курсовая. Расчет и выбор электрических аппаратов для схем управления асинхронным двигателем с фазным ротором
 Скачать 0.72 Mb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «УЛЬЯНОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Факультет: ___Энергетический_________ Кафедра: ____Электропривод и АПУ____ Дисциплина: _Электрические и электронные аппараты__ КУРСОВОЙ ПРОЕКТ Тема: «Расчет и выбор электрических аппаратов для схем управления асинхронным_двигателем с фазным ротором»__________ Выполнил студент ________________ ___ Клянченков Д.А. _ подпись фамилия и инициалы Курс ____________3________________ Группа _________ЭАбд-31____________ Направление 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника» _ Руководитель профессор, д.т.н. Крицштейн Александр Михайлович _ Дата сдачи: « _ » __ 2020 Дата защиты: « » 2020 Оценка: _ Ульяновск 2020 г. Содержание: 1.Введение……………………………………………………………...….…........4  2.Разработка схем управления двигателем в режимах пуска и торможения. Описание работы схемы…………………………………………………....…….53.Расчет механических и пусковых характеристик двигателя...………….……7 4.Расчет и выбор пусковых резисторов…………………………………..….….8 5.Расчет и выбор тормозных резисторов для заданных режимов торможения…………………………………………………………………………...……10 6.Выбор электрических аппаратов управления и защиты электродвигателя для разработанных схем управления…………………………………….……..11 7.Расчет электромагнита постоянного тока…………………………………....14 8.Заключение…………………………………………………………………..…29 1.Введение.  Электрический аппарат – это электротехническое устройство, которое используется для включения и отключения электрических цепей, контроля, измерения, защиты, управления и регулирования установок, предназначенных для передачи, преобразования, распределения и потребления электроэнергии. Под электрическими аппаратами понимается широкий круг всевозможных устройств, применяемых в быту, промышленности и энергетике. В данной работе будут рассмотрены схемы подключения асинхронного двигателя с фазным ротором, пуск и остановку двигателей, рассчитаем пусковые сопротивления, выберем электрические аппараты в схемах их подключения, а также проведем расчет электромагнита постоянного тока.  2.Разработка схем управления двигателем в режимах пуска и торможения. Описание работы схемы. Рассмотрим работу схемы: На листе 1 приведена схема асинхронного двигателя с фазным ротором, где с помощью релейно – контакторной аппаратуры осуществляется пуск двигателя в четыре ступени, причем напряжение подается одновременно на силовые цепи и цепи управления с помощью выключателя SF. При нажатии кнопки SB2 (Пуск) происходит срабатывание контактора КМ1 и промежуточного реле РП, начинается пуск двигателя с резисторами, введенными в цепь ротора, так как контакторы КМ2, КМ3, КМ4 и КМ5 питания не получают. Включение КМ1 одновременно приводит к срабатыванию контактора КМ7, который своим контактом шунтирует не нужный при пуске резистор противовключения Rпр. При включении реле РП, реле КТ4 теряет питание и замыкает свой контакт в цепи контактора КМ5 через промежуток времени, равный выдержке времени реле КТ4. По истечении указанного времени включается контактор КМ5, шунтирующий первую пусковую ступень резисторов. Одновременно размыкающий контакт КМ1 в цепи реле КТ3 теряет питание и с выдержкой времени замыкает свой контакт в цепи контактора КМ4, который срабатывает через промежуток времени, равный выдержке реле КТ4, и шунтирует вторую ступень резисторов в цепи ротора. Одновременно размыкающий контакт КМ1 в цепи реле КТ2 теряет питание и с выдержкой времени замыкает свой контакт в цепи контактора КМ3, который срабатывает через промежуток времени, равный выдержке реле КТ2, и шунтирует третью ступень резисторов в цепи ротора. Одновременно размыкающий контакт КМ1 в цепи реле КТ1 размыкается, и с выдержкой времени замыкает свой контакт в цепи контактора КМ2, который срабатывает через промежуток времени, равный выдержке реле КТ1, и шунтирует четвертую ступень резисторов в цепи ротора. Для осуществления торможения двигателя нажимается сдвоенная  кнопка SB1 (Стоп), размыкающий контакт которой разрывает цепь питания катушки контактора КМ1. После этого двигатель отключается от сети и разрываются цепи питания реле КТ1 и РП, в результате этого контакторы КМ2, КМ3, КМ4 и КМ5 отключаются и в цепь ротора двигателя вводится сопротивление Rпр. Нажатие кнопки SB1 приводит одновременно к замыканию цепи питания катушки контактора КМ7, который подключает двигатель к сети, но уже с другим чередованием фаз сетевого напряжения на статоре и контакта КМ7, который подключает катушку КМ8. Двигатель переходит в режим включения торможения противовключением. Реле KV срабатывает и после отпускания кнопки SB1, будет обеспечивать питание контактора КМ7 через свой контакт и замыкающий контакт этого аппарата. В конце торможения, когда скорость будет близка к нулю и ЭДС ротора уменьшится, реле KV отключится и своим размыкающим контактом разомкнет цепь катушки контактора КМ7. Последний, потеряв питание, отключит двигатель от сети, и схема придет в исходное положение. 3.Расчет механических и пусковых характеристик двигателя.
 Скорость вращения магнитного поля 𝑛0 в пространстве зависит от частоты тока и числа полюсов. За один период переменного тока магнитное поле в пространстве поворачивается на угол, соответствующий двум полюсным делениям 2𝜏, т. е. одной паре полюсов. Таким образом, чем больше пар полюсов в обмотке статора, тем меньше пространственный угол поворота магнитного поля за один период переменного тока, а, следовательно, тем меньше синхронная скорость вращения поля статора, (об мин ⁄ ).   Для асинхронных электродвигателей обычно принимают: 𝑀н = 9,55 ·  = =110 Mmax=3.1  Mн=3.1*110=341   λ=   m – число ступеней резистора; M1 – максимальный пусковой моментв процентах от номинального; Sн – номинальное скольжение в процентах; λ – отношение максимального пускового момента к переключающему. 4.Расчет и выбор пусковых резисторов.  Находим сопротивление ротора, для этого сначала находим активное сопротивление неподвижного ротора:  Тогда сопротивление ротора  будет находиться по формуле: Масштаб для сопротивления Ом/мм      Теперь мы можем рассчитать сопротивления ступеней пускового резистора: По справочнику выбираю каждый элемент типа НС413/0.64, продолжи тельный ток равен 23 А, сопротивление каждого элемента 0.64 Ом. Для первой ступени пускового сопротивления используем схему включения резисторов:   Для второй ступени используем следующую схему включения резисторов:   Для третьей ступени используем следующую схему включения резисторов:    Для четвертой ступени используем следующую схему включения резисторов: 
5.Расчет и выбор тормозных резисторов для заданных режимов торможений. В режиме противовключения двигателем из сети потребляется большое количество энергии и протекает значительный ток. Резистор, введенный в цепь ротора, ограничивает якорный ток и определяет тормозной момент двигателя. Полное активное сопротивление резистора в цепи ротора при торможении протиовключением:    Полное активное сопротивление в режиме противовключения   состоит из активного сопротивления обмотки ротора , резистора  и резистора ступени противовключения  . откуда  По справочнику выбираю каждый элемент типа НС414/1.95, продолжительный ток равен 13.8 А, сопротивление каждого элемента 1.95 Ом. Составляем схему соединения резисторов:   6.Выбор электрических аппаратов управления и защиты электродвигателя. 6.1.Выбор максимально-токовых реле. Номинальный ток двигателя,  Эта величина задана.Для защиты двигателей с фазным ротором ток срабатывания выбирается из условия:  Из условия выбираем токовое реле РТ-40 (ток срабатывания 0.05…200  А), исходя из начальных данных и полученных при расчете.6.2.Выбор тепловых реле. Применение тепловых реле целесообразно при длительности включения двигателя, превышающий 30 мин. Номинальным напряжением реле считается наибольшее из номинальных напряжений сети, при котором реле может применяться. Номинальным током реле и нагревателя является наибольший ток, длительное протекание которого не вызывает срабатывания реле. За номинальный ток уставки принимается наибольший ток, при протекании которого реле не срабатывает при данном положении регулирующего устройства. Существует реле без регулировки, в которых согласование реле и двигателя производится выбором номинального тока  нагревателя на ток, равный номинальному току двигателя. Промышленностью выпускаются реле ТРП, ТРИ, ТРТ и др., в которых номинальный ток уставки регулируется в пределах (0.75  ) . Реле не срабатывают при пуске двигателя и кратковременных толчках нагрузки и срабатывают за время не более 10-20 мин при 20%-ой перегрузке.Работа теплового реле зависит от условий его охлаждения. Чем хуже условия охлаждения, тем ниже ток срабатывания. Температура  окружающей среды учитывается по формуле: Так как у нас на реле хлопко-бумажная изоляция, то по паспорту она выдерживает температуру  - коэффициент, учитывающий изменение номинального тока нагревателя на каждые 10 разности    – номинальная температура окружающей среды, равная 40 Принимая  , получим: Реле типа РТЛ-1016 соответствует данным условиям (  ). | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
