Расчет и выбор электрооборудования для схемы управления

 

Магнитные пускатели - аппараты дистанционного управления трехфазными асинхронными электродвигателями. Они совмещают в себе функции пуска, остановки и защиты от перегрузки и понижения напряжения (0 - защита)

Произведём выбор магнитного пускателя для управления и защиты асинхронного двигателя типа 4А180S4У3. Для управления двигателем будем применять магнитный пускатель ПМЛ. Пускатель предназначен для коммутации силовых цепей и оснащен тепловым реле. На схеме электрической принципиальной он представлен в виде контактора КМ1, и теплового реле КК1.

Определим параметры, по которым производится выбор магнитногопускателя:

а) род тока - переменный, частота - 50 Гц;

б) номинальное напряжение - 380В, номинальный ток не должен быть меньше номинального тока двигателя;

в) согласно схеме включения двигателя (рис.2.1) аппарат должен иметь не менее трех замыкающихся силовых контактов;

г) категория применения: аппарат должен работать в категории применения АС - 2 (прямой пуск, повторно-кратковременные отключения асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором);

д) режим работы аппарата продолжительныйс частыми прямыми пусками двигателя.

Для выбора аппарата по основным техническим параметрам необходимо произвести предварительныерасчеты номинального и пускового токов двигателя. Определим номинальный ток (действующее значение):

Пусковой ток (действующее значение):

Ударный пусковой ток (амплитудное значение):

Произведем выбор аппарата по основным техническим параметрам.

Выбираем магнитный пускатель со встроенным тепловым реле, для заданного схемного решения (рис.2.1.) - типа ПМЛ 4211 с номинальным рабочим током 63А ([2] таблица 4.7.).

Расшифровка обозначения:

ПМЛ - серия

- величина номинального тока пускателя 63А

- нереверсивный с встроенным тепловым реле ПМЛ

- степень защиты корпуса ІР54 без кнопок управления

- 1 контакт 1р нормально открытый.

 

Таблица 2.5 Технические характеристики магнитного пускателя ПМЛ-4221

Параметр	Значение
Номинальный ток, А	63
Номинальное напряжение обмотки, В	110
Предельный включаемый и отключаемый ток при U=380В, А	600
Провал главных контактов, мм	3 ± 0,5
Начальное нажатие на контактный мостик, Н	4,5
Раствор главных контактов, мм	3
Тип теплового реле	РТЛ

 

Расчет магнитного пускателя осуществляется по следующим формулам:

 

;

 

Где

 - номинальный ток магнитного пускателя, А

 - номинальный ток электродвигателя, А

Подставив значения, получим , т.е. условие выполняется.

 

;

 

где  - предельный включаемый ток, А

 - пусковой ток электродвигателя, А

Подставив в данную формулу численные значения получим .

Условие выполняется, т.е. выбранный магнитный пускатель ПМЛ4221 удовлетворяет всем требованиям. Для защиты двигателя от длительных перегрузок (20 - 50 %) применяются тепловые реле, которые включают последовательно в контролируемую цепь.

В магнитных пускателях серии ПМЛ4221 применяются реле типа РТЛ2059. ([2] таблица 10.72.) Технические характеристики представлены в таблице 2.6.

 

Таблица 2.6 Технические характеристики теплового реле РТЛ2059

ПараметрЗначение
Номинальный ток, А		47 - 64
Номинальное напряжение, В		380
Число контактов	замыкающих	1
	размыкающих	1
Число полюсов		2
Температура срабатывания,°С		260
Регулировка тока уставки		±25%

 

Данное реле было выбрано исходя из условий:

 

;

 

где  - номинальный ток теплового реле, А

 - номинальный ток двигателя, А

Подставив численные значения, получим:

 

.

 

Исходя из режима работы двигателя - длительный, ток уставки I _уст тепловых реле определим из уравнения:

 

;

 

где Р_перегр = (20…50 %) * Р_{ном. дв}+ Р_{ном. дв} - мощность при перегруженном состоянии.

 

 

Это означает, что при перегрузке двигателя на 20% его ток составит 50,5 А и в это время сработают тепловые реле - двигатель отключится.

Выберем магнитный пускатель для двигателей М2 и М3 (КМ2 и КМ3). В их качестве применяется двигатель асинхронный 4АА71А4У3.

Определим номинальный ток (действующее значение):

Пусковой ток (действующее значение):

Ударный пусковой ток (амплитудное значение):

Выбираем магнитный пускатель со встроенным тепловым реле, для заданного схемного решения (рис.2.1.) - типа ПМЛ 1211 с номинальным рабочим током 63А ([2] таблица 4.7.).

 

Таблица 2.7 Технические характеристики магнитного пускателя ПМЛ-1221

ПараметрЗначение
Номинальный ток, А	10
Предельный включаемый и отключаемый ток при U=380В, А	40
Провал главных контактов, мм	2 ± 0,5
Начальное нажатие на контактный мостик, Н	4,5
Раствор главных контактов, мм	3
Тип теплового реле	РТЛ

 

Пускатель удовлетворяет условиям:

 

 (10 > 1,73)

 (40 > 7,8)

 

т.е. выбранный магнитный пускатель ПМЛ1221 удовлетворяет всем требованиям.

В магнитных пускателях серии ПМЛ1221 применяются реле типа РТЛ1008. ([2] таблица 10.72.) Технические характеристики представлены в таблице 2.8.

 

Таблица 2.8 Технические характеристики теплового реле РТЛ1008

ПараметрЗначение
Номинальный ток, А		2,4…4
Номинальное напряжение, В		380
Число контактов	замыкающих	1
	размыкающих	1
Число полюсов		2
Температура срабатывания,°С		220
Регулировка тока уставки		±25%

 

Данное реле удовлетворяет условию:

 

 (2,4 > 1,73)

ток уставки ;

 

При перегрузке двигателя на 20% его ток составит 2,1 А и в это время сработают тепловые реле - двигатель отключится.

Выберем магнитный пускатель для двигателя М4 (КМ4). В его качестве применяется двигатель асинхронный 4А80В2У3.

Определим номинальный ток (действующее значение):

Пусковой ток (действующее значение):

Выбираем магнитный пускатель со встроенным тепловым реле, для заданного схемного решения (рис.2.1.) - типа ПМЛ 1211 с номинальным рабочим током 63А ([2] таблица 4.7.).

Пускатель удовлетворяет условиям:

 

 (10 > 4,71)

 (40 > 30,6)

 

т.е. выбранный магнитный пускатель ПМЛ1221 удовлетворяет всем требованиям.

В магнитных пускателях серии ПМЛ1221 применяются реле типа РТЛ1012. ([2] таблица 10.72.) Технические характеристики представлены в таблице 2.9.

 

Таблица 2.9 Технические характеристики теплового реле РТЛ1012

ПараметрЗначение
Номинальный ток, А		3,8…6
Номинальное напряжение, В		380
Число контактов	замыкающих	1
	размыкающих	1
Число полюсов		2
Температура срабатывания,°С		220
Регулировка тока уставки		±25%

 

Данное реле удовлетворяет условию:

 

 (6 > 4,71)

ток уставки ;

 

При перегрузке двигателя на 20% его ток составит 2,1 А и в это время сработают тепловые реле - двигатель отключится. Произведём выбор автоматического выключателя QF для защиты электрооборудования всего станка. Номинальный ток, проходящий через автоматический выключатель равен суммарному номинальному току двигателей М1, М", М3 и М4.

 

 

В качестве автоматического выключателя QF выбираем автомат ВА51-31 номинальный ток контактов I _Н = 100А.

Номинальный ток теплового расцепителя принимается ближайший больший номинального тока двигателя с поправкой на окружающую температуру. Принимаем

Ток срабатывания мгновенного расцепителя автомата принимается равным десятикратному току срабатывания теплового расцепителя. Для защиты группы двигателей ток срабатывания независимого расцепителя автомата должен быть отстроен от тока самозапуска всех двигателей:

В схеме управления битумным насосом используются следующие кнопки управления:

Аварийное отключение (грибовидный толкатель красного цвета) - SB1;

Стоп (красного цвета) - SB3;

Пуск (черного цвета) - SB2, SB4, SB5, SB6 SB7;

Все кнопки кроме SB1 типа КУО-3 с номинальным напряжением U_н до 380 В, а кнопка SB1 - КУА-1 с номинальным напряжением до 500 В.

 

Таблица 2.10. Технические характеристики кнопок управления

Тип кнопки	КУО-3	КУА-1
Uн, В	До 380	До 500
Iн, А	2,5	5
Исполнение	Для вставки с фронтовым кольцом (малогабаритная)	Для вставки с фронтовым кольцом и с грибовидным толкателем