Практическая работа № 6

Цель работы: научиться производить расчёт рабочего и пускового токов электродвигателя и выбирать пускозащитную аппаратуру для одиночных и групповых электроприемников.

Задание: рассчитать рабочий и пусковой токи электродвигателя и выбрать пускатели и автоматические выключатели для одного электроприемников и группы электроприемников.

Методика расчёта: в общепромышленных установках для управления и защиты применяются: - для прямого пуска: контакторы, пускатели, автоматические выключатели; для плавного пуска – устройства плавного пуска, тиристорные преобразователи тока, напряжения и частоты.

Промышленность выпускает большой ассортимент пускателей прямого пуска – пускатели серий ПМЕ, ПМА, ПМЛ, ПМ, а также автоматы серии ВА, ВДА и другие. Используются также аппараты зарубежных производителей: Siemens, Schneider Electric, ЕВВ и др.

В настоящем примере в качестве оборудования применяются пускатели ПМЛ и автоматы серии ВА.

Пример.

Задание.

1. Выбрать электродвигатели

2. Произвести расчёт и выбор аппаратов управления и защиты для следующих электроприемников:

а) металлорежущий станок

б) вентилятор приточно-вытяжной

Технические данные электродвигателей оформить в виде таблицы:

Таблица 1 - Технические данные электроприемников  

Решение:

1. Выбираем из справочного пособия (Алиев И.И. Справочник по электротехнике и электрооборудованию, табл.7.3.1) электродвигатель, соответствующий заданным условиям. При выборе электродвигателя скорость вращения не учитывается, можно взять любую. Записываем из справочника паспортные данные электроприемников и заносим в таблицу.

Таблица 1 - Технические данные электроприемников  

2. Рассчитываем рабочий и пусковой токи двигателей:

2.1 двигатель металлорежущего станка

I_{ном 1}  = ___ Р_ном × 1000_____ = ___ 30 × 1000________ = 52,4 А

              √3 × U_ном × сosφ × η     √3 × 380 × 0,88 × 0,92

I_{раб 1} = 1,1 × 52,4 = 62 А

I_{пуск 1} = I_раб × К_п = 62 × 5,7 = 353,4 А

2.2 двигатель вентилятора

I_{ном 2} = ___ Р_ном × 1000_____ = ___ 55 × 1000______ = 103,3 А

      √3 × U_ном × сosφ × η     √3 × 380 × 0,9 × 0,9

I_{раб 2} = 1,1 × 103,3 = 113,6 А

I_{пуск 2} = I_раб × К_п = 113,6 × 5,5 = 625 А

3. Принимаем для управления и защиты двигателя пускатель с тепловым реле, поскольку в соответствии с требованиями ПУЭ данные установки необходимо защищать от токовых (тепловых) перегрузок.

3.1. Для электропривода металлорежущего станка принимаем пускатель нереверсивный типа ПМЛ, с тепловым реле для защиты от перегрузок, с кнопками и сигнальными лампами на номинальный ток ≥ 62 А.

а) ток уставки теплового реле принимается на 5% больше рабочего тока электродвигателя:

I_{ут 1}  = 1,05 × I_{раб 1} = 1,05 × 62 = 65,1 А.

    Пускатели маркируются четырьмя цифрами, каждая из которых обозначает:

1 – номинальный ток,

2 – реверсивность, наличие реле

3 – наличие корпуса и сигнальных ламп,

4 – катушку переменного или постоянного тока, наличие вспомогательных контактов.

   Из таблицы (Приложение А) выбираем подходящий пускатель и маркируем его: подходит пускатель 4-ой величины (первая цифра – 4) на номинальный ток 63 А (63> 62).

  Выбираем вторую цифру: нам необходимо наличие теплового реле, реверсивность необязательна – этому соответствует цифра 2.

  Выбираем третью цифру: цифра 2 соответствует наличию корпуса и сигнальных ламп, принимаем цифру 2.

  Выбираем четвертую цифру: переменному току соответствует любая цифра от 0 до 5. Принимаем цифру 2.

  Таким образом, мы приняли тип пускателя: ПМЛ - 4222 - нереверсивный, т. е. состоящий из одного контактора, с тепловым реле, защитное исполнения IP54, для переменного тока.

3.2. Для электропривода вентилятора принимаем пускатель реверсивный типа ПМЛ, с тепловым реле для защиты от перегрузок, с кнопками и сигнальными лампами на номинальный ток ≥ 113,6 А.

а) ток уставки теплового реле принимается на 5% больше рабочего тока электродвигателя:

I_{ут 2}  = 1,05 × I_{раб 2} = 1,05 × 113,6 = 119,3А.

   Из таблицы (Приложение А) выбираем подходящий пускатель и маркируем его: подходит пускатель 6-ой величины (первая цифра – 6) на номинальный ток 125 А (125> 113,6).

  Выбираем вторую цифру: нам необходимо наличие реверсивности и теплового реле – этому соответствует цифра 4.

  Выбираем третью цифру: цифра 2 соответствует наличию корпуса и сигнальных ламп, принимаем цифру 2.

  Выбираем четвертую цифру: переменному току соответствует любая цифра от 0 до 5. Принимаем цифру 2.

  Таким образом, мы приняли тип пускателя: ПМЛ - 6422 - реверсивный, т. е. состоящий из двух контакторов, с тепловым реле, защитное исполнения IP54, для переменного тока.

4. Выбираем автоматические выключатели для защиты от токов короткого замыкания. (Приложение Б)

4.1 Для металлорежущего станка принимаем автомат серии ВА трехполюсный, так как двигатель трехфазный.  

Номинальный ток главных контактов автомата должен быть больше рабочего тока электродвигателя: I _{ном авт. 1} ≥ I _{раб 1.}

Из таблицы (Приложение Б) выбираем автоматический выключатель с номинальным током главных контактов 100 А. (100> 62). Подходит выключатель серии ВА-51Г-31

Номинальный ток расцепителя также должен быть больше рабочего тока электродвигателя: I _{ном расц. 1} ≥ I _{раб 1}.

  Выбираем расцепитель автомата с номинальным током 63 А (63> 62).

  Выбираем ток отсечки автомата. Ток отсечки должен быть большепускового тока:

I _{отс. 1} ≥ I_{пуск. 1} (I_{пуск. 1} = 353,4 А).

  Для данного автомата имеются 3 ступени отсечки, имеющие кратность 3,7 и 10 номинальных токов расцепителя. Путем подбора ближайшего большего значения умножаем номинальный ток расцепителя на кратность 3, 7 и 10:

а) 63 × 3 = 183 А; б) 63 × 7 = 441 А; в) 63 ×10 = 630 А

  Из расчета видно, что число 183 не подходит, так как оно меньше, чем 353,4, но подходят числа 441 и 630, однако ближе к 353,4 число 441. Принимаем ток отсечки 441 А, так как 441> 353,4.

  Окончательно принимаем автомат ВА-51Г-31-100-63-441 с номинальным током главных контактов I_{ном авт.1} = 100 А, с током расцепителя I _{ном расц. 1} = 63 А, и с током отсечки I _{отс. 1} = 441 А.

4.2 Для вентилятора принимаем автомат серии ВА трехполюсный, так как двигатель трехфазный.  

Номинальный ток главных контактов автомата должен быть больше рабочего тока электродвигателя: I _{ном авт. 2} ≥ I _{раб 2.}

Из таблицы (Приложение Б) выбираем автоматический выключатель с номинальным током главных контактов 160 А. (160> 113,6). Подходит выключатель серии ВА-51Г-33.

Номинальный ток расцепителя также должен быть больше рабочего тока электродвигателя: I _{ном расц. 2} ≥ I _{раб 2}.

  Выбираем расцепитель автомата с номинальным током 125 А (125> 113,6).

  Выбираем ток отсечки автомата. Ток отсечки должен быть больше пускового тока:

I _{отс. 2} ≥ I_{пуск. 2} (I_{пуск. 2} = 625 А).

  Для данного автомата имеется 1 ступени отсечки, имеющая кратность 10 номинальных токов расцепителя. Умножаем номинальный ток расцепителя на кратность 10: 125 × 10 = 1250 А

  Принимаем ток отсечки 1250 А, так как 1250> 625.

  Окончательно принимаем автомат ВА-51Г-33-160-125-1250 с номинальным током главных контактов I_{ном авт.2} = 160 А, с током расцепителя I _{ном расц. 2} = 125 А, и с током отсечки

I _{отс. 2} = 1250 А.

5. Автомат для всей группы

5.1. Номинальный ток автомата:

I_{ном.авт.групп.} ≥ Σ I_раб. = 62 + 113,6 = 175,6 А. Выбираем автомат с номинальным током 250 А: ВА-51 -35.

Номинальный ток автомата: I_{ном.авт.} = 250 А, (250>176,5).

Ток расцепителя: I _{ном.расц} = 200 А (200 > 175,6).

9.2. Ток отсечки группового автомата:

I _{отс. групп.} ≥ I _{пуск.макс.} + I _ном. = 625 + 62 = 687А. 

Принимаем большее ближайшее значение:

I _{отс.групп.} = 12 × 250 = 3000 А (3000> 687)

Варианты заданий: