Разработка схемы электрической принципиальной электроавтоматики сверлильного станка 2С132

ЭЗ ТСА_Ринат.cdw

1.cdw

на пспечатку.cdw

ТСА_Ринат.doc

Уфимский Государственный Авиационный Технический Университет
Разработка схемы электрической принципиальной электроавтоматики сверлильного станка
Цель работы: Изучение основ теории электроавтоматики конструкции элементов принципов построения электрических схем и выбора элементов.
1 Выбор реверсивного магнитного двигателя 5
2 Выбор магнитного пускателя 5
3 Расчет автоматического выключателя .7
4 Расчет и выбор трансформатора .. 7
4.1 Цепь управления 7
4.2 Цепь сигнализации ..8
5 Расчет плавких предохранителей 9
6 Расчет плавких предохранителей в первичной
обмотке трансформатора ..10
7 Расчет плавких предохранителей в цепи управления 10
8 Расчет плавких предохранителей в цепи сигнализации .11
Пуск двигателя осуществляется нажатием кнопки SB2 (вращение по часовой стрелке). В это время срабатывает катушка контактора КМ1 которая своими контактами шунтирует кнопку ПУСК (SB2) и одновременно подключает электродвигатель к промышленной сети.
Стоп двигателя осуществляется нажатием кнопки SB1(СТОП) что приводит к разрыву цепи управления. В зависимости от того какой контакт закнут: КМ1 или КМ2 происходит их разрыв – т.к. магнитные реле КМ1 или КМ2 обесточиваются.
Реверс двигателя осуществляется нажатием кнопки SB3 если вращение происходит по часовой стрелке; либо нажатием кнопки SB2 если вращение происходит против часовой стрелки. Рассмотрим первый случай. При нажатии кнопки SB3 срабатывает реле КМ2 что приводит к шунтированию кнопки SB3(пуск двигателя в направлении вращения против часовой стрелки) и одновременному разрыву цепи реверса(цепи кнопки SB2). Этот эффект называется электрической блокировкой. Реверс во втором случае осуществляется аналогично.
Защита питающей сети от короткого замыкания реализована с помощью элемента QF(выключатель автоматический) плавких предохранителей FU1 и FU2 а также с помощью трансформатора Т.
Защита цепи управления и цепи сигнализации от короткого замыкания реализована при помощи плавких предохранителей FU2 и FU3 а также при помощи трансформатора Т.
Защита электродвигателя от кратковременных и длительных перегрузок осуществляется при помощи теплового реле KF контакторы которого внесены в силовую цепь электродвигателя.
Защита от повторного включения реализована при помощи реле КМ1 и КМ2. При обесточивании силовой цепи а вслед за ней цепи управления эти элементы размыкают контакторы КМ1 и КМ2 что не позволит включиться электроустановке при появлении тока в питающей сети.
Отключение установки для безопасного ведения ремонтных профилактических работ в силовой цепи электродвигателя осуществляется при помощи автоматического выключателя QF и контакторов КМ1 и КМ2.
Сигнализация режимов работы реализовано при помощи цепи сигнализации в которую входят лампа индикации наличия напряжения в питающей сети(СЕТЬ) HL1 лампа индикации вращения электродвигателя по часовой стрелке HL2 а также лампа индикации вращения электродвигателя против часовой стрелки HL3.
Аварийное отключение оператором осуществляется при помощи кнопки аварийного отключения (грибовидный толкатель) SB4 которая подобно кнопке СТОП обесточивает цепь управления а затем и силовую цепь электродвигателя.
Блокировка от неправильных действий оператора реализована при помощи конечного выключателя SQ. Для того чтобы оградить оператора от его вмешательства в силовую цепь и в цепь управления при включенной электроустановке на дверцу этой электроустановки внесен конечный выключатель. При открытии дверцы конечный выключатель размыкает цепь управления что приводит к полному обесточивании всей электроустановки.
Электродвигатель 4А160М2У3 изготовляется на номинальные напряжения 380660В и частоту сети 50Гц по степени защиты изготовляются в 2-х исполнениях: IP-44 – закрытое исполнение и IP-23 – защищенное.
Структура условных обозначений электродвигателей: 4-порядковый номер серии; А – вид электродвигателя (асинхронный) исполнение электродвигателя по способу защиты от воздействия окружающей среды – закрытое обдуваемое; 160 – высоты осей вращения; установочный размер по длине станины – М; У3 – климатическое исполнение и категория размещения по ГОСТ 15150-6У.
Технические данные асинхронного электродвигателя 4А160М2У3 основного исполнения при Uн = 380В.
2 Магнитный пускатель
Магнитные пускатели – аппараты дистанционного управления трехфазными асинхронными электродвигателями. Они совмещают в себе функции пуска остановки и защиты от перегрузки и понижения напряжения (нулевая защита). Реверсивные магнитные пускатели состоят из двух контакторов (вперед – назад) и тепловые реле смонтированных в общем корпусе. Реверсивные магнитные пускатели имеют механическую блокировку между контакторами чем исключается их одновременное включение.
В сетях напряжением 380В пускатели ПАЕ предназначаются для управления электродвигателями мощностью 17÷75кВт.
В данной работе применяется пускатель ПАЕ-314. В пускателях серии ПАЕ-300 для тепловой защиты рекомендуется использовать тепловое реле ТРН-40.
Технические данные магнитного пускателя ПАЕ-314
Исполнение по назначению
Число контактов главной цепи
Наибольшее число блок-контактов
Номинальная сила тока продолжительного режима контактов гл. цепи А до 380В
Номинальная сила тока теплового элемента А
3 Автоматический выключатель
Двух и трехполюсные автоматы снабжаются тепловыми и электромагнитными расцепителями в каждом полюсе и отключают одновременно все цепи при срабатывании любого из расцепителей.
В данной работе применяется автоматический выключатель А3710Б. А3710Б – расшифровка условного обозначения : А – автоматический 3710 – условный номер разработки.
Технические данные А3710Б
Виды расцепителей максимального тока
Ток уставки расцепителя А
Iтепл.расц.уст-ки = 160А.
Iэл.м.расц.уст-ки = 400А.
Для питания цепей управления сигнализации и освещения целесообразно использовать один трансформатор с двумя вторичными обмотками на 110В и 36В. Выбор трансформатора осуществляется по суммарной мощности его вторичных обмоток. Для этого необходимо отдельно вычислить требуемую мощность в цепи управления в цепи освещения и сигнализации и в цепи динамического торможения.
4.1. Цепь управления.
Номинальная мощность вторичной обмотки трансформатора для цепи управления рассчитывается по формуле:
или Sн>cosφр* Spi+cosφвSbi
где Spi – номинальная мощность работающих аппаратов
Sbi – пусковая мощность включаемых аппаратов
сosφр – (0.2÷0.4) – работающих аппаратов
cosφв - (0.6÷0.8) – включаемых аппаратов
n – число работающих электрических аппаратов
m – число включаемых аппаратов
Sупр = [0.6*(Iкм1+Iк1)]*110 = 0.6*(2.4+0.15) = 0.168кВА
Sосв = [Iном*0.2+0.6*(I пуск*2)]*36 = [0.1*0.2+0.6*(1*2)]*36 = 0.044кВА.
4.2. Цепь сигнализации.
Мощность включения ламп сигнализации практически не отличается от номинальной мощности то требуемая мощность получается сложением номинальных мощностей всех одновременно работающих ламп. В качестве работающих ламп выберем лампу КМ-24-90.
Технические данные лампы КМ – 24 – 90
Тип осветительного устройства
Номинальная мощность Вт
Светосигнальные устройства серии АС предназначены для световой сигнализации (предупреждающей аварийной положения и т.д.) в стационарных уставках на напряжение 24 36 48 60 110 127 220 230 240 380 400 440В постоянного и переменного тока частотой 50 и 60Гц.
Типовое обозначение светосигнального устройства для сигнальных ламп серии АС расшифровывается следующим образом: обозначение серии : К – для коммутирующих ламп О – с плоским светофильтром. Размеры светящейся поверхности 01 - 10 О – с патроном для коммутирующих ламп.
Трансформатор выбирается так чтобы мощность его вторичных обмоток были не меньше требуемых. Этому условию удовлетворяет трансформатор типа ОСМ – 0.25.
Технические данные трансформатора ОСМ – 0.25.
Номинальная мощность кВА
Номинальное напряжение
Обмоток В управления 2
Трансформаторы изготавливаются в соответствии с ГОСТ 16710-76 с типовым обозначением ОСМ – однофазные сухие многоцелевого назначения.
5 Плавкие предохранители
Однополосные предохранители серии ПРС предназначены для защиты промышленного электрооборудования и сетей низкого напряжения от перегрузок и токов короткого замыкания в уставках переменного тока напряжением до 380В частотой 50 и 60Гц и постоянного тока напряжением до 440В. Предохранители предназначены для работы при температуре окружающего воздуха от -40 до +40 С и относительной влажности не более 90%.
5.1 Расчет плавких предохранителей в первичной обмотке трансформатора.
Номинальная мощность трансформатора – 250 ВА.
Номинальное напряжение трансформатора –380В.
Значит номинальный ток трансформатора проходящий через трансформаторы FU1:
IFU1 = P11 = 250ВА110В = 2.27 А.
Выбираем предохранитель ПРС – 6 – П.
Номинальная сила тока предохранителя – 6А.
Номинальная сила тока плавких вставок – 1 2А.
5.2 Расчет плавких предохранителей в цепи управления.
Номинальная мощность вторичной обмотки цепи управления – 0.19 кВА.
Номинальное напряжение вторичной обмотки цепи управления – 110В.
Выбор плавкой вставки осуществляется из условия:
Iвст.н ≥ Iрасч.у*(1.1÷1.25)
где Iрасч.у = Iа.вкл + Iа.раб – расчетный ток цепи управления
Iа.вкл – сумма включаемых (пусковых) токов обмоток пускателя и промежуточных реле
Iа.раб – сумма работающих токов.
Iрасч.у = Iа.вкл + Iа.раб = Iпкм1+Iпк1+Iпк2+Iкм1+Iк1+Iк2 = 2.4+4.5+4.5+0.15+0.3+0.3 = 12.15А.
Iвст.н ≥ Iрасч.у*(1.1÷1.25) = 1.2*12.15 = 14.58А.
Выбираем плавкий предохранитель ПРС – 20 – П.
Номинальная сила тока предохранительного режима предохранителя – 20А.
Номинальная сила тока продолжительного режима плавких вставок – 10 16 20А.
Iвст.н = 16А – номинальный ток плавкой вставки для FU2.
3. Расчет плавких предохранителей в цепи сигнализации.
Одновременно могут работать 3 лампы:
Iрасч = 3*(Iл.пуск + Iл.ном) = 3*(1+0.1) = 3.3А.
В качестве плавкого предохранителя выбираем ПРС – 6 – П.
Iплав.вставки = 4А – номинальная сила тока плавкой вставки для FU4.
Михайлов О.М. Стоколов В.Е. «Электрические аппараты и средства автоматизации» Учебник для ВУЗов. – М.; Машиностроение 1982 – 183с ;
Алиев И.И. Справочник по электрической технике. М. Высшая школа 2000г.
Справочник по автоматизированному электроприводу Под ред. В.А.Елисеева и А.В.Шинянского – М; Энергоатомиздат 1983 – 616с;

готово.cdw

Перечень элементов.doc

Выключатель автоматический
Кнопка управления КЕ021У3
Кнопка управления КЕ011У3
Кнопка аварийного отключения
Предохранитель плавкий
Реле тепловое ТРН-40
Трансформатор напряжения
Устр-во сигнальное АСКО 020
Электродвигатель 4А160М2У3