Устройство и работа электропривода
Министерство
образования и науки РФ
Федеральное
государственное бюджетное
образовательное
учреждение
высшего
профессионального образования
“Владимирский
государственный университет”
имени
Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых
Кафедра «Автоматизации
технологических процессов и производств»
Контрольная
работа
по предмету:
«Системы приводов»
Выполнил: студент гр. ЗАсд-111
Смирнов К.В.
Проверил:
проф. Егоров И.Н.
Владимир
2013
Задание №1
Для трехфазного асинхронного двигателя с
короткозамкнутым ротором составить схему управления на магнитном пускателе с
кнопочной станцией. Защиту от перегрузки выполнить тепловыми реле, защиту от
коротких замыканий автоматическими выключателями. Выбрать магнитный пускатель и
автоматический выключатель.
Номинальные параметры асинхронных
электродвигателей приведены в таблице 1 .
Синхронная частота вращения 1500 об ∕ мин.
Линейное напряжение питания электродвигателей
380 В.
Таблица 1
Вариант
|
РН
, кВт
|
ηН, %
|
COS
φ
|
I
П / I Н
|
21
|
4
|
84
|
0,84
|
6
|
Для электродвигателя мощностью 4 кВт выбираем
автоматический выключатель марки АП-50 ,ток расцепителя которого равен 16
А,время отключения-0.02 с, число полюсов -3; и магнитный пускатель 1 величины
марки ПМЕ-122.
ПМЕ-122. -нереверсивный,Iн
-10А,вид исполнения -защищенный.
Задание №2
Составить релейно - контакторную схему
автоматизированного управления нереверсивным приводом с двигателем постоянного
тока параллельного возбуждения. Схема должна обеспечивать двухступенчатый
реостатный пуск в функции времени и динамическое торможение двигателя в функции
ЭДС якоря. Схема должна содержать максимальную токовую защиту двигателя,
нулевую защиту и защиту от обрыва цепи обмотки возбуждения.
Дать описание работы схемы. Определить токи
уставок максимальных токовых реле.
Осуществить выбор электрических аппаратов
управления и защиты. Составить спецификацию выбранных аппаратов с указанием
типов и технических характеристик.
Технические характеристики двигателей приведены
в таблице 2.
Напряжение питания всех двигателей 220 В.
Таблица 2
Вариант
|
РН
, кВт
|
nH
, об ∕ мин.
|
ηН , %
|
RВ
, Ом
|
21
|
4,5
|
1000
|
79,5
|
108
|
Рис. 1. Принципиальная схема пуска двигателя
постоянного тока параллельного возбуждения по времени
Схема обеспечивает пуск двигателя постоянного
тока (ДПТ) в функции независимой выдержки времени в две ступени, динамическое
торможение в функции ЭДС якоря, содержит максимальную токовую защиту двигателя,
нулевую защиту и защиту от обрыва цепи обмотки возбуждения.
Схема управления двигателем постоянного тока
параллельного возбуждения в функции времени. При нажатии кнопки S2 по катушке
контактора К протекает ток, вызывая срабатывание контакта К (рис. 1).
Замыкающие контакты контактора К в цепи якоря, в цепи катушки К, шунтирующие
кнопку s2, и в цепи катушек
контакторов ускорения У1 и У2 замыкаются, а размыкающий контакт К в цепи реле
ускорения К1 размыкается. По обмотке якоря и через две ступени пускового
резистора, включенные последовательно, протекает пусковой ток. Двигатель
начинает вращаться, постепенно увеличивая частоту вращения вала. Размыкающий
контакт реле ускорения К1 с выдержкой времени замыкается и подает питание на
катушку контактора У1. Контакты У1 замыкают часть пускового сопротивления
(первую ступень RI), в результате чего ток возрастает, двигатель получает
нужное ускорение и автоматический пуск продолжается. Одновременно с этим
катушка реле ускорения К2 оказывается замкнутой накоротко, ее питание током
прекращается и размыкающий контакт реле ускорения К2 в цепи катушки контактора
ускорения У2, который был до этого разомкнут, замыкается с необходимой
выдержкой времени. Замыкание контакта К2 вызывает включение контактора
ускорения У2, который своими силовыми контактами замыкает вторую ступень
пускового резистора. Пуск двигателя заканчивается и он работает на естественной
механической характеристике. Для остановки двигателя нажимают на кнопку S1,
в результате чего катушка контактора К обесточивается и двигатель
останавливается. Вся схема приходит в исходное положение и двигатель
подготовлен к пуску.
Токи уставок максимальных токовых реле равны
26.8 А
Реле тока РТ-40-3 шт.
Характеристика реле тока
Диапазон коммутируемых токов,А: 0,1...2
Коммутируемое напряжение, В
постоянного тока: 24...250 переменного тока: 24...250
Количество контактов
замыкающих: 1 размыкающих: 1
Потребляемая мощность
постоянного тока,Вт: 1 переменного тока, В А
Реле времени с выдержкой времени до 50 с РВ
01-2шт
Основные характеристики:
Номинальное
напряжение питания, В:
|
|
-
постоянного тока
|
24
или 48, 60, 110, 220
|
-
переменного тока
|
Номинальная
частота переменного тока, Гц
|
50
или 60
|
Номинальные
диапазоны регулировки выдержки времени, с
|
от
0,1 до 5,0 от 0,1 до 50,0
|
Технические данные
Способ регулировки уставок
|
ступенчатый
|
Количество
переключающих контактов
|
2
|
Средняя
основная погрешность d*, выраженная в процентах от уставки Т:
|
(d*
= ± (a + b Тмакс ) T,
|
-
для исполнения: 0,1 - 5,0 с
|
a=2,0;
b=0,2
|
-
для исполнения: 0,1 - 50,0 с
|
a=3,0;
b=0,06
|
Время
возврата (на постоянном и переменном токе), с:
|
-
для исполнения 0,1-5,0
|
0,04;
0,055
|
-
для исполнения 0,1-50,0
|
0,06;
0,075
|
Время
повторной готовности (на постоянном и переменном токе), с:
|
-
для исполнения 0,1-5,0
|
0,06;
0,07
|
-
для исполнения 0,1-50,0
|
0,1;
0,11
|
Потребляемая
мощность:
|
-
при постоянном токе и Uном, Вт:
|
24
В
|
2,0
|
48
В
|
2,5
|
60
В
|
3,0
|
110
В
|
5,0
|
220
В
|
10,0
|
-
при переменном токе и Uном, ВА:
|
|
100
В
|
6,0
|
127
В
|
7,0
|
220
В
|
11,0
|
380
В
|
20,0
|
Конструктивное
исполнение по способу присоединения внешних проводников:
|
переднее,
заднее (винтом)
|
Габаритные
размеры, мм., не более
|
66х152х181
|
Масса
реле, кг, не более
|
1,0
|
Магнитный пускатель-ПМ12-100100,
220В/50Гц
Технические характеристики:
Основные технические характеристики:
токи продолжительного режима 100, 125, 160, 200,
250, 315, 400, 500, 630, 800, 1000А
количество полюсов 3
номинальное напряжение переменного тока 220,
380В, частоты 50Гц
номинальное напряжение постоянного тока 110,
220, 440В
степень защиты IP00
эксплуатационная частота включений до 600 в час
механическая износостойкость 5 млн. циклов
температура окружающей среды от - 25ºС
до + 55ºС
Кнопки управления-2 шт.
Кнопки XB2-BA с номинальным напряжением изоляции
660В, предназначены для встраивания в нормализированные отверстия
электрооборудования. Серия ХВ2 является аналогом кнопок размера d22 в
соответствии с рекомендациями IEC, предлагаемых известными фирмами.
Может применяться в различных климатических
зонах под навесом.-BA21 - черная (1НО),-BA42 - красная (1НЗ),-BA51 - желтая
(1НЗ),-BA31 - зеленая (1НО),-BA61 - синяя (1НО),-BL42 - красная (1НЗ),
выступающий толкатель
номинальное напряжение - до 400V,
диаметр монтажного отверстия - 22 мм,
диапазон рабочих температур - 5....+60°С,
рабочее положение - произвольное
При необходимости увеличения количества
контактов кнопка может быть снабжена дополнительными контактами серии ZB2-BE.
Задание №3
двигатель ток магнитный пускатель
Для комплектного электропривода по таблице 3 описать
структуру привода, привести технические параметры и начертить функциональную
схему. Дать описание работы схемы и указать назначение входящих в нее узлов.
Таблица 3
Вариант
|
Серия
электроприводов
|
21
|
ЭТУ
|
ЭТУ 3601-электропривод комплектный тиристорный
постоянного тока. Предназначены для создания на основе высокомоментных
электродвигателей постоянного тока быстродействующих широкорегулируемых
приводов подач металлорежущих станков, в том числе станков с числовым
программным управлением.
Электроприводы имеют:
.Сигнализацию состояния «включено», «отключено»
.Сигнализацию срабатывания максимально-токовой
защиты и защиты от перегрузок двигателя.
.Блокировку,обеспечивающая нормальную работу при
любой продолжительности включения коммутационной и защитной аппаратуры.
Блок защит должен иметь:
.Сигнализацию от превышения максимальной
скорости
.Сигнализация превышения максимальной скорости
.Сигнализацию от обрыва цепи тахогенератора
Состав изделия:
В состав электропривода входят:
.Блок преобразователя.
.Трансформатор согласующий
.Дроссель сглаживающий
.Автоматический выключатель
.Электродвигатель серии ДПУ или 2ПББ
.Блок защит
.Реактор коммутационный.
.Панель
Питание электроприводов осуществляется:
. от трехфазной сети напряжением 220 или
380 В частотой 50 Гц
. напряжением 220,230,400,415 частоты 50
Гц
Устройство и работа изделия:
Блок преобразователя является основным элементом
электропривода, в котором происходит преобразование переменного напряжения
трехфазной питающей сети в постоянное напряжение, подаваемое на якорь
электродвигателя, в котором осуществляются все необходимее функции по
управлению поступления к якорю потока энергии с целью регулирования его частоты
вращения в функции сигнала задатчика частоты вращения.
Силовая часть выполнена в виде трехфазного реверсивного
мостового тиристорного управляемого выпрямителя, работающего по принципу
раздельного управления силовыми комплектами тиристоров с запиранием
неработающего комплекта, подключается к питающей сети через согласующий
трансформатор и автоматический выключатель, осуществляющий защиту
электропривода от токов короткого замыкания и длительных перегрузок
выпрямителя.
Якорь электродвигателя подключается к зажимам
постоянного тока вентильных комплектов, включено встречно -параллельно ,через
сглаживающий дроссель, устанавливаемый в электроприводе в том случае если
индуктивность якоря двигателя недостаточна для обеспечения коэффициента
двигателя по току.
Схема управления электропривода выполнена по
принципу двухконтурной системы подчиненного регулирования параметров с
ПИ-регулятором тока и скорости и конструктивно размещена на двух печатных
платах.
Литература
1.Системы автоматизированного
управления электроприводами: Учебное пособие/ Г.И. Гульков Г.И. , Ю.Н.
Петренко, Е.П. Раткевич, О.Л. Симоненкова; под общ. ред. Ю.Н. Петренко. -
Минск: Новые знания, 2004.
. Москаленко В.В. Системы
автоматизированного управления электроприводом.- М.: Высшая школа, 2004.
. Москаленко В.В. Электрический
привод. - М.: Высшая школа, 2000.
. Белов М.Н., Новиков В.А., Рассудов
Л.Н. Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и
технологических комплексов. - М.: Академия, 2004.
. Электротехнический справочник. В 3
т. Т. 3: в 2 кн. Кн. 2. Использование электрической энергии / Под общ. ред.
И.Н. Орлова и др.- М.: Энергоатомиздат, 1988.
. Комплектные тиристорные
электроприводы: Справочник / И.Х. Евзеров, А.С. Горобец, Б.И. Мошкович и др.;
Под ред. В.М. Перельмутера. - М.: Энергоатомиздат, 1988.
. Яуре А.Г., Певзнер Е.М. Крановый
электропривод: Справочник. - М.: Энергоатомиздат, 1988.