Выбор электродвигателей, их коммутационных и защитных аппаратов

электродвигатель электрический сеть Таблица 1 — Исходные данные.

Электродвигатели для привода производственных механизмов выбираются по напряжению, мощности, режиму работы, частоте вращения и условиям окружающей среды. Электродвигатель необходимо выбирать таким образом, чтобы его номинальная мощность соответствовала мощности приводного механизма, т. е.

(1.1).

При этом номинальная мощность электродвигателей повторно-кратковременного режима работы определяется по формуле:

(1.2).

где — паспортная мощность электродвигателя;

— продолжительность включения в относительных единицах.

При выборе электродвигателей по частоте вращения необходимо учитывать частоту вращения приводного механизма. Обычно применяются двигатели с частотой вращения 1500 об/мин. Электродвигатели в данной курсовой работе выбираются по табл. П1.1[2].

Магнитные пускатели предназначены для дистанционного управления асинхронными короткозамкнутыми электродвигателями. С их помощью также осуществляется нулевая защита. В комплекте с тепловым реле пускатели выполняют защиту двигателя от перегрузки.

Выбираем магнитные пускатели серии ПМЛ. Условие выбора магнитных пускателей:

(1.3).

Выбираем тепловые реле, встраиваемые в пускатели серии ПМЛ. Условие выбора тепловых реле:

(1.4).

где — номинальный ток пускателя, А;

— номинальный ток реле, А;

— номинальный ток двигателя, А, определяемый по выражению:

(1.5).

где — номинальная мощность двигателя, кВт;

— номинальное напряжение, В;

— КПД при номинальной нагрузке;

— номинальный коэффициент мощности.

В качестве аппаратов защиты электроприемников и электрических сетей промышленных предприятий от коротких замыканий широко применяются плавкие предохранители. Необоснованное применение автоматических выключателей недопустимо. Автоматы должны устанавливаться в случаях необходимости автоматизации управления, необходимости более скорого по сравнению с предохранителями восстановления питания, частых аварийных отключений (испытательные, лабораторные и т. п. установки). В остальных случаях рекомендуется применять предохранители с наполнителями типа НПН2 и ПН2.

Значение номинального тока плавких вставок предохранителей определяется по:

— величине длительного расчетного тока:

(1.6).

— току кратковременной допустимой перегрузки:

(1.7).

где — коэффициент кратковременной тепловой перегрузки, который при легких условиях пуска принимается равным 2,5, при тяжелых — 1,6…2,0, для ответственных потребителей — 1,6 (в данной курсовой работе принимаем =2,5).

• — номинальный ток плавкой вставки, А;
• — пиковый (максимальный кратковременный) ток.

При выборе предохранителей для одного электродвигателя в качестве принимается его номинальный ток, а в качестве — пусковой ток .

где — кратность пускового тока по отношению к.

Номинальный ток плавкой вставки предохранителя, защищающего ответвление к сварочному аппарату, выбирается из соотношения:

(1.9).

где — номинальный ток сварочного аппарата при паспортной продолжительности включения (ПВ).

Для магистральных линий, питающих группу электроприемников, расчетный ток определяется по следующему выражению:

(1.10).

где — полная расчетная нагрузка электроприемников, МВ•А,.

а пиковый ток:

(1.11).

где — наибольший из пусковых токов приемников в группе,.

— длительный расчетный ток линии до момента пуска двигателя с наибольшим из пусковых токов приемников в группе:

(1.12).

где — расчетный ток группы электроприемников;

• — номинальный ток электроприемника, имеющего наибольший пусковой ток;
• — коэффициент использования, характерный для приемника с.

В случае осуществления защиты автоматическими выключателями рекомендуется применять выключатели серии ВА. Номинальные токи автомата и его расцепителей выбирают по длительному расчетному току линии:

(1.13).

(1.14).

Ток срабатывания электромагнитного или комбинированного расцепителя проверяется по максимальному кратковременному току линии:

(1.15).

При выборе предохранителей следует учесть условие селективности, т. е. номинальные токи плавких вставок двух последовательно расположенных предохранителей по направлению потока энергии должны различаться не менее чем на две ступени. При применении комбинированной защиты, выполненной автоматическими выключателями и предохранителями, проверка по условию избирательности осуществляется путем построения карт селективности. Аппараты защиты подбираются таким образом, чтобы выполнялись условия:

— для предохранителей:

(1.16).

— для автоматов:

(1.17).

где и — соответственно время срабатывания защиты выше стоящей и нижестоящей ступеней при токе анормального режима.

Пример выбора двигателя, его коммутационных и защитных аппаратов:

Для однодвигательного горизонтально-фрезерного станка № 2 с кВт выбираем электродвигатель типа АИР132М4, у которого:

кВт, ,.

Электроснабжение электропривода станка будет осуществляться по схеме, указанной на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 — Схема электроснабжения электропривода однодвигательного потребителя

Номинальный ток двигателя вычисляется по формуле (1.4):

А.

Для двигателя по условию (1.3) из табл. П2.1 [2] выбираем магнитный пускатель ПМЛ-220 004 сА и по условию (1.4) тепловое реле РТЛ-102 204А.

По условиям (1.13) и (1.14) выбираем автоматический выключатель ВА51Г-25 с номинальным током выключателя, А и расцепителя А, кратностью тока отсечки для защиты электродвигателя:

Проверяем выбранный автоматический выключатель по условию (1.15):

По табл. П2.2 [2] исходя из условий (1.6), (1.7) выбирается предохранитель ПН2−100/63.

Для многодвигательного координатно-расточного станка № 35 кВт выбираем 2 электродвигателя типов:

АИР112M4 с кВт,, , ,.

АИР132S4 с кВт,, , ,.

Электроснабжение электропривода станка будет осуществляться по схеме, указанной на рис. 1.2.

Рисунок 1.2 — Схема электроснабжения электропривода двухдвигательного потребителя

Номинальные токи двигателей:

и .

Выбираем магнитные пускатели ПМЛ-220 004А и ПМЛ-220 004А и соответственно тепловые реле РТЛ-101 604 А и РТЛ-102 104 А.

По условиям (1.13) и (1.14) для первого электродвигателя выбираем автоматический выключатель ВА 51Г-25 с А, А и для защиты электродвигателя:

Для второго электродвигателя выбираем автоматический выключатель ВА 51Г-25 с А, А и для защиты электродвигателя:

Произведем выбор предохранителя, обеспечивающего защиту линии, отходящей к электроприемнику.

По таблице П3.1 [2] определяем средневзвешенный коэффициент использования, коэффициент активной мощности cosц=0,5, коэффициент реактивной мощности tgц=1,732.

По формуле (2.12) определяем эффективное число электроприемников По таблице П3.5 [2] определяем коэффициент расчетной нагрузки.

Проведем интерполяцию:

По выражению (1.12) определяем расчетную активную нагрузку:

По выражению (1.15) определяем расчетную реактивную нагрузку Расчетный ток группы электроприемников по (1.7).

Длительный расчетный ток линии по (1.19):

Пиковый ток группы электроприемников по (1.18):

По табл. П2.2 [2] исходя из условий (1.6), (1.7) выбирается предохранитель ПН2−100/50.

Для электросварочного трансформатора ПВ=60% № 70кВ•А номинальная мощность определяется по формуле (1.2):

Номинальный ток:

По условиям (1.13) и (1.14) выбираем автоматический выключатель ВА51Г-31 с номинальным током выключателя, А и расцепителя А, кратностью тока отсечки для защиты электродвигателя:

По условию селективности по табл. П2.2 [2] выбирается последовательно расположенный предохранитель ПН2−100/40, установленный после автоматического выключателя.

Выбор электродвигателей, коммутационных и защитных аппаратов для других механизмов аналогичен, его результаты приведены в таблицах 1.1−1.3.

Таблица 1.1 — Выбор электродвигателей для привода механизмов.

Таблица 1.2 — Выбор магнитных пускателей и тепловых реле.

Таблица 1.3 — Выбор предохранителей для защиты электродвигателей.