Курсовой проект 2 страница

Щиток осветительный для вспомогательных комнат

Нагрузку на групповые ответвления Р, кВт:

= Руст×Кс×Кпра; (13) [1,с271]

где: Кс = 0,9 – коэффициент спроса;

Кпра = 1,2 – коэффициент, учитывающий потери мощности;

= 1440*0,9×1,2 = 15552

= 864*0,9×1,2 =933,12

= 1152*0,9×1,2 =1244,16

= 1152*0,9×1,2 =1244,16

= 1440*0,9×1,2 =15552

= 1152*0,9×1,2 =1244,16

= 1008*0,9×1,2 =1088,64

= 1440*0,9×1,2 =15552

= 1484*0,9×1,2 =1602,72

= 324*0,9×1,2 =349,92

Нагрузку на вводе Р, кВт: = 15552*0,9×1,2 =16796,16

(14) [1,с271]

15552+933,12+1244,16+1244,16+15552+1244,16+1088,64+15552+1602,72+349,92)

Ток на вводном кабеле, А

Iр.о. = ; (15) [1,с271]

= = 15,9

Сечение вводного кабеля:

3×6мм² с Iдоп. = 16 А, т.к. выполняется условие:

Iдоп ≥ Iр,

16 ≥ 15,9

Расчетный ток на первой группе Iр.о., А (для однофазной сети):

Iр.о. = Рр.о./Uном×сosφ; (16) [1,с272]

где: сosφ = 0,96 для ламп ГРЛ.

= 15552/220×0,96 = 67,8

Сечение жил кабеля выбирается:

на группах: (по механической прочности сечение для кабеля с медными жилами должно быть не менее 6мм² для однофазной сети).

= 5×2,5мм² с Iдоп = 75 А, т.к. выполняется условие:

Iдоп ≥ Iр,

Определение момента на участке? кВт*м:

М=∑Р*L (18) [1,с273]

М =12,032*1=12,032

Момента групповых ответвлений, кВт*м

×0,5

m₂*0,5L₂₃ =1,440*0,5*16=11,52

×0,5

m₂₄= *0,5L₂₄=1,296*0,5*40=25,92

×0,5

m₂₅= *0,5L₂₅=1,296*0,5*40=25,92

×0,5

m₂₆= *0,5L₂₆=1,296*0,5*14=9,07

Сумма моментов, кВТ*м

∑m=11,52+25,92+25,92+9,07+20,73+26,4+33,4+12,24+24,36+18,79= 208,35

Сечение вводного кабеля к осветительному щитку, мм²

F₁₂=M+α*∑m/c*∆U (19) [1,с273]

Где, С=72

F₁₂ = =3,6

Принимаем сечение 5x2,5мм²

Потеря напряжения, %

∆U₁₂=M/С* F₁₂

∆U₁₂=12,032/44*4=0,06

∆U₂₃=∆U₂₄….=2,5-0,06=2,44

F₂₃=m₂₃/с * ∆U₂₃ = 11,52/2,44*7,4=0,63

Принимаем сечение 3*2,5мм²

F₂₄=25,92/2,44*7,4=1,43

Принимаем сечение 3*2,5мм²

F_2,5=25,92/2,44*7,4=1,43 ²

Принимаем сечение 3*2,5мм²

F_2,6=9,07/2,44*7,4=0,5

Принимаем сечение 3*2,5мм²

^F_2,7^{=20,73/2,44*7,4=1,14}

^{Принимаем сечение 3*2,5мм2}

^F_2,8^{=26,4/2,44*7,4=1,46}

^{Принимаем сечение 3*2,5мм2}

^F_2,9^{=33,4/2,44*7,4=1,84}

^{Принимаем сечение 3*2,5мм2}

^F_2,10^{=12,24/2,44*7,4=0,67}

^{Принимаем сечение 3*2,5мм2}

^F_2,11^{=24,36/2,44*7,4=1,34}

^{Принимаем сечение 3*2,5мм2}

^F_2,12^{=18,79/2,44*7,4=1,04}

2.7 Выбор защитной аппаратуры для осветительной сети

Для защиты осветительной сети от перегрузки и токов короткого замыкания выбираем автоматический выключатель.

Для вводного кабеля Iн = 4,38 А:

Автоматический выключатель выбираем по условию:

Iн.а ≥ Iрасч. (19) [3,с81]

Iтепл ≥ Iрасч (20) [3,с81]

По наибольшему значению выбираем автоматический выключатель типа ВА 51 – 25 с Iн.а = 25 А и Iтепл = 8 А.

Для групповых ответвлений Iн = 7,06 А:

Автоматический выключатель выбираем по условию:

Iн.а ≥ Iрасч, (21) [3,с81]

Iтепл ≥ Iрасч (22) [3,с81]

По наибольшему значению выбираем автоматический выключатель типа ВА 51 – 25 с Iн.а = 25А и Iтепл = 8А

Расчет сечения токоведущих жил остальных групп производится аналогично и результаты заносятся в таблицу 2.1

Таблица 2.1 – Расчет сечения токоведущих жил

Щит освещения	Группа	Вт	Марка кабеля	А	Сечение	А	Тип автомата	А	Марка щитка освещения
	Гр.1		ВВГ	7,06	3x2,5		ВА51-25
	Гр.2	725,76	ВВГ	3,42	3x2,5		ВА51-25
	Гр.3	2488,32	ВВГ	11,78	3x2,5		ВА51-25
	Гр.4	1866,24	ВВГ	8,83	3x2,5		ВА51-25
		6700,32	ВВГ	0,92	5x1,5		ВА51-25		ЩРН-П-12

2.8 Выбор электрооборудования напряжением до 1000 В (групповых щитков, распределительных шкафов

Основным силовым электрооборудованием предприятия является асинхронные двигатели, мощность которых можно определить путем расчетов.

Мощность двигателя вентилятора.

Мощность двигателя определяется по формуле, кВт:

Р = Q*H*Kз*^{10- 3}; (11) [2,с136]

где: η_в*η_н

Q –Производительность вентилятора, 30 м³/с

К–коэффициент запаса, 1,8

Н –давление, 400 Па

η_в– КПД вентилятора 0,44

η_н-КПД передачи вентилятора 1

Р = 30*400*1.8*10^-3/0.44= 5.5

Тип двигателя: 4A100L2Y3 мощностью 5.5кВт; n - 2880об/мин.; Cosφ – 0,91; η=87.5%

Номинальный ток,А

Iн =Р/ (√3×Uн×η×Cosφ); (12) [2,с136]

Iн = 5,5/(1,73×0,38×0,87×0,91) = 10.5 А

3. ТРЕБОВАНИЯ К ЭЛЕКТРОПРИВОДУ

К электроприводу предъявляются следующие требования.

Задачами управления электроприводами являются: осуществление пуска, регулирование скорости, торможение рабочей машины, поддержание ее режима работы в соответствии с требованиями технологического процесса, управление положением рабочего органа машины. При этом должны быть обеспечены наибольшая производительность машины или механизма, наименьшие капитальные затраты и расход электроэнергии.

Конструкция рабочей машины, вид электропривода и система его управления связаны между собой. Поэтому выбор, проектирование и исследование системы управления электроприводом должны осуществляться с учетом конструкции рабочей машины, ее назначения, особенностей и условий работы.

Кроме основных функций системы управления электроприводами могут выполнять некоторые дополнительные функции, к которым относятся сигнализация, защита, блокировки. Обычно системы управления одновременно выполняют несколько функций.

Системы управления электроприводами делят на различные группы в зависимости от главного признака, положенного в основу классификации.

По способу управления различают системы ручного, полуавтоматического (автоматизированного) и автоматического управления. По роду выполняемых в производственном процессе основных функций системы полуавтоматического и автоматического управления электроприводами можно разделить на несколько групп.

К первой группе относятся системы, обеспечивающие автоматические пуск, остановку и реверсирование электропривода. Скорость таких приводов не регулируется, поэтому они называются нерегулируемыми.

Такие системы применяются в электроприводах насосов, вентиляторов, компрессоров, конвейеров, лебедок вспомогательных механизмов и т. п.

Ко второй группе относятся системы управления, которые кроме выполнения функций, обеспечиваемых системами первой группы, позволяют регулировать скорость электроприводов. Подобного рода системы электроприводов называются регулируемыми и применяются в грузоподъемных устройствах, транспортных средствах и пр.

К третьей группе относятся системы управления, обеспечивающие кроме вышеуказанных функций возможность регулирования и поддержания определенной точности, постоянства различных параметров (скорости, ускорения, тока, мощности и т. д.) при изменяющихся производственных условиях. Такие системы автоматического управления, содержащие обычно обратные связи, называются системами автоматической стабилизации.

К четвертой группе относятся системы, которые обеспечивают слежение за сигналом управления, закон изменения которого заранее не известен. Такие системы управления электроприводами называют следящими системами. Параметрами, за которыми обычно осуществляется слежение, являются линейные перемещения, температура, количество воды или воздуха и пр.

К пятой группе относятся системы управления, обеспечивающие работу отдельных машин и механизмов или целых комплексов по заранее заданной программе, называемые программными системами.

Первые четыре группы систем управления электроприводами обычно входят как составные части в систему пятой группы. Кроме того, эти системы снабжаются программными устройствами, датчиками и другими элементами.

К шестой группе относятся системы управления, которые обеспечивают не только автоматическое управление электроприводами, включая системы первых пяти групп, но и автоматический выбор наиболее рациональных режимов работы машин. Такие системы называются системами оптимального управления или самонастраивающимися . Они обычно содержат вычислительные машины, которые анализируют ход технологического процесса и вырабатывают командные сигналы, обеспечивающие наиболее оптимальный режим работы.

Классификацию систем автоматического управления осуществляют по типу применяемых аппаратов. Так, различают системы релейно-контакторные, электромашинные, магнитные, полупроводниковые.

Важнейшей дополнительной функцией управления является защита электропривода.

К системам автоматического управления предъявляются следующие основные требования;

обеспечение режимов работы, необходимых для осуществления технологического процесса машиной или механизмом, простота системы управления, надежность системы управления, экономичность системы управления, определяемая стоимость аппаратуры, затратами энергии, надежность и гибкость, удобство управления и монтажа, эксплуатации и ремонта систем управления.

По необходимости предъявляются дополнительные требования;

бесшумность, взрывобезопасность, искробезопасность, стойкость к вибрации, значительным ускорениям.

3.1 Расчет механической характеристики

Механической характеристикой двигателя называют зависимость угловой скорости (ω) от момента вращения (м),

ω_дв=ƒ(м_дв) (23)[4,17]

Единица момента вращения ньютон-метр (Н·м), угловой скорости радиан на секунду (рад/сек).

Механическую характеристику асинхронного электродвигателя строят по каталожным или паспортным данным. В паспортных данных или на его щитке

указаны следующие технические данные;

номинальная мощность, Р_ном= 5,5кВт,

номинальное напряжение, U_ном = 380B,

номинальный ток I_ном = 10,5 А,

номинальная частота вращения n = 2880 об/мин.

По этим данным строят механическую характеристику по точкам, смотри графическую часть лист 2.

Первая точка 1 - точка синхронной угловой скорости – имеет следующие координаты: момент равен нулю и угловая скорость равна синхронной,

М = 0 и ω = ω₀.

Синхронная угловая скорость, рад/сек,

ω₀ = , (24)[4,с.17]

Где:

ƒ - частота сети, 50Гц;

р - число пар полюсов,

ω₀ = = 314.

Синхронная частота вращения двигателя, об/мин,

n_o= 60 ƒ/ р, (25)[4,с.17]

n_o = 3000/ р= 60·50/1 = 3000.

Поэтому синхронная частота вращения принимает строго определенные значения: 3000об/мин.

Повторим, что связь между угловой скоростью ω (рад/сек) и частотой вращения (об/мин) выражена следующим образом:

ω₀ = ≈ 0,105n₀,(26)[4,с.17]

ω₀ = 0,105·3000 = 315 рад/сек.

Вторая точка 2 - точка с номинальными параметрами - имеет координаты: момент равен номинальному моменту, угловая скорость равна номинальной,

(М = М_ном и ω = ω_ном).

Номинальную частоту вращения n_ном, об/мин, берут из паспорта, а угловую скорость ω_ном, рад/с, определяют:

ω_ном ≈ 0,105n_ном,

ω_ном= 2880·0,105 = 302,4 рад/сек.

Номинальный момент электродвигателя, Н·м,

М_ном = Р_ном/ω_ном, (27)[4,с.18]

Где:

Р_ном- номинальная мощность электродвигателя, кВт;

ω_ном- номинальная угловая скорость двигателя, рад/сек.

М_ном = = 0,0181

Третья точка 3 - соответствует критическому моменту и имеет координаты:

момент равен максимальному или критическому, соответственно угловая скорость равна критической, (М = М_кр и ω = ω_кр).

Максимальный (критический) момент, Н·м,

М_кр = , (28)[4,с.18]

Где:

М_*кр = M_кр/M_ном - кратность критического момента (паспортная величина, безразмерная).

М_кр= М_*кр·М_ном = 2,2·0,0181 = 0,03 (29)[4,с.18]

Критическая угловая скорость, рад/сек,

ω_кр = ω_о(1 - S_кр),(30)[4,с.18]

ω _кр = 314(1–0,142) = 269,412

Где:

S_кр- критическое скольжение, об/мин,

S_кр = , (31)[4,с.18]

S_кр = = = 0,142

Где:

S_ном - номинальное скольжение, об/мин,

S_ном = (ω_о–ω_ном)/ ω_о, или S_ном= (n_о–n_ном)/n_о. (32)[4,с.19]

S_ном = (n_о–n_ном)/n_о, (33)[4,с.19]

S_ном = = 0,03.

Четвертая точка 4 - точка минимального момента - имеет координаты: момент равен минимальному моменту, соответственно угловая скорость равна минимальной, (М = М_мин и ω = ω_мин).

Минимальный момент, Н/м,

М_мин = = М_*мин·М_ном, (34)[4,с.18]

Где:

М_*мин = М_мин/М_ном- кратность минимального момента (паспортная величина, безразмерная;

М_ном– номинальный момент двигателя,

М_мин = 1,2·0,0181=0,02

Угловая скорость, соответствующая минимальному моменту, рад/сек,

ω _мин ≈ , (35)[4,с.18]

ω _мин = = 44,85

Пятая точка 5 - точка пускового момента - имеет координаты: момент равен пусковому, угловая скорость равна нулю, (М = М_{пус к} и ω = 0).

Пусковой момент, Н·м,

М_пуск= = M_*пуск·М_ном, (36)[4,с.19]

Где:

M_*пуск = M_пуск·М_ном- кратность пускового момента (паспортная величина, безразмерная);

М_ном- номинальный момент двигателя,

М_пуск = 2,0·0,0181 = 0,0362

3.2 Выбор добавочного резистора в цепи статора

Для двигателя типа 4A100L2Y3,

P_ном = 5,5 кВт;

n_ном = 2880 об/мин;

I_ном = 10,5 А;

Cosφ = 0,91

λ_м= М_к/M_ном = 2,2;

λ₁ =I_п/I_ном = 7,5;

p = 1;

ƒ_1ном = 50г;

U _ном= 380B.

R _1д, включение которого в три фазы уменьшит пусковой ток в 2 раза (α = 0,5), определяем пусковой ток двигателя при отсутствии резисторов в цепи статора, А,

I_1п.е=λ₁·I _{1 ном}, (37)[5,с.111]

I_1п.е=7,5·10,5 = 78,8

Полное сопротивление короткого замыкания, ом,

z_к =U _ном / (√3·I_ном), (38)[5,с.111]

z_к = 380/1,73·78,8 = 2,78

cosφ_п= 0,4, определяем активное сопротивление короткого замыкания, ом,

r_к=z_кcosφ_п, (39)[5,с.112]

r_к= 2,78· 0,91 = 2,52

Реактивное сопротивление короткого замыкания, ом,

x_к= , (40)[5,с.112]

x_к = = 0,26

Получения заданных кратностей пускового тока α, требуемое искомое сопротивление добавочного резистора, ом,

R_1д = , (41)[5,с.112]

R_1д = = 2,78

Дата добавления: 2015-08-31