Выбор электродвигателей, пусковых и защитных аппаратов

4 Выбор электродвигателей, пусковых и защитных аппаратов

Электродвигатели для привода производственных механизмов выбираются по следующим условиям: по напряжению, мощности, режиму работы, частоте вращения и условиям окружающей среды.

Электродвигатели необходимо выбирать таким образом, чтобы его номинальная мощность соответствовала мощности приводимого механизма т. е.

РН. Д ≥ РМЕХ (4.1)

где РН. Д – номинальная мощность выбираемого двигателя, кВт;

РМЕХ – мощность механизма, для которого выбираем двигатель, кВт.

Рассмотрим выбор двигателей на примере привода сверлильного станка: мощность станка Рмех=2кВт, по условию 4.1 выбираем двигатель марки 4А90L4Y3 с РН. Д=2,2 кВт, n=1425 об/мин, cosφ=0,87, η= 87,5 %, Кп=6.

Аналогично производим выбор электродвигателей для остальных механизмов, результаты выбора сводим в таблицу 4.1.

Таблица 4.1-Выбор электродвигателей механизмов.

	Наименование станка	РМЕХ, кВт	РН.Д, кВт	Марка двигателя	n, об/мин	cosφ	η , %	Кп
1 2 3 4	Токарно-винторезные	10,5 14,25 11 7,2	11 15 11 7,5	4A132M4Y3 4A160S4Y3 4A132M4Y3 4A132S4Y3	1460 1465 1460 1455	0,87 0,88 0,87 0,86	87,5 88,5 87,5 87,5	7,5 7,0 7,5 7,5
5 6 7 8	Сверлильные	1,5 2,1 2 10,5	1,5 2,2 2,2 2*5,5	4A80B4Y3 4A90L4Y3 4A90L4Y3 4A112M4Y3	1415 1425 1425 1445	0,83 0,83 0,83 0,85	77 87,5 87,5 85,5	5 6 6 7
9 10 11 12	Консольно-фрезерные	5,2 18,2 5,2 3,7	5,5 3*7,5 5,5 4	4А112M4Y3 4A132S4Y3 4A112M4Y3 4A100L4Y3	1445 1455 1445 1430	0,85 0,86 0,85 0,84	94	7 7,5 7 6
13 14 15	Шлифовальные	7,5 5,3 3,7	7,5 7,5 4	4A132S4Y3 4A132S4Y3 4A100L4Y3	1455 1455 1430	0,86 0,86 0,84	96	7,5 7,5 6
16 17	Заточные	4 4	4 4	4A100L4Y3 4A100L4Y3	1430 1430	0,84 0,84	84 84	6 6
18 19	Молоты	10 7,5	11 7,5	4A132M4Y3 4A132S4Y3	1460 1455	0,87 0,86	87,5 87,5	7,5 7,5
20 21	Машины листогибочные	11 11	11 11	4A132M4Y34A132M4Y3	1460 1460	0,87 0,87	87,5 87,5	7,5 7,5
22	Ножницы гидравлические	37	37	4A200M4Y3	1475	0,9	91,0	7
23	Насос	18,5	18,5	4A160M4Y3	1465	0,88	89,5	7

Аппараты управления и защиты выбирают по номинальному току нагрузки, номинальному напряжению и роду тока питающей сети.

Для защиты двигателей от к. з. выбираем автоматические выключатели, а от перегрузок – тепловые реле, которые идут в комплекте с магнитными пускателями. Для дистанционного управления и защиты от пониженного напряжения применяем магнитные пускатели.

Рассмотрим выбор защитной и коммутационной аппаратуры на примере консольно-фрезерного станка с одним приводным двигателем №12 с Рн. д=4кВт, n=1430 об/мин, cosφ=0,84, η=94%, КП=6.

Номинальный ток электродвигателя:

IН= (4.2)

где IН - номинальный ток электродвигателя, А;

РН – номинальная мощность двигателя, кВт;

UН – номинальное напряжение двигателя, кВ;

η – КПД при номинальной нагрузке;

cos φ – номинальный коэффициент мощности.

IН==8,8 А

Пусковой ток электродвигателя:

IП=IН·КП (4.3)

где КП – кратность пуска двигателя;

IП – пусковой ток электродвигателя, А.

IП=6·8,8=52,8 А.

Выбор автомата производим по следующим условиям:

Iн. аIн. д, Iн. рIн. д, (4.4)

где Iн. а- номинальный ток автомата.

Iн. р- номинальный ток расцепителя автомата.

25А8,8А, 10А8,8А

Выбираем автомат марки ВА 51-25 с Iн. а=25А,Iн. р=10А [1,с.99].

Проверяем выбранный автомат оп условию срабатывания:

Iср. з1,25·Iпуск (4.5)

Котс ·Iном. р1,25·Iпуск (4.6)

10·101,25·52,8

100А66А (верно)

Принимаем кратность тока отсечки по отношению к номинальномутоку Котс=10.

Аналогично выбираем остальные автоматы и сводим их в таблицу 4.2.

Магнитный пускатель выбираем по условию:

IНIР

где IН - номинальный ток пускателя, А;

IР - расчетный ток нагрузки (номинальный ток двигателя), А.

10 А8,8 А.

Принимаем магнитный пускатель ПМЛ 1600 с IН=10А в комплекте с тепловым реле РТЛ [2, стр. 36].

Для питания всех двигателей проектируемого цеха будем использовать алюминиевый кабель марки АВВГ имеющий три фазные жилы и четвёртую – нулевую.

Сечение жил выбирается по следующим условиям:

IДОП (4.7)

где IДОП - допустимый ток выбираемого кабеля, А;

Iн. д - расчетный ток проводника, А;

КП - поправочный коэффициент на условия прокладки (при нормальных условиях КП = 1).

IДОП (4.8)

где IЗ – номинальный ток или ток срабатывания защитного аппарата, А;

КЗ – кратность длительно допустимого тока провода или кабеля по отношению к номинальному току срабатывания защитного аппарата, из справочника [1,стр.107]. Принимаем КЗ =1.

42 А8,8 А

42

Таким образом выбираем кабель марки АВВГ(3×10)+1×6 мм2 с IДОП= 42 А, [1,с. 99].

Проверим выбранный кабель по потере напряжения:

(4.9)

где l – длинна кабеля;

r0, x0 –активное и индуктивное сопротивление кабеля. Принимаем из таблиц.

Т. к. 0,7% < 5%, то кабель выбран правильно.

Для остальных электроустановок расчет производится аналогично и все данные заносим в таблицу 4.2.

Схема защиты и управления однодвигательным приводом представлена на рисунке 4.1

АВВГ (3×10)+1х6 мм2

ВА 51-25 ПМЛ-1600 12

4

Рисунок 4.1 – Схема защиты и управления однодвигательным приводом

Рассмотрим отдельно выбор аппаратуры защиты и управления для приводов двухдвигательного привода.

Рисунок 4.2- Схема двухприводной электроустановки

ПМЛ-2600 8

АВВГ 3(1×16)+1×10 мм2 5,5+5,5

ВА 51-31 ПМЛ-2600

Рассмотрим выбор вышеперечисленной аппаратуры на примере двухприводного сверлильного станка №8 с двумя двигателями марки 4A112M4Y3 с Рн=5,5кВт, n=1445 об/мин., cosφ=0,85, η=85,5%, Кп=7.

Выбор нижнего кабеля и пускателя произво­дится
аналогично
однодвигательному приводу.

Номинальный ток электродвигателя:

Iн1=Iн2==11,7 А.

Пусковой ток электродвигателя :

Iпуск1=Iпуск2=11,7·7=81,9А

Пиковый ток группы:

Iпик. гр = Iпуск.max+Iн2=81,9+11,7=93,6А; (4.10)

Расчётный ток группы электродвигателей:

Iр. гр=Iн1+Iн2= 2·11,7= 23,4А; (4.11)

Выбираем автомат:

Iн. аIр. гр, Iн. рIр. гр,

100А23,4А, 31,5А23,4А,

Из справочника [1 ,с.99] выбираем автомат ВА 51-31 с Iн. а=100А и Iн. р=31,5А

Проверяем выбранный автомат по условию срабатывания:

Iср1,25·Iпик. гр (4.12)

Котс ·Iном. р1,25·Iпик. гр (4.13)

10·31,51,25·93,6

315А117А (верно)

Принимаем кратность тока отсечки по отношению к номинальномутоку Котс=10.

Выбираем магнитные пускатели (4.5):

Магнитный пускатель ПМЛ-2600 с Iном=25А в комплекте с тепловым реле РТЛ [2, стр. 436].

Выбираем питающий кабель:

1); (4.14)

где IДОП – длительно допустимая токовая нагрузка провода или кабеля, А;

Iр. гр – расчётный ток группы двигателей, А;

Кп – поправочный коэффициент на условия прокладки (принимаем Кп=1,т. к. условия прокладки нормальные).

2); (4.15)

где IЗ – номинальный ток или ток срабатывания защитного аппарата;

КЗ – кратность длительно допустимого тока провода или кабеля по отношению к номинальному току срабатывания защитного аппарата, принимаем КЗ =1.

1) 2) ;

60≥31,5 А.

Таким образом выбираем кабель АВВГ 3(1×16)+1×10 мм2 с IДОП =60А [1,с.65].

Проверим выбранный кабель на потерю напряжения по условию 4.9:

Т. к. 2,4% < 5%, то кабель выбран правильно.

Аналогично производим выбор пусковой, защитной аппаратуры и питающих кабелей для остальных станков и результаты заносим в таблицу 4.2.

Таблица 4.2-Выбор защитной аппаратуры.

№	Автоматический выключатель	Пускатель (контактор)	Марка кабеля мм2	Iдоп, А	ΔU%
Тип	Iн. а,А	Iн. р,А	Тип	Iн,А
1, 3, 18, 20, 21	ВА 51-25	25	10	ПМЛ-2600	25	АВВГ 4×2,5	19	0,8
2	ВА 51-25	25	12,5	ПМЛ-3600	40	АВВГ 4×2,5	19	0,9
4,13,19,14	ВА 51-25	25	6,3	ПМЛ-2600	25	АВВГ 4×2,5	19	0,5
5	ВА 51-25	25	6,3	ПМЛ-2600	40	АВВГ 4×1,5	23	0,5
6,7	ВА 51-25	25	10	ПМЛ-2600	25	АВВГ 4×2,5	19	0,8
8	ВА 51-31	100	31,5	ПМЛ-2600	25	АВВГ 3(1×16)+1×10	60	2,4
9, 11	ВА 51-25	25	12,5	ПМЛ-2600	10	АВВГ 4×2,5	19	0,85
10	ВА 51-31	100	50	ПМЛ-2600	40	АВВГ3(1×16)+1×2,5	40	2,1
12,15,16,17	ВА 51-25	25	10	ПМЛ-2600	10	АВВГ (3×10)+1×6	42	0,75
22	ВА 51-31	100	100	ПМЛ-2600	10	АВВГ 3(1×25)+1×16	124	3,1
23	ВА 51-31	100	40	ПМЛ-2600	40	АВВГ3(1×6)+1×4	24	2,5