5.2.2. Выбираем предварительный электродвигатель из справочника[2].
Тип электродвигателя : AHP160S2
Рном=15 кВт
Iн=15 А
µ=3000 об/мин
αmax=2,7
αmin=1,7
 =1,8
5.3 Затем проверим электродвигатель на перегрузочную способность:
5.3.1 Проверяем двигатель на возможность пуска:
Угловая скорость двигателя:
Угловая скорость машины:
Номинальный момент двигателя 
Максимальный момент сопротивления машины 
Момент сопротивления машины, приведенный к валу двигателя
Так как  пуск двигателя при нагрузке 15кВт обеспечен.
Монтаж электродвигателя
При монтаже электродвигателей необходимо выполнить определенный комплекс работ.
1.Осмотр двигателя.Проверить соответствие записи на металлической пластине, прикрепленной к корпусу двигателя, записям в техническом паспорте на этот двигатель. Затем приступить к осмотру двигателя. При этом необходимо проверить состояние наружной поверхности двигателя, обратив внимание на состояние покрытия, на отсутствие каких-либо повреждений (вмятин, трещин) на корпусе, подшипниковых щитах и крышках, на выходных концах вала; проверить наличие рым-болтов, заземляющих болтов, наличие и достаточность затяжки всех крепежных болтов на подшипниковых щитах и крышках, кожухе вентилятора, жалюзи, люках; снять крышку коробки выводов и проверить состояние клемм (шпилек) и достаточность затяжки гаек, крепящих наконечники выводов обмоток к шпилькам панели коробки выводов.
Необходимо проверить обозначение (маркировку) выводов электрической машины. В двигателях постоянного тока кроме перечисленного следует проверить: состояние коллектора (отсутствие вмятин, царапин, чистота поверхности); крепление щеточной траверсы; щеткодержатели (исправность пружин) и их шахматное расположение по длине коллектора; отсутствие сколов на щетках и притирку щеток к коллектору. Проверить затяжку крепящих болтов и других элементов двигателя.
В процессе осмотра поверхность машины следует протереть сухой тряпкой, а внутреннюю полость продуть сжатым воздухом.
2.Проверка свободного вращения вала "от руки". При повороте свободного конца вала ротор (якорь) двигателя должен вращаться без каких-либо задеваний (о чем свидетельствуют характерные звуки) и заклинивания. Ротор двигателя должен сделать несколько оборотов. Если имеют место
перечисленные неполадки, то это указывает на повреждения, полученные двигателем при транспортировке: нарушение воздушного зазора между статором и ротором (якорем), неполадки в подшипниках. В этом случае двигатель следует разобрать, найти и устранить повреждения.
3. Присоединение заземляющих проводов (шин).Заземляющих проводов должно быть не менее двух (по количеству заземляющих болтов на двигателе); место присоединения заземляющих проводов (шин) должно быть очищено от краски, ржавчины либо другого загрязнения.
4.Измерение сопротивления электрической изоляции обмоток. Известно, что электрическая изоляция обмоток электрической машины обладает гигроскопичностью (влагопоглощением), поэтому при продолжительном нахождении машины на складе либо другом помещении в изоляцию обмоток проникает влага и ее электрическое сопротивление резко снижается. В связи с этим, прежде чем включать двигатель в сеть, необходимо проверить электрическое сопротивление изоляции каждой обмотки относительно корпуса (земли) и сопротивление изоляции между обмотками. Нормы сопротивления изоляции установлены либо в стандартах (ГОСТ), либо в технических условиях (ТУ) на конкретные типы электрических машин с обязательным указанием температуры, при которой должны проводиться измерения.
В соответствии с правилами технической эксплуатации электроустановок (ПТЭ) при температуре изоляции, равной температуре окружающей среды, сопротивление изоляции обмоток низковольтных (Uном < 1000 В) машин переменного тока должно быть не менее 1 МОм, а машин постоянного тока - не менее 0,5 МОм. Измерение сопротивления изоляции выполняют измерительным прибором - мегомметром, состоящим из магнитоэлектрического генератора постоянного тока и омметра. Сопротивление изоляции обмоток с номинальным напряжением до 660 В надлежит измерять мегомметром напряжением 500 В, а для обмоток с более высоким номинальным напряжением - мегомметром с напряжением 1000 В; при номинальном напряжении обмотки 3000 В и выше применяют мегомметры с напряжением 2500 В. Если обмотка соединена с корпусом через конденсатор, то обмотку следует отсоединить от конденсатора.
5.Сушка электрической машины.Увлажненность изоляции обмоток устраняют сушкой при помощи индукционного, токового или внешнего нагрева. При индукционном нагреве вокруг корпуса двигателя наматывают кольцевую намагничивающую обмотку, которая подключается к источнику переменного тока. Переменное магнитное поле, созданное обмоткой, вызывает
индукционный нагрев, что и способствует ее сушке. Для более качественной сушки рекомендуется вынуть из машины ротор и сушить статор и ротор отдельно. Более простой - токовый метод сушки, при котором по обмоткам пропускают постоянный или переменный ток, который вызывает нагрев обмоток и сушку их изоляции. Для избежания перегрева обмоток (в случае, если машина неподвижна и отсутствует вентиляция) ток в обмотках не должен превышать 60 % от номинального значения тока данной обмотки. Возможен нагрев синхронных машин и машин постоянного тока при коротком замыкании обмоток и создании в них генераторного режима работы, вращая ротор (якорь) от приводного двигателя. В этом случае необходима регулировка тока в обмотке возбуждения и наличие комплекта измерительных приборов для контроля величины токов в обмотках.
6.Пробный пуск двигателя. Соединяют обмотки двигателя требуемым образом и подключают к клеммам коробки выводов двигателя провода от автоматического выключателя (автомата). Проверяют наличие в схеме питания двигателя защитных устройств и их настройку на параметры двигателя. Если подшипники двигателя имеют устройства для пополнения смазки, то следует залить смазку. Исходя из мощностей питающей сети и двигателя принимают решение о необходимости применения специальных методов пуска. Двигатель включают в сеть кратковременно (на 3 - 5 с), обратив внимание на направление вращения (соответствует ли оно указанному на двигателе), отсутствие посторонних шумов, состояние защитных устройств. Если никаких признаков неисправности не обнаружилось, то пуск в режиме холостого хода повторяют на более продолжительное время. При этом измеряют ток холостого хода двигателя, который не должен превышать указанный в документации на двигатель более чем на 10%.
Машина, поступившая на место монтажа в собранном виде, устанавливается на металлической раме, которая крепится на специальном фундаменте либо на том же основании, на котором расположена рабочая машина. Так как установочные размеры электродвигателя имеют допуски, при монтаже машины на металлической раме приходится пользоваться металлическими прокладками, которые следует заготовить заранее. После монтажа электродвигателя его пробно включают вхолостую в течение 1 ч двигатель останавливают и, ощупывая рукой, проверяют степень нагрева подшипников и лобовых частей обмоток. При отсутствии повышенного нагрева отдельных частей электродвигателя и неисправностей, препятствующих его нормальной эксплуатации, электродвигатель ставят под нагрузку на 5—6 ч, затем вновь останавливают и проверяют температуру нагрева обмоток и подшипников. Температура нагрева обмоток и подшипников качения не должна превышать 95°С при температуре окружающего воздуха 35 °С.
При повышенной вибрации производят дополнительное центрирование валов.
Расчет и выбор аппаратов управления и защиты электродвигателя
Аппараты управления электродвигателями предназначены для включения и отключения электрических двигателей, для их защиты, а также для изменения, регулирования и контроля различных параметров двигателя.
По принципу включения различают аппараты неавтоматического включения (рубильники, пакетные выключатели, барабанные, кулачковые, универсальные переключатели, реостаты, конечные выключатели и т. п.) и аппараты автоматического включения и отключения (автоматические выключатели, магнитные пускатели, реле, тиристорные пускатели и т. п.).
По исполнению аппараты делят на открытие, "защищенные, пылеводозащищенные, взрывозащищенные. Открытые аппараты устанавливают в шкафах или электротехнических помещениях — распределительных пунктах (РП). Шкафы и РП должны запираться замками. Защищенные аппараты устанавливают в сухих и влажных отапливаемых помещениях; пылеводозащищенные аппараты монтируют в пыльных, сырых или особо сырых помещениях и наружных установках. Взрывозащищенные аппараты применяют во взрывоопасных помещениях.
Для управления асинхронными двигателями мощностью до 75 кВт используют магнитные пускатели. Магнитные пускатели обладают рядом достоинств по сравнению с другими пусковыми аппаратами. Пускатели обеспечивают дистанционное или автоматическое управление электроприводом, осуществляют защиту от длительных перегрузок, от глубоких снижений напряжения или исчезновения напряжения. Они допускают кратковременное включение 10-кратного тока и отключение 8-кратного тока. Частота включений— 600 циклов в час, общее число включений превышает 1 млн. Обеспечивается безопасность оперативного персонала, который выполняет переключения лишь в цепи управления магнитного пускателя. Выбор аппаратов защиты (предохранителей, автоматов) выполняется с учетом следующих основных требований:
1. Номинальный ток и напряжение аппарата защиты должны соответствовать расчетному длительному току и напряжению электрической цепи.
2. Номинальные токи расцепителей автоматических выключателей и плавких вставок предохранителей необходимо выбирать по возможности меньшими по длительным расчетным токам с округлением до ближайшего большего стандартного значения.
3. Аппараты защиты не должны отключать установку при кратковременных перегрузках, возникающих в условиях нормальной работы, например, при пусках электродвигателей.
4. Время действия аппаратов защиты должно быть по возможности меньшим, и должна быть обеспечена селективность (избирательность), действия зашиты при последовательном расположении аппаратов защит в электрической цепи.
5. Ток защитного аппарата (номинальный ток плавкой вставки, номинальный ток или ток срабатывания расцепителя автомата) должен быть согласован с допустимым током защищаемого проводника.
6. Аппараты зашиты должны обеспечивать надежное отключение в конце защищаемого участка двух- и трехфазных КЗ при всех видах режима работы нейтрали сетей, а также однофазных КЗ в сетях с глухозаземленной нейтрлью.
Для выбора пускозащитной аппаратуры электродвигателя для начала рассчитаем номинальный ток двигателя:
Iн=
Где Pн — номинальная мощность двигателя, кВт;
Uн — номинальный напряжение двигателя, В;
 — Номинальный коэффициент полезного действия двигателя;
cos — номинальный коэффициент мощности двигателя.
Iн= = =27 А
Выбираем тип вводного автоматического выключателя из условий:
Iа.в..≥Iр
Iобщ.=73,6А 73,6*1,1=90 А
Автоматический выключатель ВА57-35 Iн=100А 90<100А
Пусковой ток электродвигателя:
Iпуск=7*29,7=208A
Номинальный ток магнитного пускателя и расцепителя выбираем из условия:
Поэтому для электродвигателя выбираем магнитный пускатель с номинальным током 30 А т.е. ПМА 3200 с тепловым реле РТТ
Выбранный пускатель проверяем на коммутационную способность:
 30А> 28,7А условие выполняется.
На рисунке 2 показана монтажная схема пускателя ПМЕ-213. Рассмотрим работу схемы в динамике. Включаем питание QF - автоматическим выключателем, нажимаем кнопку «Пуск» своим нормально разомкнутым контактом подает напряжение на катушку КМ1 - магнитного пускателя.
КМ1 – магнитный пускатель срабатывает и своими нормально разомкнутыми, силовыми контактами подает напряжение на двигатель. Для того чтобы не удерживать кнопку «Пуск», чтобы двигатель работал, нужно ее зашунтировать, нормально разомкнутым блок контактом КМ1 – магнитного пускателя. При срабатывании пускателя блок контакт замыкается и можно отпустить кнопку «Пуск» ток побежит через блок контакт на КМ1 - катушку. Такую схему называют схемой самоблокировки. Она обеспечивает так называемую нулевую защиту электродвигателя. Если в процессе работы электродвигателя напряжение в сети исчезнет или значительно снизится (обычно более чем на 40% от номинального значения), то магнитный пускатель отключается и его вспомогательный контакт размыкается.
Рис. 2. Монтажная схема пускателя
После восстановления напряжения для включения электродвигателя необходимо повторно нажать кнопку «Пуск». Нулевая защита предотвращает непредвиденный, самопроизвольный пуск электродвигателя, который может привести к аварии. Аппараты ручного управления (рубильники, конечные выключатели) нулевой защитой не обладают, поэтому в системах управления станочным приводом обычно применяют управление с использованием магнитных пускателей. Для отключения электродвигателя достаточно нажать кнопку SB1 «Стоп». Это приводит к размыканию цепи самопитания и отключению катушки магнитного пускателя.
Отключаем двигатель, нажимаем кнопу «С – стоп», нормально замкнутый контакт размыкается и прекращается подача напряжение к КМ1 – катушке, сердечник пускателя под действием пружин возвращается в исходное положение, соответственно контакты возвращаются в нормальное состояние, отключая двигатель. При срабатывании теплового реле - «Р», размыкается нормально замкнутый контакт «Р», отключение происходит аналогично.
Кнопочная станция присоединена между катушкой пускателя и фазным проводом. Не допускается присоединять кнопочную станцию со стороны нулевого провода, так как в этом случае невозможно кнопкой «Стоп» выключить пускатель при случайном соединении клеммы катушки с нулевым проводом или заземленным корпусом пускателя, которое может произойти при попадании в пускатель проводящих предметов или по другим причинам.
Монтажная схем управления реверсивным пускателем дана на рисунке 3. Схема состоит аналогично, так же, как на не реверсивной схеме, единственно добавилась кнопка реверса и магнитный пускатель.
Принцип работы схемы немного сложнее. Что требуется от схемы, реверс двигателя за счет переворачивания местами двух фаз. При этом нужна блокировка, которая не давала бы включиться второму пускателю, если первый находится в работе и наоборот. Если включить два пускателя одновременно, то произойдет КЗ – короткое замыкание на силовых контактах пускателя.
Включаем QF – автоматический выключатель, давим кнопку «Пуск» подаем напряжение на КМ1 катушку пускателя, пускатель срабатывает. Силовыми контактами включает двигатель, при этом шунтируется пусковая кнопка «Пуск».
Блокировка второго пускателя - КМ2 осуществляется, нормально замкнутым КМ1 - блок контактом. При срабатывании КМ1 - пускателя, размыкается КМ1 - блок контакт тем самым размыкает подготовленную цыпочку катушки второго КМ2 - магнитного пускателя.
Чтобы осуществить реверс двигателя, его необходимо отключить. Отключаем двигатель, нажатием кнопку «С - стоп», снимается напряжение с катушки, которая находилась в работе. Пускатель и блок контакты под действием пружин возвращаются в исходное положение.
Схема готова к реверсу, нажимаем кнопку «Пуск», подаем напряжение на катушку - КМ2, пускатель - КМ2 срабатывает и включает двигатель в противоположном вращение. Кнопка «Пуск» шунтируется блок контактом - КМ2, а нормально замкнутый блок контакт КМ2 размыкается и блокирует готовность катушки магнитного пускателя - КМ1.
Для надежной работы схемы необходимо, чтобы главные контакты контактора КМ1 разомкнулись раньше, чем произойдет замыкание размыкающих вспомогательных контактов в цепи контактора КМ2. Это достигается соответствующей регулировкой положения вспомогательных контактов по ходу якоря.
При срабатывании теплового реле - «Р», размыкается нормально замкнутый контакт «Р», отключение происходит аналогично.
В серийных магнитных пускателях часто применяют двойную блокировку по приведенным выше принципам. Кроме того, реверсивные магнитные пускатели могут иметь механическую блокировку с перекидным рычагом, препятствующим одновременному срабатыванию электромагнитов контакторов. В этом случае оба контактора должны быть установлены на общем основании.
Рис. 3. Схема управления реверсивным электродвигателем с использованием блокировочных связей
Перед монтажом аппараты нужно осмотреть, проверить комплектность, чистоту контактов, регулировку, легкость включения и отключения.
Пусковую аппаратуру можно устанавливать на капитальных стенах, колоннах или специальных сварных конструкциях, размещать по возможности ближе к электродвигателям, при этом учитывать удобство обслуживания, ревизии, ремонта или замены. Высота установки аппаратов должна быть 1,3-1,8 м.
Пускатель надо монтировать вертикально. Надежная его работа будет обеспечена при отклонении от вертикали не более 5°. Рукоятки включения и отключения, кнопочные станции управления пускателями должны быть на высоте 1,5-1,7 м от пола. При этом необходимо, чтобы магнитные пускатели по возможности находились в равных температурных условиях с электродвигателями, чем обеспечивается лучшая тепловая защита двигателей.
Смазка контактов пускателя не допускается. В случае наличия на них следов коррозии необходимо опилить ее бархатным напильником (применять наждачную бумагу не рекомендуется). Величины растворов, провалов и нажатий главных контактов и блок-контактов должны быть в пределах норм.
Сопротивление изоляции пускателя, измеренное мегомметром напряжением 500 В, должно быть не менее 1 МОм.
При неисправной магнитной системе (плохая затяжка винтов, крепящих сердечник, повреждение короткозамкнутого витка, чрезмерное нажатие контактов, неплотное прилегание якоря к сердечнику вследствие загрязнения поверхностей прилегания или наличия на них остатков смазки) наблюдается сильное гудение. Работу блокировки реверсивных пускателей нужно проверять до пуска вхолостую.
Кнопочную станцию можно устанавливать в любом месте. Однако при монтаже следует учесть, что оператор при пуске и установке должен видеть двигатель и приводимый в движение механизм. Правила технической эксплуатации рекомендуют при установке электродвигателя на расстоянии более 5 м от приводимого им механизма или при размещении их в разных помещениях для остановки электродвигателя устанавливать возле механизма дистанционную кнопку "Стоп" или выключатель.
При монтаже пускозащитной аппаратуры необходимо тщательно заделать провода и кабели при вводе их в пускатели и кнопочные станции. При сгоне муфты с закрепленной подводящей трубы на гнездо сальника пускателя резьбу следует смазать суриком, затем муфту закрепить контргайкой. При соединении корпуса пускателя защищенного исполнения с трубой на нее сначала необходимо навернуть заземляющую (царапающую) гайку зубцами кверху, установить пускатель и закрепить второй царапающей гайкой. Ввод кабелей или проводов в пускатель или кнопочную станцию защищенного исполнения производят через полиэтиленовую шайбу. Ввод проводов питающей сети и цепи управления пускателя и кнопок пылеводонепроницаемого исполнения целесообразно осуществлять через сальник с уплотняющей резиновой шайбой.
Расчет сечения проводов и кабелей.
Основными потребителями электрической энергии механического цеха являются металлообрабатывающие станки.
Согласно Правилам Устройства Электроустановок электроприемники по бесперебойности электроснабжения относятся ко II и III категории. Электроприемники работают в повторно-кратковременном и в длительном режимах.
Важной технической задачей, которую нужно решать при проектировании электроснабжения, является выбор напряжения силовой и осветительной сети. От правильности выбора будут зависеть потери напряжения, электроэнергии и многие другие факторы. Выбор напряжения основывается на сравнении технико-экономических показателей различных вариантов. При выборе напряжения для питания силовых и осветительных потребителей следует отдавать предпочтение варианту с более высоким напряжением, так как чем больше величина U, тем меньше ток в проводах, тем меньше сечение, меньше потери мощности и энергии.
Для проектируемого цеха применяем систему трёхфазного переменного тока с напряжением 380/220 В с глухозаземлённой нейтралью, что позволяет питать от одних и тех же трансформаторов силовые и осветительные нагрузки. Силовые потребители питаются напряжением 380 В, а освещение напряжением 220 В. Электроснабжение кузни выполняется силовыми кабелями, от которых затем происходит питание всех электроприемников. Ответвления от распределительного пункта до приемников электроэнергии осуществляется проводами в тонкостенных трубах.
Сечение силовых кабелей рассчитываем:
Где Pн – номинальная мощность всех энергопотребителей цеха.
Для выбора сечение силового кабеля используем данные таблицы:
Исходя из этого выбираем: навесной распределительный щит фирмы ПМО Электромонтаж типа Б5357 765×350×145 мм. на 13 модулей ( =100А)
В соответствии с пунктами 5.2 и 5.1выбираем вводной кабель ВВГ 5 х35 мм2.
Для токарно-винторезнокого станка ВВГ3х2,5 мм2, для вертикально-сверлильного станка ВВГ 3х4 мм2, для вытяжки вентиляции ВВГ 3х2,5 мм2, для бытовых помещений ВВГ 3х2,5 мм2, для токарного станка ВВГ 3х2,5 мм2, для освещения ВВГ 3х2,5 мм2.
Все кабеля прокладываются в металлических лотках .
Расчет силовой и осветительной сети
5.1 Расчет осветительной сети
В механическом цехе применяются следующие системы освещения: общее освещение, местное и комбинированное. Применение одного местного освещения не допускается. Освещение делится на рабочее и аварийное. Аварийное освещение применяется для эвакуации людей.
Согласно СНИП 2-4-79 для общего освещения производственных помещений с высотой 4-8 метров применяются светильники с газоразрядными лампами, в административно бытовых помещениях и производственных участках небольшой площади и высоты применяются светильники с лампами накаливания и люминесцентными лампами.
Для расчета общего равномерного освещения при горизонтальной рабочей поверхности основным является метод светового потока (коэффициент использования), учитывающий световой поток лампы  , лм, при лампах накаливания или световой поток группы ламп светильника при люминесцентных лампах.
Расчет по методу коэффициента использования ведется в следующем порядке:
Определяется требуемая нормами освещенность Е, лк, для каждого помещения.
Определяется высота подвеса светильника по формуле:
 ,где h – высота помещения, м; hc – расстояние светильников от перекрытия (свес), м; hp – высота расчетной поверхности над полом, м.
Расстояние светильников от перекрытий должно быть в пределах 0,3-1,5м.
Основное требование при выборе расположения светильников доступность их для обслуживания.
При необходимости получения равномерного освещения отношение расстояния светильника от перекрытия hc к высоте потолка над рабочей поверхности H должен быть равным 0,2-0,25.
В линиях с разрывами люминесцентных ламп, расстояние между концами светильников не должно быть больше половины его высоты подвеса над рабочей поверхностью. Ряды светильников располагают параллельно стенам, на которых есть окна.
Выбираем коэффициент отношения расстояния L между светильниками к высоте подвеса:
L=3,5 х 0,7=2,45
Определяем количество светильников в ряду:
Определяем количество рядов:
Определяется индекс помещения по формуле:
 где:  – площадь помещения, м2;  - расстояние от светильника до рабочей поверхности, м;  и  - длина, и ширина помещения, м.
Определяются приблизительные значения коэффициента, отражения стен  ; потолка  ; рабочей поверхности  :
 ;  ; 
В зависимости от кривой силы светильника, индекса помещения  и коэффициентов отражения стен, потолка и рабочей поверхности определяется коэффициентом использования  , %:
Определяется коэффициент запаса:
 (для ламп накаливания К=1,15; для люминесцентных и ламп ДРЛ, ДРИ и ДНаТ К=1,3)
Определятся коэффициент минимальной освещённости, Z:
 (для ламп накаливания, ламп ДРЛ, ДРИ и ДНаТ Z=1,15 для люминесцентных ламп Z=1,1)
Определяется необходимый поток каждого светильника  , лм, по формуле:
 где: Е – требуемая нормами освещённость, лк; n-количество ламп в светильнике
Е=150 лк;
Выбирается мощность лампы так, чтобы световой поток выбранной лампы был равен расчетному или незначительно отличался ( %) от него: TLWP 254 PS Technolux 05325 для общего освещения производственных зданий. Источник света – лампа IEK ЛЛ- 12 8W G5. |
Скачать 0.52 Mb.