Низковольтное комплектное устройство для управления и защиты асинхронного двигателя (стр. 4 )

Ом

Ом

Ом Ом

2.5.4. Полученные результаты сводим в табл. 3:

Таблица 3. Сводные данные о токах в различных точках схемы

Точки токи	Зажимы трансформатора	1	2	3
	478,6	36,72	14,72	10; 13
	–	–	103,04	–
	–	–	189,44	–
	–	55	19	19
	11965	3345	1209	–
	–	2897	1048	1048
	–	2755	662	662

2.6. Расчет ударного тока короткого замыкания

Ударный ток короткого замыкания находится из соотношения [1]:

где kуд - ударный коэффициент, зависящий от отношения .

При расчетах используем следующие соотношения по рекомендации МЭК [1]

(2.6.1)

2.6.1. Расчет ударного тока КЗ в точке 1

Воспользуемся формулой (2.6.1):

.

Найдём ударный ток КЗ:

А.

2.6.2. Расчет ударного тока КЗ в точке 2

Воспользуемся формулой (2.6.1):

.

Найдём ударный ток КЗ:

А

2.7. Проверка условия нормального пуска двигателя

В условиях легкого пуска двигателя (длительность пуска tп < 5 c) должно соблюдаться условие ,

где - ток трехфазного КЗ на двигателе (точка 2).

В таком случае будем иметь:

.

Условие выполнено, следовательно, выбранные кабели обеспечивают нормальный пуск двигателя.

2.8. Проверка падения напряжения до контактора

В режиме пуска двигателя, когда в цепи протекает пусковой ток Iп. дв. ГОСТом нормируется максимальное падение напряжения до контактора. Максимальное падение напряжения не должно превышать 15% от Uном. л, т. е. должно выполняться следующее условие

DU1≤DU ,

где DU1 – фактическое падение напряжения;

DU – максимальное допустимое падение напряжения.

,

где r и х – соответственно активное и индуктивное сопротивления цепи до места установки контактора в цепи (в данном случае сопротивление цепи до точки 1).

DU=0,15*380=57 В.

Активное сопротивление:

Ом;

Индуктивное сопротивление:

Ом.

В;

6,74 В <57 B.

Условие выполнено, значит кабели до контактора выбраны правильно.

3. ВЫБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ УПРАВЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

На рис. 3 представлена схема прямого пуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором.

Рис. 3. Схема прямого пуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

М — двигатель;

FU1 — предохранители вспомогательной цепи;

КМ — пускатель магнитный;

SB1, SB2 — выключатели кнопочные;

SB3, SB4 — выключатели кнопочные дополнительные;

КК — тепловое реле;

QF — автоматический выключатель;

3.1. Описание схемы прямого пуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

3.1.1.Нормальная работа асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Управление работой асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором осуществляется с помощью двух вспомогательных (сигнальных) цепей. Эти две вспомогательные цепи выполняют одинаковые функции и для управления двигателем достаточно использовать одну из них.

Для запуска асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором необходимо включить автоматический выключатель QF. Напряжение подаётся на цепи управления. Для замыкания контактов контактора KM, чьи вспомогательные контакты шунтируют кнопки SB1 и SB3 (кнопки “Пуск”), необходимо включить его, нажав кнопку SB1 или SB3. Контакты КМ шунтируют SB1 и SB3, препятствуя размыканию вспомогательной цепи. Ток с провода фазы В (L2) идёт по предохранителю FU1, через замкнутые контакты кнопок “Стоп” SB2 и SB4, вспомогательные контакты пускателя КМ, контакты теплового реле KK, обмотку контактора KM, второй предохранитель FU1, и попадает на провод фазы C (L3).

Обмотка контактора КМ получает питание и притягивает якорь, который воздействует на главные и вспомогательные контакты, замыкая разомкнутые и размыкая замкнутые.

После этого ток от каждой фазы поступает к двигателю. Двигатель начинает разворачиваться.

Для остановки двигателя необходимо нажать кнопку SB2 или SB4 (кнопки “Стоп”). Тогда обмотка контактора KM оказывается обесточенной, якорь контактора КМ возвращается в исходное положение и все замкнутые контакты размыкаются, а разомкнутые - замыкаются. Для отключения схемы необходимо воспользоваться автоматическим выключателем QF.

3.1.2. Нештатные режимы

Для защиты вспомогательных цепей от перегрузок предусмотрены плавкие предохранители FU1, которые срабатывают при аварийном режиме в цепях управления (например, при коротком замыкании на зажимах катушки магнитного пускателя).

При коротком замыкании на зажимах двигателя срабатывает автоматический выключатель QF. Автомат отключается, размыкая силовые контакты, что в свою очередь приводит к отключению цепи управления и размыканию главных контактов магнитного пускателя. Например, при торможении двигателя ток в рабочей цепи растёт и при полной его блокировке становится близким к КЗ. При этом срабатывает автоматический выключатель QF.

Для защиты двигателя от перегрузок по току (например, при технологической перегрузке из-за увеличения момента сопротивления на валу двигателя) применяется тепловое реле KK . При перегрузке ток статорной обмотки увеличивается в 5-7 раз. При этом нагревательный элемент теплового реле реагирует на увеличение тока, и контакты KK размыкаются, при этом катушка магнитного пускателя теряет питание - пускатель размыкает статорную обмотку двигателя.

При резком снижении напряжения более чем на 17% отключается контактор, так как при понижении напряжения уменьшается электромагнитная сила и пружина возвращает контактор в исходное положение.

При плавном снижении напряжения питания, а также при обрыве фазы, и постоянной нагрузке на валу двигателя ток статора увеличивается, вызывая срабатывание теплового реле.

3.2 Выбор магнитного пускателя

Пускатель магнитный предназначен для частых коммутаций и служит для защиты цепи от падения напряжения.

Основные технические параметры, по которым производится выбор пускателя, следующие:

а) назначение и области применения. Наиболее распространены магнитные пускатели серий ПМА, ПМЛ, ПМЕ с тепловыми реле серии РТТ, РТЛ, РТН соответственно;

б) род тока, количество и исполнение главных и вспомогательных контактов. Род тока— переменный, частота— 50 Гц; согласно схеме включения двигателя аппарат должен иметь не менее трех замыкающих силовых контактов и одного замыкающего вспомогательного контакта;

в) номинальное напряжение и номинальный ток в цепи. Номинальное напряжение— 380 В; номинальный ток (должен быть не меньше номинального тока двигателя)- 20 А;

г) категория применения. Аппарат должен работать в категории АС-3, то есть магнитный пускатель должен отключать в режиме нормальных коммутаций [1] I0 =6* Iном. р≥ Iп. дв, а в режиме редких коммутаций I0 =10* Iном. р≥ Iуд. п..дв,