Разработка схемы электрической принципиальной реверсивного пуска электродвигателя

123.SPW

Text.doc

Министерство образования Российской Федерации
Уфимский Государственный Авиационный Технический Университет
Расчётно-графическая работа
«Технические средства автоматизации»
«Разработка схемы электрической
принципиальной реверсивного
пуска электродвигателя»
Cоставить задание на разработку схемы электрической принципиальной.
Схема должна реализовывать следующие функции:
1) Осуществлять пуск стоп реверс электродвигателя.
2) Защиту питающей сети от короткого замыкания внутри промышленной установки.
3) Защиту электрической машины от кратковременных и длительных перегрузок.
4) Защиту от повторного включения (нуль-защиту).
5) Отключение обеспечивающее безопасное ведение ремонтных и профилактических работ в силовой цепи электродвигателя.
6) Сигнализацию режимов и блокировки.
7) Систему аварийного отключения оператором.
8) Гальваническую развязку силовых цепей и цепей управления.
9) Решать вопросы по заданию преподавателя-консультанта.
Обсудить и утвердить задание у преподавателя-консультанта.
Выполнить описание принципа работы схемы.
Произвести расчеты необходимые для:
1) Выбора элементов реализующих функции схемы 1.1-1.9.
2) Выбора устройства (блока) питания элементов электроавтоматики.
Обосновать выбор всех элементов схемы.
Оформить графическую часть (схему электрическую принципиальную) и текстовую часть расчётной работы согласно системе ЕСКД. Объем графической части 05-1 листа A3 пояснительной записки 10-15 страниц. Тип документации - рабочий.
Описание работы схемы5
Выбор элементов электроавтоматики6
1 Выбор электродвигателя7
2 Выбор магнитного пускателя8
2 Выбор автоматического выключателя9
3 Выбор сигнализации режимов работы10
4 Выбор кнопок управления11
5 Выбор трансформатора12
6 Выбор предохранителей13
Успехи современного общества во многом определяются степенью автоматизации производственных процессов которые невозможны без использования электрических аппаратов. Электрические аппараты автоматики подразделяются на два класса: статические функционирование которых не связано с перемещением их основных частей и электромеханические основанные на использовании этого перемещения. Как статические так и электромеханические аппараты осуществляют управление потоком энергии от источника к приемнику производят коммутацию стабилизацию регулирование и преобразование электрического тока. Основное внимание в данной работе уделено электромеханическим аппаратам анализу их применения и расчета.
Целью данного курсового проекта является:
- разработка электрической принципиальной схемы силовой цепи питания электродвигателя;
- выбор используемых электрических аппаратов и обоснование их путем расчета параметров;
- разработка электрической принципиальной схемы цепи управления двигателем обеспечивающей его реверсирование с блокировкой размыкающими контактами контакторов и кнопок управления;
- разработка схемы питания защиты сигнализации освещения;
- разработка схемы торможения противовключением;
- составление перечня элементов схемы.
Описание работы схемы
При включении «Автомата» зажигается лампа «Сеть». Для пуска двигателя необходимо нажать кнопку SB3 – «Пуск вперёд». При этом через катушку КМ1 потечёт ток и якорь притянется к сердечнику. Это приведёт к замыканию главных контактов пускателя. Одновременно замыкается вспомогательный контакт КМ 1.1 который создаёт параллельную цепь питания катушки. Вспомогательный контакт КМ 1.2 размыкается что исключает возможность пуска «Назад». Вспомогательный контакт КМ 1.3 замыкается и зажигается сигнальная лампа HL2 «Вперёд».
Для остановки двигателя необходимо нажать кнопку SB1 – «Стоп» что приведёт к разрыву цепи самопитания и отключению катушки пускателя.
Для изменения направления вращения двигателя служит катушка КМ-2 которая при срабатывании (SB4 – «Пуск назад») замыкает главные контакты таким образом что изменяется порядок чередования фаз в силовой цепи двигателя.
Тепловое реле КК служит для защиты двигателя от перегрева при кратковременных и длительных перегрузках которое при срабатывании размыкает цепь питания катушки пускателя.
Автоматический выключатель предназначен для защиты установки от короткого замыкания.
При аварийных ситуациях необходимо оперативно отключать двигатель от сети поэтому в цепь управления устанавливают красную кнопку с грибовидным толкателем – «Аварийный стоп».
Выбор элементов электроавтоматики
1 Выбор электродвигателя
Электропривод ленточного конвейера:
Формула расчёта мощности:
Р – расчётная мощность электродвигателя кВт;
Q – производительность тч;
h – высота подъёмного груза м;
L1 – длина конвейера между барабанами м;
L2 – длина перемещения груза м;
V – скорость ленты мс;
- КПД передачи между двигателем и машиной;
k1 – коэффициент запаса на добавочные потери;
k2 – коэффициент учитывающий рост сопротивления при пуске;
A B C - коструктивные коэффициенты.
Параметры конвейера:
A=0.08B=0.13 C=1.5 k1=1.1 k2=1.3 h=3м Q=5 тч L1=20 мL2=18 м V=2 мс
Р дв. ном >= РрасчКПД
Выбираем двигатель с Рн>=3.91 кВт: 4А100S2У3
– порядковый номер серии
А – асинхронный исполнение закрытое обдуваемое
0 – высота оси вращения
S – установочные размеры по длине станины
У – для районов умеренного климата
– третьей категории размещения
Частота вращения n обмин
Номинальная мощность Р кВт
Р потр. из сети = Р на валуКПД дв = 40.865 = 4.62 кВт
Номинальный ток электродвигателя вычисляется по формуле:
где Iном - номинальньй ток электродвигателя А;
U – фазное напряжение В;
Подставив численные значения получаем:
Пусковой ток электродвигателя определяется по формуле:
После подстановки получаем следующее численное значение:
Iпуск=7.5*4.55=34.18 А
2 Выбор пускателя магнитного
Для управления установкой применен пускатель магнитный серии ПМЕ 124. Он предназначен для коммутации силовых цепей и оснащен тепловым реле для защиты от перегрузок электродвигателей переменного тока
Технические параметры пускателя магнитного серии ПМЕ 124 с тепловым реле реверсивный:
Число контактов главной цепи – 3;
Вспомогательных замыкающих – 2;
Вспомогательных размыкающих – 2;
Наибольшая мощность управляемого электродвигателя переменного тока 4.6 кВт;
I н ТРН-10 = 0.5 – 10 А
Износостойкость: механическая 5 млн циклов;
электрическая 0.5 млн циклов главных контактов
млн циклов блок-контактов;
Время включения 0.01 с;
Время отключения 0.015 с;
Степень защиты IР30;
Расчёт магнитного пускателя осуществляется по следующим формулам:
Iном.м.п.>=Iном.дв. где
Iном.м.п. - номинальный ток магнитного пускателя А;
Iном.дв. - номинальньй ток электродвигателя А
Подставив значения получим: 10>455 т.е. условие выполняется.
Iпред.м.п >= Iпуск.дв
где Iпред.м.п. - предельный включаемый ток А;
Iпуск.дв. - пусковой ток электродвигателя А
Подставив в данную формулу численные значения получим: 50>34.18
Условие выполняется выбранный магнитный пускатель удовлетворяет всем требованиям.
3 Выбор автоматического выключателя
Автоматические выключатели используются для защиты электрических цепей и установок от аварийных режимов работы и защиты людей от поражения электрическим током.
«Автомат» срабатывает мгновенно при достижении тока уставки:
Iу=10*I н дв=10*4.55=45.5 А
Выбираем автоматический выключатель с электромагнитным расцепителем АП-50;
Количество вспомогательных контактов:
Предельный ток отключения 0.3-2 кА;
Время отключения 0.02 с;
4 Выбор сигнализации режимов работы
В нашей установке имеется 3 лампы «Сеть» «Вперёд» «Назад».
Выбираем лампы КМ-24-90
Лампа HL2 – пуск «Вперёд»
Лампа HL3 – пуск «Назад»
5Выбор кнопок управления
Кнопки управления «Вперед» «Назад» и «Сеть» предназначены для пуска и останова технологической установки.
Кнопка «Аварийный стоп» (SB2) - КЕ021У3 исполнение 3
Масса 0.23 кг; Грибовидный толкатель.
6Выбор трансформатор
Трансформатор ОСМ-0.16 предназначен для питания цепей управления и сигнализации.
Мощность трансформатора должна удовлетворять следующему условию:
Рпо-номинальная мощность на первичной обмотке;
Рос-мощность обмотки сигнализации;
Роу- мощность обмотки управления.
Напряжение с обмотки сигнализации снимается на сигнальные лампы номинальной мощности 25 Вт. Одновременно могут гореть только 2 лампочки следовательно Poc=25*2=5 Bт.
Мощность обмотки управления будет максимальной в момент пуска пускателя и работы промежуточного реле: Роу=83 ВА.
Технические параметры трансформатора ОСМ-016
Наименование параметра
Номинальная мощность кВА
Вторичной обмотки управления
Вторичной обмотки сигнализации
Номинальное напряжение обмоток В
Ток холостого хода %
Напряжение короткого замыкания %
Электротехнический завод им.Козлова г.Минск
7 Выбор предохранителей
а) Для первичной обмотки трансформатора
Ток включения трансформатора определяется по формуле:
I н в=1.5*I н вкл где I н в – номинальный ток плавкой вставки
I н в = 1.5*0.52=0.78 А
Выбираем предохранитель ПРС-6П с плавкой вставкой на 1А.
б) Для цепи сигнализации:
I сигн=Р сигнU=524=0.2 А
I н в=I сигнК где К – коэффициент условий пуска (К=1)
в) Для цепи управления:
I цу=Рпускателя(U цу*cos)=83(110*0.4)=1.88 А
I н в>=I цуК К=1.3-1.6
Выбираем предохранитель ПРС-6П с плавкой вставкой на 2А.
В ходе выполнения курсового проекта я приобрел практические навыки в проектировании электроавтоматики технологического оборудования и выборе элементов. На основе полученных знаний разработал принципиальную электрическую схему реверсивного включения двигателя и его торможения в режиме противовключения.
Данная схема реализует все функции указанные в задании.
Б. В. Кузнецов МФ Сацукевич. Асинхронные двигатели и аппараты управления (Справочное пособие).-Минск: Беларусь 1982. -222с.
Михайлов О.П. Стоколов В.Е. Электрические аппараты и средства автоматизации. Учебник для вузов. -М: Машиностроение 1982. -183 с.
Таев И.С. Электрические аппараты управления: Учебник для вузов по специальности «Электрические аппараты». 2-е изд. перераб. и доп. – Высш. шк. 1984.-247с.
Харизоменов И.В. Электрооборудование станков и автоматических линий. М. Машиностроение 1977.
Чунихин А.А. Электрические аппараты: Общий курс. Учебник для вузов.-3-е изд. перераб. и доп. - М: Энфгоатомиздат 1988
Электротехнический справочник (в 3-х т.)Под общ. ред. М Г. Чиликина -М: Энергия 1972.
Электротехнический справочник (в 3-х т. )Под ред. Орлова И.Н.
Электрооборудование кузнечно-прессовых машин Справочник. М.: Машиностроение
Е.Н. Зимин; В.И. Яковлев Автоматическое управление эл.приводами.

SHEMA.CDW