Расчет и выбор электрических аппаратов

Федеральное агентство по образованию 

Государственное образовательное  учреждение

высшего профессионального  образования

«Омский государственный  технический университет»

Кафедра «Электрическая техника»

 

 

 

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

 

к курсовому проекту

на тему: “Расчет и  выбор электрических аппаратов

для электроприводов и  систем электроснабжения”

Вариант № 29

 

 

 

 

 

 

                                                                             Выполнила: студентка гр. ЭЭб-319

                                                                                    Тацюк К.П.

                                                        Проверил: доцент, к.т.н

                                                                                   Мирошник А.И.

 

 

 

 

Омск  2012

 

Задание к курсовой работе:

 

К участку схемы электроснабжения подключены следующие приемники  электрической энергии:

1. Два асинхронных низковольтных электродвигателя, предназначенные для приведения в движение двух реверсивных исполнительных органов (ИО) с линейным перемещением и автоматизацией их работы в функции пути и времени.

2. Один асинхронный низковольтный электродвигатель, предназначенный для привода компрессора.

3. Нагревательная установка.

4. Осветительная установка.

 

В данной работе необходимо решить следующие задачи:

 

1. Составить (разработать) принципиальную схему реверсивного электропривода и схему электропривода поршневого компрессора. Описать принцип работы.

2. Составить (разработать) схему электроснабжения приемников электроэнергии.

3. Выбрать типы электродвигателей и определить токи, потребляемые электроприемниками.

4. Выбрать сечение и марки питающих кабелей.

5. Выбрать типы шкафов и пунктов для приема и распределения электрической энергии, а также выбрать типы коммутационных, защиты и других аппаратов.

 

 

 

Исходные данные:

 

1.  Номинальная мощность электродвигателя первого ИО (механизма)

; .

2.  Номинальная мощность электродвигателя второго ИО (механизма)

; .

3. Номинальная мощность электродвигателя компрессора

; .

4. Номинальная мощность нагревательной установки

.

5. Номинальная мощность осветительной установки

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

Введение………………………………………………………………………….6

1. Электрические схемы электроприводов…………………………………7

1.1 Электрическая схема  привода двух разнотипных реверсивных

 исполнительных органов  с линейным движением……………………..7

1.2 Описание работы схемы электропривода двух разнотипных

реверсивных исполнительных органов с линейным движением………..8

1.3 Электрическая схема  привода поршневого компрессора……………9

1.4 Описание работы схемы  автоматического управления 

электроприводом поршневого компрессора…………………………….11

2. Схема электроснабжения приёмников электрической энергии……....12
3. Выбор типов электродвигателей, ламп накаливания и марки нагревательных элементов. Расчёт номинальных токов низковольтных потребителей электрической энергии………………………………….13
4. Выбор марки и сечения питающих кабелей…………………………...16

4.1 Выбор марки и сечения  питающего кабеля………………………..16

4.2 Выбор марок и сечений  кабелей и проводов  для питания  электродвигателей………………………………………………………16

4.3 Выбор проводов для  питания осветительной и нагревательной  установок…………………………………………………………………17

5. Выбор силового и распределительного шкафа (пункта). Выбор аппаратов устанавливаемых в них……………………………………..18

5.1 Выбор силового распределительного  шкафа……………………...18

5.2 Выбор рубильника, установленного  в силовом шкафу…………..18

5.3 Выбор предохранителей  силового шкафа…………………………18

5.4 Выбор силового распределительного  пункта……………………..19

5.5 Выбор воздушного автоматического  выключателя QF1 распределительного  пункта…………………………………………….19

5.6 Выбор автоматов QF2, QF3, QF5, QF6 для электродвигателей M1 и М2, осветительной и нагревательной установок……………………...21

 

 

 

 

 

6. Выбор электрических аппаратов для управления электродвигателями, нагревательной и осветительной установками…………………………24

6.1 Выбор магнитных пускателей  для электродвигателей M1 и M2….24

6.2 Выбор  контактора  для электродвигателя МЗ……………………..24

6.3 Выбор магнитных пускателей  КМ6 и КМ7 для управления

осветительной и нагревательной установками………………………...25

6.4 Выбор электротепловых  реле для защиты от перегрузок  электродвигателей М1, М2, М3………………………………………...25

7. Выбор аппаратов для схемы управления привода двух исполнительных разнотипных реверсивных органов с линейным движением…………27

7.1 Выбор кнопок управления SB1 и SB2 и реле времени КТ………..27

7.2 Выбор кнопочных выключателей  SQ1, SQ2, SQ3, SQ4…………..27

7.3 Выбор промежуточных  реле KV1, KV3 и диодов однофазной мостовой схемы………………………………………………………….29

8. Выбор аппаратов для схемы управления электроприводом поршневого компрессора……………………………………………………………...31

8.1 Выбор кнопок управления  SB1, SB2, SB3, SB4, реле времени и диодов выпрямительного моста………………………………………..31

8.2 Выбор промежуточных  реле KV1 – KV10, сигнальных ламп и резисторов……………………………………………………………….32

8.3 Выбор понижающих трансформаторов  TV1, TV2 и предохранителей FU5…………………………………………………..33

8.4 Выбор датчиков давлений  и температуры………………………..33

Заключение……………………………………………………………...35

Библиографический список……………………………………………36

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

В настоящее время под  электрическими аппаратами понимают электротехнические устройства управления потоком энергии  и информации. При этом речь может  идти о потоках энергии различного вида: электрической, механической, тепловой и других. Например, потоком механической энергии от двигателя к технологической  машине может управлять электромагнитная муфта. Потоками тепловой энергии можно  управлять при помощи электромагнитных клапанов и заслонок.

Однако наибольшее распространение  получили электрические аппараты управления потоками электрической энергии  для изменения режимов работы, регулирования параметров, контроля и защиты электротехнических систем и их составных частей. Как правило, функции таких электрических аппаратов осуществляется посредством коммутации (включения и отключения) электрических цепей с различной частотой, начиная от относительно редких, нерегулярных значений, до периодических высокочастотных, например, в импульсных регуляторах напряжения.

В электротехнических комплексах и системах применяют различные  электрические и электронные  аппараты. Эти аппараты отличаются между собой устройством, принципом  работы, конкретным назначением и  областью применения, номинальными параметрами, техническими характеристиками, а также  графическими буквенными обозначениями.

Современные высокие требования к качеству технологического процесса и производительности различных  механизмов могут быть обеспечены только на основании применения автоматизированных электроприводов. Успех работы автоматизированного  электропривода зависит в значительной мере от индивидуальных свойств отдельных  аппаратов и устройств, а также  от их совместной работы.

Для понимания современных  электротехнических систем автоматизированного  электропривода, умения их анализировать  и рассчитывать необходимо знать, кроме  устройства и принципа работы аппаратов  и их функциональные свойства относительно входных и выходных параметров.

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Электрические схемы  электроприводов

 

1.1 Электрическая схема  привода двух разнотипных реверсивных

 исполнительных органов  с линейным движением

 

По условию задания  составляем электрическую схему  электропривода двух разнотипных реверсивных  исполнительных органов с линейным движением (рис.1)

На схеме (рис.1) представлены буквенные обозначения электродвигателей  и аппаратов:

• QF – автоматический воздушный выключатель (автомат);
• М – электродвигатель;
• SB – выключатель кнопочный;
• КМ – магнитный пускатель;
• КК – реле электротепловое;
• QS – рубильник;
• TV – понижающий трансформатор;
• КT – реле времени;
• KV – промежуточное реле;
• SQ – путевой выключатель.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 1

 Схема автоматического  управления электроприводом 

двух исполнительных органов  с линейным движением

 

1.2 Описание работы схемы электропривода двух разнотипных

реверсивных исполнительных органов с линейным движением

 

Включают автоматы QF2 и QF3. Включается реле KV3.

При нажатии на замыкающую кнопку SB1 (рис.1) подается питание на катушку управления магнитного пускателя  КМ1. В результате замыкаются контакты КМ1 в силовой цепи, подключая асинхронный двигатель М1 к сети переменного трехфазного напряжения. Одновременно замыкается блок-контакт КМ1, шунтируя кнопку SB1, что позволяет ее отпустить. Движущийся первый ИО перемещается из точки 1 в точку 2, первый ИО нажимает на путевой выключатель SQ2, при этом верхний его контакт замыкается, а нижний размыкается. В результате размыкания нижнего контакта разорвется цепь питания катушки КМ1 и двигатель отключается от сети. Замыкание верхнего контакта SQ2 обеспечивает подачу напряжения на катушку реле времени КТ. Через заданное время контакт КТ замыкается, что создает цепь для питания катушки магнитного пускателя КМЗ. Его включение обеспечивает перемещение второго ИО из точки 3 в точку 4

электродвигателем М2. Достигнув точки 4, второй ИО приводит к срабатыванию путевого выключателя SQ4 и к переключению контактов промежуточного реле KV2. В результате чего получают питание катушки пускателей КМ2 и КМ4, которые включают электродвигатели M1 и М2 с обратным направлением вращения, обеспечивая перемещение движущихся исполнительных органов из точки 2 в точку 1 и из точки 4 в точку 3 соответственно. При достижении движущимися ИО точек 1 и 3 путевыми выключателями SQ1 и SQ3 разрывается цепь катушек пускателей КМ2 и КМ4 и электродвигатели отключаются от сети.

Для предотвращения случайной  подачи питания на магнитный пускатель  КМ1 при уже включенном КМ2 в цепь катушки реле КТ введен размыкающий контакт промежуточного реле KV1, катушка которого получает питание одновременно с катушкой КМ2.

1.3 Электрическая схема  привода поршневого компрессора

Исходя из условия задания, составляем электрическую схему  автоматизированного электропривода поршневого компрессора (рис.2). По заданию, асинхронный низковольтный электродвигатель мощностью 90кВт, подключенный к участку  электрической сети, предназначен для  привода компрессора.

На схеме (рис.2) представлены буквенные обозначения:

• QF – автоматический воздушный выключатель;
• КМ – магнитный пускатель;
• КК – реле электротепловое;
• М – электродвигатель;
• SB – выключатель кнопочный;
• KV – промежуточное реле;
• FU – предохранитель плавкий;
• КТ – реле времени;
• VD – силовой неуправляемый кремниевый диод;
• TV – понижающий трансформатор;
• R – резистор сопротивления;
• HL – сигнальная лампа;
• SP1 – контроль давления воздуха в ресивере;
• SP2.1 – контроль максимального давления воздуха в холодильнике;
• SP2.2 – контроль минимального давления воздуха в холодильнике;

• SP3 – контроль давления охлаждающей жидкости компрессора;
• SP4 – контроль давления масла подводимого к подшипникам для смазки;
• FP – контроль температуры масла смазки;
• YA1 – клапан электрогидравлический (подача охлаждающей жидкости);
• YA2 – клапан электрогидравлический (выход воздуха из компрессора в атмосферу запрещен).