Обоснование способа защиты электродвигателя, выбор и описание принципа действия аппаратов защиты

электродвигатель тормозной сопротивление перегрузочный

Для защиты электродвигателя от токов коротких замыканий в силовую цепь установили реле максимального тока КА1.

Для защиты электродвигателя от токов перегрузки в силовую цепь установили тепловое реле КК1.

Для защиты электродвигателя от обрыва поля (при обрыве поля обмотки возбуждения электродвигатель идет в “разнос”) установили в цепь обмотки возбуждения реле минимального тока КА2.

Для защиты цепи управления от коротких замыканий установили в цепь управления плавкие предохранители FU1 и FU2.

Выбор реле максимального тока

Реле максимального тока выбираем по количеству и виду контактов, роду тока и его величине Iном.р>10%(Iдоп.о.я+Iном.о.в)+ Iдоп.о.я+Iном.о.в, где Iдоп.о.я -допустимый ток якоря электродвигателя, Iдоп.о.я =440 А, Iном.о.в -номинальный ток обмотки возбуждения электродвигателя, Iном.о.в =5А.

Т. е. Iном.р > 489,5 А.

Выбираем реле максимального тока КА1 (1з и 1р) по [4, стр.171]-РЭВ-571 Технические данные по реле максимального тока сводим в таблицу № 11.

 

Таблица №11

Род тока	Номинальный ток Катушки, А	Длительно-Допустимый ток Контактов, А	Пределы регулирования тока срабатывания %, Iн	Число контактов
постоянный	1,5-1200	10	70-300	1з и 1р

 

Выбор теплового реле. Тепловое реле выбираем по количеству и виду контактов, роду тока и его величине Iном.р>%20(Iн.о.я+Iном.о.в)+ Iн.о.я+Iном.о.в, где Iн.о.я -номинальный ток обмотки якоря, Iн.о.я =220 А, Iном.о.в -номинальный ток обмотки возбуждения, Iном.о.в =5А. Т. е. Iном.р>270 А. Выбираем тепловое реле КК1(1з и 1р) по [4, стр.171]-РТЛ 82.

 

Таблица №2

Номинальный Ток реле, А	Пределы регулирования уставок	Количество контактов	Примечание
300	(0,16-1)*Iном	1з и 2р	Реле срабатывает при в течении 20 мин при токе 1,35Iном

 

Выбор реле минимального тока

Реле минимального тока выбираем по количеству и виду контактов, роду тока и его величине Iном.р>10%Iном.о.в, где Iном.о.в -номинальный ток обмотки возбуждения электродвигателя, Iном.о.в =5А.

Т. е. Iном.р > 5,5 А.

Выбираем реле минимального тока КА2 (1з) по [4, стр.171]-РЭВ-830

Технические данные по реле минимального тока сводим в таблицу № 3.

 

Таблица №3

Род тока	Номинальный ток Катушки, А	Длительно-Допустимый ток Контактов, А	Пределы регулирования тока срабатывания %, Iн	Число контактов
Постоянный	0,6-630	10	30-80	1з и 1р

 

Выбор плавких предохранителей

Выбор плавких предохранителей производим по наиболее нагружен-ному режиму работы цепи управления. При наиболее нагруженном режиме работы цепи управления(режим реверса) включены следующие электрические аппараты: К4, КМ2, К2, К5, КМ4, КТ1.

Выбираем плавкие предохранители FU1, FU2 из условия Iн.пр.>1,2*I.

Описание принципа действия аппаратов защиты

Принцип действия реле максимального тока.

Протекающий по катушке w ток Iр создает магнитный поток Ф, замыкающийся через магнитопровод 1, якорь 2 и воздушный зазор. Если создаваемая потоком электромагнитная сила превысит противодействие возвратной пружины Fп, то реле сработает: контакты К1 отключат управляемый объект О1, а контакты К2 включат объект О2.

Конструкция и принцип действия реле максимального тока аналогичен конструкции и принципу действия реле минимального тока.

Принцип действия теплового реле.

Измерительным органом теплового реле является биметаллический эле-мент, который при нагреве изгибается и переводит контактную систему в отключенное или включенное состояние. Биметаллический элемент представляет собой двухслойную пластинку из металлов с разными температурными коэффициентами линейного расширения. При нагреве слой термоактивного металла существенно расширяется, в то время как слой термоинертного металла почти не деформируется.

Если один конец биметаллической пластинки жестко закрепить, то другой свободный конец ее будет изгибаться.

Биметаллическая пластина 1 упирается в верхний конец пружины 7. Нижний конец пружины давит на выступ пластмассовой колодки 4, которая может поворачиваться вокруг оси О1. Сила пружины 7 воздействует на выступ пластмассовой колодки 4 так, что она оказывается повернутой по часовой стрелке, а укрепленный на ней подвижный контакт 5 замыкается с неподвижным контактом 6.

При протекании повышенного тока по нагревательному элементу НЭ (или непосредственно по пластинке 1) биметаллическая пластинка 1 нагревается и ее нижний конец перемещается в направлении стрелки А. В результате верхний конец пружины 7 переходит вправо и создаваемая ею сила воздействует на колодку 4 так, что она повернется на некоторый угол против часовой стрелки, а контакты 5 и 6 разомкнутся. Упоры 2 и 8 ограничивают перемещение нижнего конца пластины 1. Возврат реле в исходное положение может произойти самопроизвольно, когда биметаллическая пластинка остынет.

В других вариантах реле не имеет самовозврата и переход его в исходное положение осуществляется кнопкой ручного возврата 3.

Принцип действия плавкого предохранителя

Плавкий предохранитель - это аппарат, предназначенный для защиты от токов короткого замыкания. Его основной элемент - плавкая вставка, перегорающая при протекании сверхтока и разрывающая цепь.

Наиболее распространенными предохранителями являются разборные и засыпные предохранители.

В разборных предохранителях плавкая вставка 2 фигурной формы помещена в фибровую трубку 1. Дуга горит в закрытом объеме и не выходит за пределы трубки. Повышение давления способствует гашению дуги, так как при этом сокращаются расстояния, на которых взаимодействуют частицы нагретого газа. Теплопроводность газа увеличивается, а длина свободного пробега частиц уменьшается. При горении дуги часть материала (фибры) переходит в газообразное состояние (примерно 50% СО2, 40%Н2 и 10% паров Н2О). А водород имеет высокий коэффициент теплопроводности.

В засыпных предохранителях параллельно включенные медные и цинковые плавкие вставки 2 круглого сечения размещены внутри изоляционной трубки 1 с мелкозернитым наполнителем. Возникающая при плавлении вставок электрическая дуга тесно соприкасается с мелкими зернами наполнителя, интенсивно охлаждается, деонизируется и поэтому быстро гасится. Параллельные плавкие вставки позволяют лучше использовать объем наполнителя.

Наиболее распространенные металлы вставок - цинк и медь (луженая для предотвращения окисления).