Расчет и выбор электрических аппаратов

Условие выбора реле выполняются:

По условию имеем: U_Д=24В (действующее напряжение на участке цепи управления), I=0,88А – ток, протекающий по участку цепи, соsY=0,9 – угол сдвига фаз трансформатора.

Полная мощность трансформатора определяется по формуле:

,

где U_2Ф – фазное напряжение вторичной обмотки трансформатора.

Принимаем трансформатор  серии ОСМ. Такой трансформатор  принимают также для питания  цепей управления электродвигателей, для питания низковольтных цепей  сигнализации и выпрямителей, собранных  по двухпериодной схеме выпрямления. Тип трансформатора ОСМ–0,1, номинальная мощность вторичных обмоток управления S_нт=0,1кВА, номинальное напряжение вторичной обмотки управления 29В, после выпрямления 24B при номинальной нагрузке. Трансформатор ТV1 принимаем типа ОСМ-0,1 с номинальным напряжением вторичной обмотки 220В.

Бесконтактный путевой выключатель  серии БВК предназначен для контроля положения механизмов или отдельных  узлов машин.

В данной схеме (рисунок 1) применяем выключатель типа БВК201–24x4, напряжение питания 24В постоянного тока; степень защиты IP65; основная погрешность по пути срабатывания и возврата не превышает 0,1 мм. Время переключения не превышает при включении 1 мс, при отключении 2 мс; длительность выходного импульса определяется скорость движения пластины и её шириной.

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

Определяем расчётный  ток в ветви схемы, где установлена  катушка реле:

_{В качестве реле KV1 и KV3 выбираем реле серии РПУ-2.}

_{Для KV1 принимаем реле типа РПУ-2-060203.}

_{Для реле KV3 принимаем реле типа РПЧ-2-062003}

_{Номинальный ток контактов  обоих реле равен 4А.}

 

_{Условия выбора реле KV1 и KV3 выполняются.}

Диодный мост предназначен для выпрямления переменного  тока. Однофазная мостовая схема характеризуется  высоким коэффициентом использования  мощности и поэтому может быть рекомендована в устройствах  повышенной мощности до 1кВ.

_{Выбираем  плоскостные диоды (вентили) серии КД.}

_{Среднее значение тока вентиля  принимаем равным:}

I_в=0,5∙I_d; I_в=0,5∙0,1=0,05A,

где I_d – расчётный выпрямленный ток.

Амплитудное обратное напряжение на одном плече схемы выпрямителя  равно:

I_{обр.ток}=1,57∙ U_d =1,57∙24=37,7В

Для диодного моста принимаем  четыре диода типа КД 106А. Технические  данные диода: номинальный (средний) ток 0,3А, (0,3>0,05А); номинальное обратное амплитудное напряжение 100В, (100>37,7В); прямое падение напряжения 1В; охлаждение – воздушное, естественное.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8. Выбор аппаратов для схемы управления электроприводом поршневого компрессора

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

 

В качестве кнопок управления SB1 и SB2 принимаем принимаем кнопки с цилиндрическим толкателем типа КЕ 011 (первое исполнение), а в качестве кнопок SB2 и SB4- типа КЕ 011 (второе исполнение). Номинальный ток контактов кнопок 6А. Степень защиты IP40.

По конструктивным и технологическим  условиям пуска поршневого компрессора  необходимо, чтобы выдержка реле времени  КТ немного превышала время пуска  поршневого компрессора. Ориентировочно (не указан тип компрессора), принимаем, что время пуска таких компрессоров не превышает 10 секунд. Исходя из этого  условия в качестве реле времени  принимаем реле типа ВЛ- 26У. Его основные технические параметры: номинальное рабочее напряжение 220 В; диапазон выдержки времени 0,1с до 10мин; число контактов – 1; потребляемая мощность 6,5 ВА.

Выпрямительный мост на диодах предназначен для питания катушек  электромагнитов УА1 и УА2 выпрямленным током на постоянном напряжении 24В.

Электромагниты используются в качестве привода электрогидравлических  клапанов.

В качестве электромагнитов  УА1 и УА2 принимаем электромагниты серии ЭЛ. Их данные: номинальное усилие 100Н;  ход якоря 10 мм; номинальное напряжение катушек 24В. Сопротивление катушек 10 Ом. Номинальный ток катушек 2,4 А.

 Для диодного моста  выбираем четыре диода серии В – кремниевые – штыревые.

Среднее значение тока вентиля  принимаем равным:

I_в=0,5∙I_d; I_в=0,5∙2,4=1,2A.

Амплитудное обратное напряжение на одном плече схемы выпрямителя равно37,7 В.

Принимаем четыре диода типа В 10. Технические данные диода: номинальный (средний) ток 10А, (10А>1,2А); номинальное обратное амплитудное напряжение 150В, (150>37,7В); прямое падение напряжения 1,35В; охлаждение – воздушное, естественное.

 

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

Промежуточное реле в схеме  управления электроприводом поршневого компрессора выбирается аналогично описанному выше.

В качестве промежуточных  реле KV1, KV2, KV4, KV5 – KV9 принимаем реле типа РПУ-2-062003, а в качестве реле KV3 и KV10 – типа РПУ-2-060203. Технические параметры этих реле указаны выше.

Световая сигнализация серии  АС предназначена для световой сигнализации (предупреждающей, аварийной, положения) и применяется в общепромышленных стационарных установках на напряжение до 500В переменного тока с частотой 50–60Гц, постоянного тока на напряжение до 500В.

Номинальное стационарное напряжение 24В. Светосигнальное устройство серии  АС для ламп со штыревым цоколем, выпуклым светофильтром, диаметром светящейся поверхности светофильтра 25мм, патрон под цоколь 1Ш9/14–1 климатическим  исполнением и категорией размещения У2.

Принимаем светосигнальное  устройство типа АСШО03ЗУ2, светофильтр красный, напряжение 24В при частоте 50Гц.

Тип ламп в устройстве А24–1; номинальное напряжение 24В; номинальная  мощность 2,5Вт; ГОСТ2023–75.

Так как напряжение ламп меньше напряжения сети то для обеспечения  нормальной работы необходимо установить резисторы, которые будут понижать напряжение сети до 24В. из условия выбора необходимо, чтобы падение напряжения составляло: 220–24=196В.

Определим сопротивление  резистора:

,

.

Проверочный расчет: ΔU=490∙0,04 = 196В, U= 220–196 = 24В.

Условие выполнено.

Резисторы выбираем типа ПЭВР, имеется возможность регулирования  сопротивления. Проволочные эмалированные  резисторы используются в схемах управления и регулируются I и II гр. по условиям эксплуатации. Номинальное сопротивление резисторов ПЭВР 10–510Ом. В нашем случае – 490Ом.

8.3 Выбор понижающих трансформаторов  TV1, TV2 и предохранителей FU5

Полная мощность трансформатора определяется по формуле:

,

где U_2Ф – фазное напряжение вторичной обмотки трансформатора.

Принимаем трансформатор  серии ОСМ. Такой трансформатор  принимают также для питания  цепей управления электродвигателей, для питания низковольтных цепей  сигнализации и выпрямителей, собранных  по двухпериодной схеме выпрямления. Тип трансформатора ОСМ–0,16 – однофазный, сухой, многоцелевого назначения; номинальная мощность трансформатора 0,16кВА, номинальная мощность вторичных обмоток 0,1кВА; номинальное напряжение первичной обмотки 380В, номинальное напряжение вторичной обмотки  220В.

Предохранители FU5 предназначены для защиты схемы управления от токов КЗ принимаем предохранители серии ПР-2.

8.4 Выбор датчиков давлений  и температуры

В схеме управления электроприводом  поршневого компрессора можно использовать в качестве датчиков давления электроконтактные манометры типа ЭКМ-1У. Манометры контролируют давление воздуха, масла и воды.

Технические параметры манометра: напряжение манометра 220В; класс точности 1,5; разрывная мощность 10ВА; верхние пределы избыточного давления манометра ЭКМ-1У: 0,1; 0,16; 0,25; 0,4; 0,6; 1; 1,6; 2,5; 4; 6; 10 МПА. При использовании манометра типа ЭКМ-2У – 16; 25; 40; 60; 100; 160 МПА.

В качестве датчиков контроля охлаждающей воды и масла выбираем датчики типа БТП103-24У3 – 24 В, так как они получили наибольшее применение.

Для соединения между собой  коммутационных аппаратов и защиты в схемах управления электроприводами выбираем провода марки АПВ; сечение жилы 2,5 мм²; рабочее напряжение провода до 380В; длительно допустимая токовая нагрузка 19А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Пользуясь указанной литературой  и методикой по выбору различных  аппаратов,  возможно выбрать аппараты для любой принципиальной электрической схемы напряжением до 1000В.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Библиографический список

1. Справочник по электрическим  машинам: В 2 т. / Под общ. ред. Н.П. Копылова и Б.К. Клокова. Т.1. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 456с.

2. Справочник по проектированию  электрических сетей и электрооборудования / Под ред. В.И. Круповича, Ю.Г. Барыкина, М.Л. Самовера. – М.: Энергоатомиздат, 1992. – 408 с.

3. Учебное пособие к  курсовому и дипломному проектированию  для электроэнергетических специальностей / Под ред. А.А. Федорова. – М.: Высш. школа, 1990. -368 с.

4. Москаленко В.В. Автоматизированный электропривод: Учебник для вузов. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 416 с.

5. Справочник по автоматизированному  электроприводу / Под ред. В.А. Елисеева и А.В. Шинянского. – М.: Энергоатомиздат, 1983. -616 с.

6. Электрооборудование кузнечно-прессовых машин: Справочник / В.Е. Соколов и др. – М.: Машиностроение, 1981. – 304 с.

7. Мирошник А.И., Мальгин Г.В., Сушков В.В. Электрические и электронные аппараты: Учеб. Пособие. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2002. – 144с.