный имеющий нулевой (нейтральный) провод и защитный провод : линейное напряжение сети ; фазное напряжение сети ; частота сети .
Ток проходящий по цепям электрических машин М1 М2 и генератора G1 постоянный следовательно и аппараты выбираем под соответствующее напряжение. Напряжение якорной цепи испытуемого двигателя равно 75 В данное питание производится от широтно-импульсного преобразователя который выпрямляет переменное трехфазное напряжение с помощью встроенного неуправляемого выпрямителя в постоянное напряжение и преобразовывает в необходимую нам величину. Цепи обмоток возбуждения двигателей постоянного тока М1 и М2 и генератора G1 питаются от сетевого постоянного напряжения величина которого составляет 110 В. В электрической цепи между двигателем М2 и генератором G1 постоянное напряжение равное 110 В.
2 Расчет и выбор электрооборудования
2.1 Расчет и выбор электродвигателей
По заданию требуется исследовать статические характеристики двигателя постоянного тока 4ПО100S2 со следующими параметрами:
Номинальная мощность кВт
Напряжение на якоре В
Напряжение обмотки возбуждения В
Ток обмотки возбуждения А
Сопротивление якоря Ом
Номинальная частота вращения обмин
Исполнение по степени защиты
Монтажное исполнение
Исследуемый двигатель соответствует обозначению M1 на схеме АЭПЗ 00.00.000 Э3 графической части проекта.
Для исследования необходимых характеристик в качестве нагрузочной машины используем двигатель постоянного тока с независимым возбуждением.
Условия выбора нагрузочной машины следующие:
где . - мощность нагрузочной машины;
- мощность двигателя M1.
где – номинальная частота вращения нагрузочной машины;
- номинальная частота вращения двигателя M1.
Исходя из этого выбираем из [1] двигатель 4ПБ100S2 со встроенным тахогенератором и следующими номинальными параметрами:
Номинальный ток возбуждения А
Встроен тахогенератор типа
Номинальная частота вращения тахогенератора обрмин
Крутизна характеристики тахогенератора В(обмин)
Нагрузочная машина соответствует обозначению M2 на схеме АЭПЗ 00.00.000 Э3 графической части проекта а тахогенератор – BR1.
Условиями выбора генератора следующие:
где - мощность генератора;
- мощность нагрузочной машины.
где - напряжение генератора;
- напряжение нагрузочной машины.
В качестве генератора G1 используем двигатель постоянного тока 4ПБ100S2 (ТУ16-514.211-75) с номинальными параметрами:
Генератор соответствует обозначению G1 на схеме АЭПЗ 00.00.000 Э3 графической части проекта.
Условия выбора гонного двигателя:
где - мощность гонного двигателя;
- мощность генератора.
где - номинальная частота вращения гонного двигателя;
- номинальная частота вращения генератора.
В качестве гонного двигателя выбираем асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором серии 4А71В4У3 с номинальными параметрами:
Напряжение питания В
Коэффициент мощности
Гонный двигатель соответствует обозначению M3 на схеме АЭПЗ 00.00.000 Э3 графической части проекта.
2.2 Выбор автоматических выключателей
Так как автоматические выключатели используются и для защиты цепей переменного тока QF1 и QF2 и цепей постоянного тока QF3 то и будем ориентироваться на это при их выборе. По справочнику производим выбор автоматического выключателя QF2 и производим расчеты его соответствия заданным параметрам выбора. Выбираем автоматический выключатель BA47-63:
Основные технические данные ВА 47-63 3P 63А:
Номинальное напряжение В
Номинальный ток расцепителя А
Предельная коммутационная способность кА
Климатическое исполнение
Время токовая характеристика В срабатывание между 3- и 5 кратным значением номинального тока.
Выбор производится по следующим условиям:
где - номинальное напряжение автомата В;
где -номинальный ток автомата А;
-длительный расчетный ток линии А.
-номинальный ток теплового расцепителя А.
где -ток установки расцепителя защиты от короткого замыкания;
- пусковой ток двигателя с короткозамкнутым ротором.
Находим пусковой ток двигателя из выражения:
Выбранный автоматический выключатель соответствует условиям выбора.
Аналогично выбираем и автоматические выключатели QF1 и QF3 по справочнику производим выбор и производим расчеты его соответствия заданным параметрам выбора. Для QF1 выбираем автоматический выключатель BA47-63:
Основные технические данные ВА 47-63 3P 16 А:
Для QF3 выбираем автоматический выключатель BA47-63:
Основные технические данные ВА 47-63 2P 8А:
Для удобства крепления автоматических выключателей используем блок под автоматы – Щиток модульный пластиковый 3SD6: 8 модулей; степень защиты IP40.
2.3 Выбор теплового реле
Производим выбор теплового реле КК1.
По справочнику производим выбор теплового реле и производим расчеты его соответствия заданным параметрам выбора. Выбираем тепловое реле РТЛ-1007:
Предел регулировки номинального тока несрабатывания А
Мощность потребляемая одним полюсом реле Вт (не более)
Мощность электродвигателя при частоте 50Гц напряжении 380В.
Тепловое реле выбирают по номинальному току теплового элемента и номинальному току и пор напряжению сети:
где - номинальный ток реле А;
- номинальный ток двигателя А.
где - номинальное напряжение реле В;
- номинальное напряжение сети В.
Выбранное тепловое реле соответствует условиям выбора.
2.4 Выбор магнитных пускателей
По справочнику производим выбор магнитного пускателя KM1 и производим расчеты его соответствия заданным параметрам выбора. Выбираем магнитный пускатель ПМЛ 1100-10А
Ток для контактов главной цепи при напряжении 380В
Исполнение по степени защищенности
Номинальное напряжение катушки при частоте 50 Гц
Потребляемая мощность катушки при частоте 50 Гц:
Номинальный ток контактов вспомогательной цепи А
Номинальное напряжение по изоляции В
Выбор магнитных пускателей производится по:
)по номинальному напряжению сети:
где - номинальное напряжение катушки аппарата В;
) по номинальному току нагрузки силовых и вспомогательных контактов
где - номинальный ток аппарата для конкретного режима работы А;
номинальный ток длительный расчетный ток сети А.
Для силовых контактов:
Для вспомогательных контактов:
Для начала мы должны определить ток проходящий по вспомогательным контактам. В схеме управления видно что через контакт магнитного пускателя проходит ток только одной катушки второго магнитного пускателя и поэтому ток определяем по формуле зная потребляемая мощность катушки при включении:
где - мощность потребляемая катушкой при включении ВА.
) по номинальному напряжению силовых и вспомогательных контактов аппарата:
где - номинальное напряжение силовых контактов и вспомогательных В;
Аналогично выбираем и контакторы KM2 KM3 KM4 по справочнику производим выбор и производим расчеты его соответствия заданным параметрам выбора. Выбираем магнитные пускатели одного типа ПМЛ 2100-18:
2.5 Выбор кнопочных выключателей
По справочнику производим выбор кнопочных выключателей SB1 и SB2 и производим расчеты его соответствия заданным параметрам выбора. Выбираем кнопочных выключателей серии КЕ-011.
Основные технические данные КЕ-011
Максимальное напряжение переменного тока частотой 50Гц В
Максимальная сила тока А
Номинальная сила тока при напряжении 220 В А
Частота включений в час
Степень защиты выключателя со стороны управляющего элемента IP40 а со стороны контактного элемента IP00.
Для кнопки SB1 выбираем КЕ-011 исп.4 черный 1з цилиндр IP4010А 660В. Для кнопки SB2 выбираем КЕ-011 исп.5 красный 1з цилиндр IP4010А 660В.
2.6 Выбор предохранителя
По справочнику производим выбор предохранителя FU1 и производим расчеты его соответствия заданным параметрам выбора. Выбираем предохранитель ПРС-6 с плавкими вставками серии ПВД(Ш):
Номинальный ток основания(патрона) А
Номинальный ток плавкой вставки А
Выбор производится по следующим условиям
где - номинальное напряжение предохранителя В;
где - наибольший суммарный ток потребляемый катушками аппаратов при одновременной работе А;
- наибольший суммарный ток потребляемый при включении катушек одновременно включаемых аппаратов А.
Производим расчет наибольшего суммарного тока потребляемого катушками аппаратов при одновременной работе:
где - потребляемый ток катушки магнитного пускателя КМ1 при его работе А;
- потребляемый ток катушки магнитного пускателя КМ2 KM4 при его работе А.
Ток катушек определяем по формуле:
где - потребляемая мощность катушки ВА;
- номинальное напряжение катушки В.
где - потребляемый ток катушки магнитного пускателя КМ1 при включении А;
- потребляемый ток катушки магнитного пускателя КМ2 KM4 при включении А;
где - потребляемая мощность катушки при включении ВА;
Плавкий предохранитель соответствует условиям выбора.
2.7 Выбор блока зажимов
Выбор блока зажимов производим в соответствии с рекомендациями [7].
Блок зажимов выбирается по следующим параметрам:
где Uном. — номинальное напряжение блока зажимов;
Uнагр - номинальное линейное напряжение сети 380В.
где Iном. - номинальный ток блока зажимов;
Iном.нагр - номинальный ток нагрузки (длительный расчетный ток линии).
Выбираем блоки зажимов XT1 XT2 XT3 типа Б324-4П16-ВВ-10 со следующими параметрами:
Номинальное напряжение поспер В
Количество зажимов шт
Номинальное сечение зажима
2.8 Выбор светосигнальной аппаратуры
Для сигнализации о появлении напряжения в цепи будем использовать лампочки светосигнальные HL1 HL2 HL3 типа МН30-01-02 ГОСТ 2204-80 применяемыми как в цепях постоянного тока так и в цепях переменного тока со следующими параметрами:
2.9 Выбор конденсаторов и резисторов
Так как номинальное напряжение лампочки HL2 составляет 30 В то для включения на напряжение 380 В необходимо использовать дополнительный конденсатор (C1). Определим емкостное сопротивление конденсатора по формуле:
где Xc – сопротивление конденсатора;
UHL – номинальное напряжение лампочки;
IHL – номинальный ток лампочки.
Определим емкость конденсаторов С1 по формуле:
где С – емкость конденсатора;
Выбираем конденсатор С1 типа К50-35-0811-400В-22мкФ
Так как номинальной напряжение лампочек HL1 HL3 составляет 30 В то необходимо использовать дополнительны резистор.
Сопротивление резистора определим по формуле:
В соответствии со стандартным рядом E24 принимаем сопротивление 1300 Ом.
Определим мощность рассеиваемую на резисторе:
где P- мощность рассеиваемую на резисторе Вт;
Iлампочки- номинальный ток лампочки А;
Выбираем резистор R1 и R4 ПЭВ-20Вт 2000 Ом±10%
2.10 Выбор резисторов силовой цепи
Для того чтобы определить сопротивления зададимся определенной скоро-
стью и через электромеханическую характеристику определим сопротивления.
тогда добавочное сопротивление вводимое в цепь якоря равно:
Произведя расчеты получаем: R2=34Ом R3=12 Ом.
То R2=340 Вт R3=120 Вт. Выбираем резисторы R2 CР-50034 Ом 500Вт и R3 CР-500 12 Ом 500 Вт.
2.11 Выбор построечного резистора
В качестве построечного резистора выступает RP1. Определим максимальноe сопротивление построечного резистора исходя из максимального нагрузочного сопротивления для тахогенератора.
Максимальной нагрузкой для тахогенератора является нагрузка сопротивление которой составляет 10 Ом. Следовательно и сопротивление построечного резистора RP4=10 Ом. Выбираем ППБ-3Вт 10 Ом 400 В.
2.12 Выбор потенциометров.
Для осуществления регулирования потоков возбуждения в цепях обмоток возбуждения двигателей М1 М2 и генератора будем использовать потенциометры RP1 RP2 RP3 RP5. Ток не более величиной в 1 А протекает в обмотках возбуждения. Исходя из этого и в целях унификации выбираем потенциометры RP1-RP3 типа РПШ2-1 со следующими параметрами:
Номинальный ток 25 А;
Сопротивление при введенном состоянии 100 Ом.
2.13 Выбор измерительной аппаратуры
Измерительный прибор выбирается из условия что измеряемая величина не должна выходить за пределы его шкалы а также по роду тока измерительного прибора и способ его включения в электрическую цепь. Для упрощения монтажных работ и электрической схемы все далее выбранные измерительные приборы включаются в электрическую цепь непосредственно т.е. без дополнительных шунтов. Выбор измерительной аппаратуры производим в соответствии с рекомендациями [1].
Амперметр РА1 располагается в цепи питания якоря двигателя постоянного тока М1 по которой протекает ток величиной 10А Выбираем амперметры типа М2001 со следующими параметрами:
Диапазон измерений А
Амперметр PA2 расположен в цепи обмотки возбуждения машины постоянного тока М1 по которой протекает номинальный ток возбуждения 0.5 А. Выбираем амперметр PA2 типа М2001 со следующими параметрами:
Диапазон измерений мА
Амперметры PA3 РА4 расположены в цепи обмоток возбуждения нагрузочной машины и вспомогательной машины по которым протекает номинальный ток возбуждения 0.69 А. Выбираем амперметры PA3 PA4 типа М2001 со следующими параметрами:
Амперметр РА5 расположен в цепи питания двигателя постоянного тока М2 от генератора постоянного тока G1. Ток в этой цепи не превышает 93А. Поэтому выбираем амперметр типа М2001 со следующими параметрами:
Вольтметр PV1 расположен в цепи обмотки возбуждения машины постоянного тока М1 по которой напряжение составляет 75 В. Выбираем вольтметр М42301 со следующими параметрами:
Диапазон измерений В
Вольтметр PV2 расположен в цепи питания двигателя постоянного тока М2 от генератора постоянного тока G1. напряжение в этой цепи составляет 110 В. Выбираем вольтметр М42301 со следующими параметрами:
Определим напряжение тахогенератора BR1 пропорциональное номинальной частоте вращения двигателя М2 по формуле:
где BR – крутизна характеристики тахогенератора;
nнм1 – номинальная частота вращения двигателя М1.
Исходя из этого выбираем вольтметр PV3 вольтметр М42301 со следующими параметрами:
Вольтметр PV3 на стенде проградуирован в радс причем 1 радс соответствует 0.033 В.
2.14 Выбор разъемных соединений
Выбор разъемных соединений производим в соответствии с рекомендациями. Разъемные соединения выбираются по следующим параметрам:
где Uном — номинальное напряжение разъема;
Uном.нагр - номинальное напряжение нагрузки;
где Iном - номинальный ток разъема;
Iном.нагр - номинальный ток нагрузки (длительный расчетный ток линии).
Выбираем комплект разъемных соединений штырь–гнездо для разьемных соединений XP1 и XS1 выбираем разъем (соединитель) ШР20ПК4ЭШ25 – штыревой и ШР20ПК4ЭГ25 – гнездо со следующими параметрами:
Номинальный суммарный ток А
Количество контактов шт
Диаметр контактов мм
Выбираем комплект разъемных соединений штырь–гнездо для разъемного соединения XP2 и XS2 XP3 и XS3 выбираем разъем(соединитель) ШР28ПК7ЭШ25 – штыревой и ШР28ПК7ЭГ25 – гнездо со следующими параметрами:
2.15 Выбор выключателей
Выбор выключателей производим в соответствии с рекомендациями. Выключатели выбираются по следующим параметрам:
где Uном — номинальное напряжение выключателя;
где Iном - номинальный ток выключателя;
В качестве выключателей SA1 SA2 SA3 SA4 SA5 SA6 SA7 пакетные выключатели типа ПВ1-16М3 исп1. с номинальными параметрами:
3 Описание работы схемы
Схема электрическая принципиальная АЭПЗ 00.00.000 Э3 представлена в графической части курсового проекта. Подача напряжения на лабораторную установку производится путем включения автоматических выключателей QF1 QF2 и QF3. При этом QF1 питает преобразователь от которого в свою очередь происходит питание цепи двигателя постоянного тока М1 (испытуемая машина) QF2 питают цепь обмоток возбуждения машин постоянного тока М1(испытуемая машина) М2 (нагрузочная машина) и генератор постоянного напряжения G1. Автоматический выключатель QF3 служит для подачи переменного напряжения в цепь питания асинхронного двигателя М3 (гонная машина). Сигналом появления напряжения в цепи переменного тока является свечение лампочки HL2 в цепях постоянного тока HL1 HL3.
Лабораторная установка позволяет снимать статические характеристики во всех квадрантах плоскости ().
Лабораторная установка позволяет снимать следующие характеристики: естественная; реостатные при введении добавочного сопротивления в цепь якоря; искусственные при пониженном напряжении на якоре двигателя; искусственные при шунтировании якоря.
Снятия искусственных характеристик производится с помощью изменением параметров исследуемого двигателя.
Основные действия выполняемые при снятии всех требуемых характеристик: Включаем автоматы QF1 QF2 QF3 включаем пакетные выключатели SA2 SA3 SA4 питания обмоток возбуждения при нажатии кнопки SB1 запускаем гонный двигатель М3 он в свою очередь начинает вращать генератор G1 который вырабатывает необходимое напряжение для питания нагрузочной машины М2 которая в свою очередь создает нагрузочный момент на испытуемом двигателе М1. С помощью потенциометра RP2 изменяем ток возбуждения обмотки возбуждения генератора G1(ОВ) и устанавливаем номинальную частоту вращения соответствующую частоте вращения испытуемого двигателя М1. Частоту вращения мы увидим на проградуированном вольтметре PV3 подключенным через тахогенератор BR1. Включаем пакетные выключатели SA1 питания якорной цепи испытуемой машины М1. При помощи пакетных выключателей SA6 и SA7 подаем питание на катушки магнитных пускателей КМ4 и КМ3 и выводим пусковые сопротивления R2 R3. Испытуемая машина в данный момент работает в номинальном режиме. Для снятия естественной характеристики необходимо снять показания с амперметра PA1 вольтметра PV1 и PV2. Ориентируясь этих показаний и используя формулы строим естественную характеристику испытуемой машины. На рисунке 1.3.1 приведен примерный вид характеристик.
Рисунок 1.3.1 – Искусственная характеристика.
Для снятия реостатных характеристик при введении добавочного сопротивления в цепь якоря выполняем все основные действия описанные выше. Далее при включении пакетного выключателя SA7 подаем питание на катушку магнитного пускателя КМ4 соответственно этим вводим добавочное сопротивление R2 в цепь якоря. Снимаем показания с амперметра PA1 вольтметра PV1 и PV2. Ориентируясь этих показаний и используя формулы строим первую реостатную характеристику испытуемой машины. Повторяем все те же действия только вводим в цепь якоря добавочное сопротивление R3 и строим характеристику. На рисунке 1.3.2 приведен примерный вид характеристик.
Рисунок 1.3.2 – Реостатные характеристик при введении добавочного сопротивления в цепь якоря.
Для снятия искусственных характеристик при понижении напряжения на якоре двигателя выполняем все основные действия описанные выше. После чего при помощи широтно-импульсного преобразователя UZ1 уменьшаем напряжение в цепи якоря испытуемой машины каждое значение напряжения соответствует виду характеристики. Снимаем показания с амперметра PA1 вольтметра PV1 и PV2. Ориентируясь этих показаний и используя формулы строим искусственную характеристику испытуемой машины. На рисунке 1.3.3 приведен примерный вид характеристик.
Рисунок 1.3.3 – Искусственные характеристике при понижении напряжения на якоре..
Для снятия искусственных характеристик при шунтировании якоря двигателя выполняем все основные действия описанные выше. Для снятия данной характеристики необходимо наличие в цепи якоря добавочного сопротивления в нашем случае вводим в цепь R3 после чего включаем пакетный выключатель SA5 магнитный пускатель срабатывает и замыкает свой контакт в цепи шунта сопротивления потенциометра RP4. После чего передвигая фишку потенциометра RP4 в различные положения в сторону уменьшения сопротивления. Снимаем показания с амперметра PA1 вольтметра PV1 и PV2. Ориентируясь этих показаний и используя формулы строим искусственную характеристику испытуемой машины. На рисунке 13.4 приведен примерный вид характеристик.
Рисунок 1.3.4 – Искусственные характеристике при шунтировании якоря.
Разработка схемы электрических соединений
1 Выбор прокладки проводов и кабелей
Трасса прокладки проводов и кабелей выбираются с учетом наименьшего расхода кабеля и обеспечения его сохранности от механических повреждений коррозий и вибрации. При размещении проводников избегают перекрещивания их друг с другом. Для обеспечения более безопасного проведения эксперимента все выходные кабели по возможности следует прокладывать в тех местах где не требуется постоянного присутствия людей во время работы. Это защитит кабель от дополнительных механических повреждений а рабочий персонал от возможных поражений тока.
Линии выполняются таким образом чтобы в процессе монтажа и эксплуатации было исключено возникновения в них опасных механических напряжений и повреждений.
Защита от блуждающих токов и коррозий должна удовлетворять требованиям ПУЭ СНиП-III-23-75.
Кабеля 1-3 и жгуты 1- 6 будут прокладывать в рукавах гибких металлических.
2 Расчет допустимых по нагреву токовых нагрузок на монтажных проводах и кабелей
Расчёт сечения проводов и кабелей осуществляется тремя способами:
по допустимому нагреву;
по допустимой потере напряжения;
по механической прочности.
В нашем случае расчёт на нагрев является определяющим. При прохождении по проводнику электрического тока выделяется тепло и проводник нагревает-
ся. Количество выделенного тепла в проводнике:
где Q- количество тепла выделяющее в проводнике;
r - сопротивление проводника Ом;
t - время прохождения тока с.
Нагрев изолированных проводов не должен быть выше определённого предела т.к. изоляция при сильном нагреве может обуглиться и даже загореться. Для безаварийной работы проводов и кабелей нормами установлена предельно допустимая температура нагрева (60 – 80 о С) в зависимости от типа изоляции условий монтажа и температуры окружающей среды. Применяя эти установки а также зная максимальную силу тока в проводе по таблицам выбирают сечение проводника. Сечение проводника всегда выбирают равным или большим чем расчётное значение тока нагрузки.
Сечение проводов и кабелей по допустимой потере напряжения определяют главным образом для осветительных сетей. Для силовых сетей этот метод применяют лишь при сравнительно большой их протяжённости. В нашем случае длина проводников сравнительно мала поэтому данный расчет проводить не будем.
Исходя из механической прочности при креплении на винт сечение проводника не должно быть менее 1.5 мм2.
Максимальный ток который может протекать в лабораторном стенде при нормальной работе не учитывая пусковых токов двигателей протекает по цепи питания обмотки якоря испытуемой машины и составляет он 10 А. все остальные токи протекающие в данной схеме меньше этого значения..
Допустимые длительные токовые нагрузки соответствует принятым нагрузкам в ПУЭ и требованиям к допустимым рабочим температурам нагрева токопроводящих жил в соответствии с ГОСТ 18409-73 ГОСТ 18410-73.
3 Выбор монтажных проводов и кабелей
Для соединения гонного асинхронного электродвигателя М3 преобразователя UZ1 соответственно всех аппаратов по средству которых они подключаются к сети для соединения электрических аппаратов в цепи управления в цепях питания обмоток возбуждения электрических машин для подключения измерительных приборов потенциометров добавочных сопротивлений светосигнальной аппаратуры а также для подключения цепей питания якорей электрических машин выбираем провода монтажные с волокнистой и ПВХ изоляцией марки МГШВ 1*15 ТУ16.505.437-82 со следующими характеристиками:
Допустимый длительный ток А
Допустимое напряжение поспер В
Электрическое сопротивление 1 км жилы Ом
Максимальный наружный диаметр провода мм
Токопроводящие жилы изготавливают из луженой медной проволоки обмотанной электроизоляционным шелком с ПВХ изоляцией. Сопротивления изоляции не менее 20 МОм.
Для заземляющих проводников в соответствии с ПУЭ будем использовать кабель судовые с медными жилами с резиновой изоляцией в оболочке из маслостойкой резины не распространяющей горения марки КНР 1*4 ГОСТ 7866.1-78 со следующими характеристиками:
Максимальный наружный диаметр кабеля мм
Токопроводящие жилы изготавливаются медными круглыми многопроволочными. Сопротивление изоляции не менее 100Мом.
Для соединения машинного агрегата М1 с пультом управления от блока зажимов XT1 до разъема XP1 будем использовать кабель марки КНР 7*15 ГОСТ 7866.1-78 со следующими характеристиками:
Для соединения машинного агрегата G1 М2 М3 с пультом управления от блока зажимов XT1 до разъема XP2 и от XT2 до разъема XP3 будем использовать кабель марки КНР 10*15 ГОСТ 7866.1-78 со следующими характеристиками:
Для подачи переменного напряжения величиной 380В к лабораторному стенду будем использовать кабель марки КНР 4*4 ГОСТ 7866.1-78 со следующими характеристиками:
Для подачи постоянного напряжения величиной 110В к лабораторному стенду будем использовать кабель марки КНР 2*4 ГОСТ 7866.1-78 со следующими характеристиками:
Количества резервных жил кабелей и проводников жгута выбираем не менее двух. Кроме тех кабелей которые будем использовать для подачи переменного и постоянного напряжения на стенд в них выбор производим ориентируясь на действительное необходимое число жил.
Разработка сборочного чертежа
1Компоновка электрооборудования стенда
При компоновке пульта управления руководствовались следующими положениями:
приборы должны располагаться в последовательности определяемой технологическим процессом их показания должны считываться слева направо или сверху вниз;
аппаратуру следует размещать исходя из удобства наблюдения за показаниями и их обслуживанием;
необходимо выдержать принцип объединения аппаратуры по функциональному признаку;
следует соблюдать принцип соответствия перемещения органа управления перемещению указателя прибора;
при размещении приборов необходимо учитывать расстояние между их шкалами и оператором находящимся на своем рабочем месте;
в непосредственной близости от органов управления и переключения должны располагаться надписи показывающие назначение прибора.
Компоновка электрооборудования стенда произведем следующим образом (показано на АЭПЗ 962.00.00.000 СБ). Исследуемый двигатель М1 - нагрузочный двигатель М2 со встроенным тахогенератором BR1 генератор G1 - гонный двигатель М3 образуют электромашинный агрегат. Данный машинный агрегат предварительно соединен с блоками зажимов XT1 и XT2 а далее через разъемные соединения XP1 и XS1 XP2 и XS2 XP3 и XS3 соединен с пультом управления. Все остальные элементы находятся в пульте управления.
На лицевой части передней панели пульта управления размещены элементы необходимые для непосредственного доступа при проведении экспериментов. К таким элементам относятся: автоматические выключатели QF1 QF2 QF3 лампочки HL1 HL2 HL2 кнопочные выключатели SB1 SB2 электроизмерительные приборы амперметры PA1-PA4 вольтметры PV1-PV3 потенциометры RP1-RP5 пакетные выключатели SA1-SA7. Сбоку панели разместим штепсельные разъемы XP1 и XS1 XP2 и XS2 XP3 и XS3 через которые осуществляются связь с электромашинным агрегатом.
В нутрии пульта управления устанавливаются пускатели KM1-KM4 широтно-импульсный преобразовательUZ1 добавочные сопротивления R2 R3 вводимые в цепь якоря двигателя М1 сопротивления R1 R4 и конденсатор С1цепей светосигнальной аппаратуры а также блок зажимов XT1 к которому подводится постоянное величиной 110 В и переменное величиной 380 В напряжения.
2 Монтаж электрооборудования
Монтаж частей элементов подразделяются на электрический и механический. Под электрическим монтажом понимается соединения элементов с помощью проводов и кабелей согласно схеме электрической принципиальной (АЭПЗ 962.00.00.000Э3). Под механическим монтажом понимается механическое соединения элементов с корпусом стенда.
Монтаж электромашинного агрегата.
Двигатель М1 М2 М3 и генератор G1устанавливаются на подставки и крепятся с помощью винтов и гаек к тумбе. Подставка для двигателя М3 чуть больше чем для всех остальных так как высота оси вращения у нее меньше у машин М1 М2 и G1 h=100мм а у М3 h=71мм. Двигатель М3 крепиться на подставке которая установлена на тумбе. Валы двигателей М1 М2 и М3 G1 соединены между собой с помощью муфт.
Провода выходящие из кабельных коробок двигателей соединяются с помощью коробок разъемов. Двигатели необходимо заземлить.
Монтаж пульта к тумбе осуществляется с помощью винтов. Через блок зажимов XT3 который крепится к нижней панели винтами в пульт поступает постоянное и переменное напряжения. Электромашинный агрегат подключается к пульту через блоки зажимов XT1 XT2 от которых отходят кабеля 123 которые соединены с разъемными соединениями XP1 и XS1 XP2 и XS2 XP3 и XS3 которые непосредственно закреплены на боковой панели пульта.
Перед монтажом контакторов проверяют соответствие их напряжения с напряжению сети а также соответствия номинального тока контактора тока электродвигателя. Устанавливать выводами вверх. Конструкции крепятся винтами. Резисторы R1-R4 и потенциометры RP1-RP5 к стенду крепятся с помощью винтов. Сопротивления изоляции должно быть в холодном состоянии не менее 10Мом в нагретом состоянии не менее 3 Мом.
Выключатели автоматические устанавливаются в автоматный блок этот блок крепится в внешней стороне пульта управления. Допускается присоединение медных и алюминиевых проводов 1.5-4мм сечением.
К зажиму контактного блока кнопочных выключателей можно присоединять два медных провода сечением до 1.5мм или один алюминиевый провод сечением 2.5 мм. Пакетные выключатели необходимо устанавливать в доступном месте крепятся при помощи винтов.
Крепления электроизмерительных приборов к щиту производится при помощи пластин. Приборы при монтаже следует располагать вдали от источников сильных электрических и магнитных полей. Подключение должно производится с соблюдением полярности показаний приборов.
Также при помощи пластин крепятся лампочки (HL).
Электромонтажные работы должны производится согласно требованиям утвержденными в установленном порядке а также в соответствии правилам ТБ охраны труда и правилами противопожарной охраны.
Сначала выставляем тумбы на котором будут крепится двигатели. Далее монтируем электромашинный агрегат с помощью болтов и гаек. Двигатели устанавливаем на определенном уровне и стыкуем при помощи муфт. Провода из клемных коробок двигателей соединяем в соответствующих блоках зажимов. Заземляем электромеханический агрегат.
Монтаж электрооборудования пульта управления ведется в заранее изготовленный корпус. Так автоматические выключатели QF1-QF3 устанавливаются в специальный автоматный блок размеры которого указаны в технических условиях и крепятся при помощи четырех винтов. Переключатели SA1-SA7 - в прямоугольные отверстия размеры которых указаны в технических условиях и крепится при помощи винтов. Измерительная аппаратура (вольтметры и амперметры) крепятся в квадратные отверстия размеры которых указаны в технических условиях на данный аппарат. Потенциометры RP1-RP5 крепятся поверх наружной панели стенда четырьмя винтами. Магнитные пускатели и контактор крепятся на основании корпуса винтами в соответствии с техническими требованиями. Вводной блок зажимов ХТ3 - также на основании корпуса двумя винтами. Держатель предохранителя FU1 крепится двумя винтами в соответствии с чертежами. Разъемные соединения XS1-XS3 устанавливаются в боковой панели корпуса в соответствии с чертежами и крепятся при помощи четырех винтов в соответствии с техническими требованиями. Крепление остальных приборов и аппаратов полностью соответствует чертежам графической части проекта.
В данной курсовой работе я произвел проектирование лабораторного стенда для исследования статических характеристик двигателя постоянного независимого возбуждения в соответствии с вариантом задания. Произвел детальное описание мною разработанной схемы выбор требуемых аппаратов для силовой цепи и цепи управления. С помощью программного продукта AutoCAD2007— двух- и трёхмерная система автоматизированного проектирования и черчения графическую часть задания начертил схему электрическую принципиальную лабораторного стенда сборочный чертеж стенда и пульта управления разработал необходимую документацию.
При выполнении данной курсовой я получил более хорошие практические навыки выполнения соответствующих работ и закрепил теоретические знания принципа работы электрических аппаратов электрических машин принципа проектирования данного типа оборудования их свойств и возможностей осуществления управления электрическим приводом.
Чиликин М. Г. Общий курс электропривода М. Г. Чиликин
А. С. Сандлер. – М.: Энергия 1981. – 476 с.
В.П. Андреев Ю.А. Сабинин. Основы электропривода. 1963 772 с.
Кацман М.М. Справочник по электрическим машинам часть 1 и 2. 2005 480 с.
Кацман М.М. Электрические машины. 3- издание. 2001. 463 с.
Чунихин А. А. Электрические аппараты А. А. Чунихин. – М.: Энергоатомиздат 1988. – 648 с.
Розанов Ю.К. Электрические и электронные аппараты: учебник для вузовПод ред.Ю.К.Розанова. – М.:Энергоатомиздат 1998. – 745с.
Алиев И.И. Абрамов М.Б. Электрические аппараты справочник. 2004 – 256 с.
Электрические и Электронные аппараты. Методические указания к курсовому проектированию для студентов специальности 1-53 01 05 «Автоматизированные электроприводы» очной и заочной форм обучения. Могилев 2010 г. 33 с.
Коваль А. С. Выбор низковольтных электрических аппаратов А. С. Коваль. – Могилев 1992.
Александров К.К. Кузьмина Е.Г. Электрические чертежи и схемы. 1990.-288 с.
Усатенко С.Т. Каченюк Т.К. Терехова М.В. Выполнение электрических схем по ЕСКД: Справочник. 1989.-325 с.
Леневский Г.С. Использование стандартов в дипломном и курсовом проектировании. – Могилев 2005. – 36 с.

Министерство образования Республики Беларусь.doc

Министерство образования Республики Беларусь
ГУВПО «БЕЛОРУССКО-РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра «Электропривод и АПУ»
по дисциплине: «Основы инженерного проектирования в специальности»
Проектирование лабораторного стенда для исследования статических характеристик двигателя постоянного тока с независимым возбуждением (Вариант 144)
студент группы АЭПЗ-101

Стенд лабораторный сборочный чертеж А2.dwg

Стенд лабораторный. Сборочный чертеж
АЭПЗ 962.00.00.000 СБ
ГУ ВПО "Белорусско-Российский университет" гр.АЭПЗ-101
Пульт управления АЭПЗ 962.00.10.000 СБ
*- Размеры для справок 1. Обозначение элементов соответствует схеме электрической принципиальной АЭПЗ 962.00.00.000 Э3 2. Монтаж выполняется согласно схеме электрических соединений АЭПЗ 962.00.00.000 Э4