2015-07-03
5556
В данном пункте производится выбор всех электрических аппаратов силовой цепи и схемы управления. При выборе аппаратов предпочтение необходимо отдавать наиболее современным типам аппаратов.
Ток главных контактов пускателей, коммутирующих электродвигатели можно рассчитать по следующей формуле:
A (2.4)
где 
– номинальная мощность электродвигателя, кВт;
– напряжение, кВ;
cos 
– коэффициент мощности;
– КПД двигателя.
Рассчитаем ток в цепи электродвигателя привода главного движения М1 по формуле [2.4]:
А
Определим ток в электродвигателе привода гидравлики М2 по формуле [2.4]:
А
Рассчитаем ток в цепи насоса смазки М3 и охлаждения М4 по формуле [2.4]:
А
Определим ток цепи в цепи электродвигателя шнека М4 по формуле [2.1]:
А
Определим ток цепи в цепи электродвигателя ускоренного перемещения М5 по формуле (2.1):
А
Рассчитаем ток в цепи насоса охлаждения М6 по формуле [2.4]:
А
Определим ток цепи в цепи электродвигателя периодической передвижки фрезы М6 по формуле [2.1]:
А
|
|
|
Коммутацию силовой цепью осуществляют магнитные пускатели КМ1…КМ12. Тип магнитного пускателя и его основные параметры приведены в таблице [2.1].
Результат выбора магнитных пускателей. Таблица 2.1
| Позиционные обозначения и типы | Напряжение главных контакторов, В | Ток главных контакторов, А | Число главных контакто-ров, зам/разм | Число вспомога- тельных контактов, зам/разм | Напряже-ние катушки, В | |
| КМ1 ПМЛ-1210 ПКЛ-22М | Треб. | 4,5 | 3/0 | 2/0 | ||
| Выбр. | 3/0 | 3/2 | ||||
| КМ2 ПМЛ-1210 ПКЛ-22М | Треб. | 8,6 | 3/0 | 3/1 | ||
| Выбр. | 3/0 | 3/2 | ||||
| КМ3 ПМЛ-1210 ПКЛ-11М | Треб. | 8,6 | 3/0 | 1/1 | ||
| Выбр. | 3/0 | 2/1 | ||||
| КМ4 ПМЛ-2210 ПКЛ-22М | Треб. | 24,6 | 3/0 | 2/2 | ||
| Выбр. | 3/0 | 3\2 | ||||
| КМ5 ПМЛ-2210 ПКЛ-22М | Треб. | 24,6 | 3/0 | 2/2 | ||
| Выбр. | 3/0 | 3/2 | ||||
| КМ6 ПМЛ-1210 | Треб. | 0,26 | 3/0 | 1/0 | ||
| Выбр. | 3/0 | 1/0 | ||||
| КМ7 ПМЛ-2210 ПКЛ-22М | Треб. | 24,6 | 3/0 | 1/2 | ||
| Выбр. | 3/0 | 3/2 | ||||
| КМ8 ПМЛ-2210 ПКЛ-22М | Треб. | 24,6 | 3/0 | 3/2 | ||
| Выбр. | 3/0 | 3/2 | ||||
| КМ9 ПМЛ-2210 ПКЛ-22М | Треб. | 24,6 | 3/0 | 2/2 | ||
| Выбр. | 3/0 | 3/2 | ||||
| КМ10 ПМЛ-2210 ПКЛ-22М | Треб. | 24,6 | 3/0 | 0/2 | ||
| Выбр. | 3/0 | 2/2 | ||||
| КМ11 ПМЛ-1210 ПКЛ-22М | Треб. | 1,19 | 3/0 | 1/1 | ||
| КМ12 ПМЛ-1210 ПКЛ-11М | Треб. | 1,19 | 3/0 | 1/1 | ||
| Выбр. | 3/0 | 2/1 |
Выбор промежуточных реле
Произведем выбор промежуточных реле К1…К20, коммутирующие цепи управления. Выбираем реле серии РПЛ и приставки с дополнительными контактами серии ПКЛ. Серия и основные параметры приведены в нижеуказанной таблице [2.2].
Результаты выбора промежуточных реле Таблица 2.2
|
|
|
| Позиционные Обозначения и типы | Число замыкающих контактов | Число Размыкающих контактов | Напряжение катушки, В | Степень защиты | |
| К1 РПЛ-122М ПКЛ-22М (2/2) | Треб. | IP20 | |||
| Выбр. | |||||
| К2 РПЛ-122М ПКЛ-11М (1/1) | Треб | IP20 | |||
| Выбр. | |||||
| К3 РПЛ-140М ПКЛ-11М | Треб | IP20 | |||
| Выбр. | |||||
| К4 РПЛ-122М ПКЛ-11М (1/1) | Треб. | IP20 | |||
| Выбр. | |||||
| К5 РПЛ-140М ПКЛ-22М (2/2) | Треб | IP20 | |||
| Выбр. | |||||
| К6 РПЛ-122М ПКЛ-22М (2/2) | Треб | IP20 | |||
| Выбр. | |||||
| К7 РПЛ-131М ПКЛ-22М (2/2) | Треб. | IP20 | |||
| Выбр. | |||||
| К8 РПЛ-122М ПКЛ-22М (2/2) | Треб | IP20 | |||
| Выбр. | |||||
| К9 РПЛ-131М ПКЛ-22М (2/2) | Треб | IP20 | |||
| Выбр. | |||||
| К10 РПЛ-122М ПКЛ-22М (2/2) | Треб | IP20 | |||
| Выбр. |
Продолжение таблицы 2.2
| К11 РПЛ-140М ПКЛ-11М (1/1) | Треб. | IP20 | |||
| Выбр. | |||||
| К12 РПЛ-130М ПКЛ-22М (2/2) ПКЛ-20М (2/0) | Треб | IP20 | |||
| Выбр. | |||||
| К13 РПЛ-140М ПКЛ-11М (1/1) | Треб | IP20 | |||
| Выбр. | |||||
| К14 РПЛ-140М ПКЛ-22М (2/2) | Треб. | IP20 | |||
| Выбр. | |||||
| К15 РПЛ-131М ПКЛ-22М (2/2) ПКЛ-20М (2/0) | Треб | IP20 | |||
| Выбр. | |||||
| К16 РПЛ-140М ПКЛ-22М (2/2) | Треб | IP20 | |||
| Выбр. | |||||
| К17 РПЛ-131М ПКЛ-22М (2/2) ПКЛ-20М (1/0) | Треб. | IP20 | |||
| Выбр. | |||||
| К18 РПЛ-122М ПКЛ-11М (1/1) | Треб | IP20 | |||
| Выбр. | |||||
| К19 РПЛ-131М ПКЛ-22М (2/2) | Треб | IP20 | |||
| Выбр. | |||||
| К20 РПЛ-131М | Треб. | IP20 | |||
| Выбр. |
Выбор сигнальных ламп и ламп местного освещения
Выбор элементов сигнализации и местного освещения выполняется по условиям:
- величины рабочего напряжения (должно соответствовать напряжению цепей, в которых установлена лампа);
- выполняемых функций (размер, цвет лампы, излучаемый световой поток);
- экономичности (минимальное потребление электрической энергии).
Для сигнальной арматуры HL1…HL11 выбираем полупроводниковые светодиоды марки СКЛ-1, рассчитанные на напряжение от 3 до 380 В, номинальный ток 20 мА. Характеризуются очень маленьким потреблением мощности, имеют множество преимуществ по сравнению с лампами с нитью накала (габариты, излучаемый световой поток, устойчивость к вибрации, свойство самонагревания и др.).
Для местного освещения EL1 выбираем лампу марки ЛОН-40 (исполнение 2), питающуюся от понижающегося трансформатора 380/24 Т1, рассчитанная на напряжение от 127 до 220 В, 50 Гц, мощностью 40 Вт. Световой поток лампы составляет 420 мЛ. Для освещения электрошкафа EL2 выбираем лампу марки МО24-4, мощность лампы 40 Вт, световой поток 450 мЛ, средняя продолжительность горения 1000 ч.
Таблица 2.3
Функции и обозначение сигнальной и местной осветительной арматуры
| Обозначение на схеме | Наименование | Цвет плафона | Назначение |
| НL1 | Лампа сигнальная | Белый | Вводной автомат включен |
| НL2 | Лампа сигнальная | Зеленый | Гидропривод, смазка станка и шнек включены |
| НL3 | Лампа сигнальная | Зеленый | Есть давление в системе гидравлики |
| НL4 | Лампа сигнальная | Зеленый | Есть давление в системе смазки |
| НL5 | Лампа сигнальная | Зеленый | Радиальная подача включена |
| НL6 | Лампа сигнальная | Синий | Конечный выключатель SQ2 нажат |
| НL7 | Лампа сигнальная | Синий | Конечный выключатель SQ3 нажат |
| НL8 | Лампа сигнальная | Синий | Конечный выключатель SQ6 нажат |
| НL9 | Лампа сигнальная | Зеленый | Вертикальная подача вниз включена |
| НL10 | Лампа сигнальная | Зеленый | Вертикальная подача вверх включена |
| НL11 | Лампа сигнальная | Зеленый | Осевая передвижка фрезы включена |
| EL1 | Лампа освещения | - | Освещение электрошкафа |
| EL2 | Лампа освещения | - | Освещение станка |
Выбор аппаратов ручного управления
|
|
|
К аппаратам ручного управления относятся кнопки управления, выключатели, переключатели, конечные и концевые выключатели.
В цепи освещения электрошкафа установлен переключатель SA1. Определим длительный расчетный ток цепи Iдлит при мощности лампы 40 Вт. Мощность трансформатора Т1 24 В.
А (2.6)
Выбираем переключатель серии ПЕ011-У3 (исполнение 1) с рукояткой на два положения, номинальным током 6,3 А.
Для расчета аппаратов в цепи управления определим длительный расчетный ток в цепях управления по следующей формуле:
А (2.7)
где 
– наибольшая суммарная мощность, потребляемая аппаратами цепей управления при одновременной работе, В*А;
Uном – напряжение цепи управления.
Максимальное количество одновременно включаемых аппаратов – шесть магнитных пускателей (3 – 1-й величины 8 В*А, 3 – 3-й величины 20 В*А), промежуточных реле – двенадцать 8 В*А, лампа местного освещения 40 Вт, полупроводниковые светодиоды – 9 (так как их установленная мощность не значительна в расчетах их не учитываем). Произведем расчеты цепи управления, питающейся от понижающего трансформатора Т3, по формуле [2.7]:
А
Произведем расчеты цепи управления, питающейся от понижающего трансформатора Т2, зная заранее ток электромагнитов (0,46 А):
А
Следовательно общий ток цепи управления, питающейся от трансформатора Т2, составляет 9,3 А. Выбираем из каталога выключатели серии КЕ, ТВ и ПВ, так как они полностью подходят по допустимому току (10 А). Основные характеристики выключателей приведены в таблице [2.4], [2.5], [2.6].
Результаты выбора кнопок управления серии КЕ Таблица 2.4
| Позиционные обозначения и типы | Номинальное Напряжение, В | Номинальный ток, А | Цвет толкателя | Число контактов, зам./разм. | Степень защиты | |
| SB1 KE-011У3 Исп.4 | Треб. | 2,04 | зеленый | 1/0 | IP44 | |
| Выбр. | зеленый | 1/0 | IP44 | |||
| SB2 KE-011У3 Исп.5 | Треб. | 2,04 | красный | 0/1 | IP44 | |
| Выбр. | красный | 0/1 | IP44 | |||
| SB3 KE-011У3 Исп.4 | Треб. | 9,3 | черный | 1/0 | IP44 | |
| Выбр. | черный | 1/0 | IP44 | |||
| SB4 KE-011У3 Исп.5 | Треб. | 9,3 | красный | 1/0 | IP44 | |
| Выбр. | красный | 1/0 | IP44 | |||
| SB5 KE-011У3 Исп.2 | Треб. | 9,3 | черный | 1/0 | IP44 | |
| Выбр. | черный | 1/0 | IP44 | |||
| SB6 KE-011У3 Исп.5 | Треб. | 9,3 | красный | 0/1 | IP44 | |
| Выбр. | красный | 0/1 | IP44 | |||
| SB7 KE-011У3 Исп.4 | Треб. | 9,3 | черный | 0/1 | IP44 | |
| Выбр. | красный | 0/1 | IP44 | |||
| SB8…SB11 KE-011У3 Исп.2 | Треб. | 9,3…24 | 9.3 | желтый | 1/1 | IP44 |
| желтый | 1/1 | IP44 | ||||
| SB12 KE-011У3 Исп.4 | Треб. | 2,04 | желтый | 1/0 | IP44 | |
| Выбр. | желтый | 1/0 | IP44 | |||
| SB13 KE-011У3 Исп.5 | Треб. | 2,04 | красный | 0/1 | IP44 | |
| Выбр. | красный | 0/1 | IP44 | |||
| SB14 KE-011У3 Исп.4 | Треб. | 2,04 | желтый | 1/0 | IP44 | |
| Выбр. | желтый | 1/0 | IP44 |
Результаты выбора микропереключателей Таблица 2.5
|
|
|
| Позиционные обозначения и типы | Номинальный ток, А | Номинальное Напряжение, В | |
| SA1 ПЕ011-У3 Исп.1 (2 зам.) | Треб. | 1,6 | |
| Выбр. | |||
| SA2… SA5 ТВ1-2 | Треб. | 2,04…9,3 | 24…110 |
| Выбр. | |||
| SA6.1… SA6.2 ПВ2-10 | Треб. | 9,3 | |
| Выбр. | |||
| SA7.1… SA7.2 ПВ2-10 | Треб. | 9,3 | |
| Выбр. | |||
| SA8.1… SA8.2 ПВ2-10 | Треб. | 9,3 | |
| Выбр. | |||
| SA8.3 ПВ2-10 | Треб. | 2,04 | |
| Выбр. | |||
| SA8.4 ПВ2-10 | Треб. | 9,3 | |
| Выбр. | |||
| SA8.5… SA8.6 ПВ3-10 | Треб. | 9,3 | |
| Выбр. | |||
| SA9.1 ПВ3-10 | Треб. | 2,04 | |
| Выбр. | |||
| SA9.2 ПВ5-10 | Треб. | 9,3 | |
| Выбр. | |||
| SA9.3 ПВ3-10 | Треб. | 9,3 | |
| Выбр. | |||
| SA9.4 ПВ5-10 | Треб. | 9,3 | |
| Выбр. | |||
| SA9.5… SA9.6 ПВ2-10 | Треб. | 9,3 | |
| Выбр. |
Продолжение таблицы 2.5
| SA9.7… SA9.8 ПВ3-10 | Треб. | 2,04 | |
| Выбр. | |||
| SA10 ТВ1-2 | Треб. | 2,04 | |
| Выбр. | |||
| SA12… SA13 ПВ3-10 | Треб. | 2,04 | |
| Выбр. |
Выбор трансформаторов
Для питания цепей управления и сигнализации сложных схем, с целью повышения надежности работы электрических аппаратов и обеспечения более безопасного обслуживания электрооборудования, применяют понижающие трансформаторы.
При выборе номинальной мощности трансформатора следует исходить из следующих условий: номинальная мощность Рном трансформатора должна быть равна или больше максимальной мощности, потребляемой включенными аппаратами одновременно.
Мощность трансформатора для цепей управления определяется по следующей формуле: 
Вт (2.8)
где 
– наибольшее число одновременно включенных аппаратов;
– мощность, потребляемая каждым отдельным включенным аппаратом (берется из каталога);
– число одновременно включаемых аппаратов при наибольшем числе включенных;
– мощность, потребляемая каждым аппаратом при включении – пусковая мощность (берется из каталога – не учитываются лампочки и аппараты постоянного тока, так как они не имеют пускового тока).
Определим мощность трансформатора Т3. Рассчитаем мощность потребляемую обмоткой цепи управления. Одновременно в схеме управления включено три магнитных пускателя мощностью 8 В*А и три мощностью 20 В*А, одновременно включаемых – один пускатель с пусковой мощностью 68 В*А. определим мощность по формуле [2.8]:
В*А
Рассчитываем мощность трансформатора по формуле:
В*А (2.9)
Мощность электромагнитов в цепи управления составляет 30 Вт, мощность лампы 40 Вт. Подставим значения в формулу [2.9]:
В*А
По полученным расчетам выбираем трансформатор серии ОСМ1-0,16У3; напряжение первичной обмотки 220/380, мощность 0,16 кВА.
Аналогично произведем выбор трансформаторов Т2.
В*А
Рассчитываем мощность трансформатора по формуле [2.9], зная заранее мощность электромагнитов 30 Вт, светодиодных ламп 4,8 Вт.
В*А
Выбираем трансформатор серии ОСМ1-0,16У3; напряжением первичной обмотки 220/380, мощность 0,16 кВА. Аналогично выбирается трансформатор Т1.
Выбор элементов преобразователей
Преобразователи используются для преобразования рода тока (переменный – постоянный) и частоты питающей сети в иное значение. Основу преобразователей составляют силовые полупроводниковые приборы – диоды, тиристоры, транзисторы.
В схеме используются диоды VD1…VD4 для питания электромагнитов постоянного тока.
Из справочника выбраны диоды марки Д215Б с эксплуатационными параметрами:
Обратное напряжение – 200 В; средний прямой ток – 5 А.
