Курсовая работа по дисциплине: «Электрические и электронные аппараты»

Часто пользуются понятием одноразовой предельной коммутационной способностью, под которой понимается способность аппарата один раз отключить ударный ток КЗ. После этого он может оказаться непригодным для дальнейшей работы или потребует ремонта.2.3 Расчёт параметров нагревательных элементовНужно найти силу тока, проходящего через нагреватель I = P / U, где P – мощность нагревателя, U - напряжение на нагревателе (между его концами), и сопротивление нагревателя R =U / I.При подключении типа “ЗВЕЗДА” нагреватель подключается между фазой и нулем (см. рис. 2).Соответственно, напряжение на концах нагревателя будет U = 220 В.Ток, проходящий через нагреватель №1 -I=P/U=1500/220=6,82 А.Ток, проходящий через нагреватель №2 -I=P/U=8000/220=36,36 А.Сопротивление одного нагревателя №1 -R=U/I=220/6,82=32,258 Ом.Сопротивление одного нагревателя №2 -R=U/I=220/36,36=6,05 Ом.Рисунок 3 – Схема к расчёту нагревателей.3 Выбор элементной базыНа основе расчета параметров нагрузок производится расчет параметров аппаратов и выбор элементной базы электрических и электронных аппаратов.3.1 Защита и коммутация электродвигателейДля защиты электрических двигателей от длительного протекания токов перегрузки, в 5-7 раз превышающих номинальные токи, широко применяются аппараты тепловой защиты с термобиметаллическими исполнительными механизмами. Термобиметаллический элемент содержит биметаллическую пластину, состоящую из двух материалов с различными температурными коэффициентами линейного расширения, жестко соединенных друг с другом. Если один конец пластины закреплен, то её свободный конец изгибается в сторону изделия из материала с меньшим значением ТКР.Основной защитной характеристикой реле является времятоковая характеристика - зависимость времени срабатывания реле от кратности тока в цепи по отношению к номинальному току. Современные магнитные пускатели комплектуются тепловыми реле нового поколения. Реле серии РТЛ имеет трехполюсное исполнение, механизм для ускорения срабатывания при обрыве фазы статорной обмотки двигателя, регулятор тока. Реле снабжено термокомпенсацией и имеет высокое быстродействие.Автоматические выключатели (автоматы) низкого напряжения (до 1000 В) предназначены для автоматической зашиты электрических сетей и оборудования от аварийных режимов (коротких замыканий, перегрузок, снижения и исчезновения напряжения, изменения направления тока и др.), а также для оперативной коммутации номинальных токов. Для обеспечения селективной (избирательной) зашиты в автоматах предусматривается возможность регулирования уставокпо току и по времени. Быстродействующие автоматы снижают время срабатывания и ограничивают отключаемый ток сопротивлением возникающей электрической дуги в автомате. Для выполнения зашитых функций выключатели снабжаются специальными устройствами, воздействующими в аварийных режимах на механизм свободного расцепления. В связи с этим они получили название — «расцепители». В зависимости от параметра аварийного режима, на который реагируют расцепители, они подразделяются на следующие основные типы: - расцепители максимального тока, срабатывающие при увеличении тока в главной цепи аппарата выше определенного уровня уставки;- расцепители дифференциального тока, срабатывающиепри сверх допустимой разности токов в полюсах аппарата;- расцепители минимального напряжения, срабатывающие при снижении контролируемого напряжения ниже заданного уровня или при исчезновении напряжения (нулевые расцепители).Наиболее опасным видом повреждений являются короткие замыкания. В электроустановках также часто возникают токовые перегрузки. Поэтому выключатели в первую очередь содержат расцепители максимального тока.Выключатели, рассчитанные на массовое применение, особенно на номинальные токи ниже 630 А, например, отечественной серии ВА50-52 содержат наиболее простые, дешевые и надежные электромагнитные и термобиметаллические (тепловые) расцепители.Электромагнитныерасцепители по существу являются токовыми реле, которые срабатывают без выдержки времени и предназначены для защиты в зоне токов коротких замыканий.Токовые параметры аппаратуры для выбора типа сведём в таблицу 9.Таблица 9 – Выбор элементов тепловой защиты и коммутации электродвигателей.ДвигательНоминальный ток при 380В, А*Пусковой ток, АIкз(3), АIкз(2), АТок теплового реле, АТок АВ, АНоминальный ток/Величина пускателяАИР112МВ69,255,2670,22580,419,50-14,012,510/1АИР112МА86,136,6555,34480,935,5-8,08,010/1АИР160S230225659,90571,4723-3240,040/3В схеме электродвигателей будут использованы следующие элементы:Реле тепловое серии РТЛ предназначено для обеспечения защиты электродвигателей от токовых перегрузок недопустимой продолжительности. Они также обеспечивают защиту от несимметрии токов в фазах и от выпадения одной из фаз. Выпускаются электротепловые реле с диапазоном тока от 0,1 до 86A. Реле РТЛ устанавливаются непосредственно на пускатели ПМЛ.Выключатели автоматические типа ВА 51-25 предназначены для проведения тока в нормальном режиме и отключения тока при коротких замыканиях и перегрузках в электрических цепях напряжением до 660 В переменного тока частоты 50, 60 Гц, а также для оперативных включений и отключений цепей с частотой до 30 включений в час.Пускатели электромагнитные ПМЛ.3.2 Защита и коммутация электронагревателейВ схеме будут использованы следующие элементы:Выключатели автоматические типа ВА 51-25 предназначены для проведения тока в нормальном режиме и отключения тока при коротких замыканиях и перегрузках в электрических цепях напряжением до 660 В переменного тока частоты 50, 60 Гц, а также для оперативных включений и отключений цепей с частотой до 30 включений в час.Пускатели электромагнитные ПМЛ.3.3 Защита и коммутация клапановДля защиты и коммутации клапанов электромагнитных используем предохранители, установленные в фазной цепи.Номинальный ток предохранителя равен сумме токов, потребляемых приводами клапанов:I =8/24+19/220+2*19/220=0,59АПринимаем предохранитель плавкий ПН-2 с номинальным током Iн=1А для защиты цепи клапанов.4 Принципиальная схемаРазработанная принципиальная схема приведена в приложении А.В схеме решены следующие задачи:Лампа HL – индикация наличия напряжения на вводе в шкаф.Автоматический выключатель SF - подключение питания электрошкафа через вводной 3-хфазный автоматический выключатель (напрямую без клемм)/SF1.1-SF1.3 – автоматы защиты электродвигателей.KM1.1 – KM1.3 - пускатели двигателей.KT1.1 – KT1.3 – реле тепловой защиты двигателейSF 1.4, KN1, KN2 – управление нагревателями.FU1 – защита цепей управления и сигнализации.S1 – путевой выключатель на двери шкафа, отключающий цепи управления при открытой двери.SB – кнопки управления исполнительными механизмами.T1, T2 – контакты управления нагревателями (в курсовой не рассматриваются).KY1 – KY4 – приводы клапанов.HL1.1 – HL… - лампы сигнализации.ЗаключениеВ настоящей курсовой работе разработана электрическая принципиальная схема шкафа управления оборудованием на основании исходного технического задания и проведённых расчётов.Список литературы1. Акимов Е. Г. Электрические и электронные аппараты. В 2-х т. Т.1. Электромеханические аппараты: учебник для студ. высш. учеб.завед. Е. Г. Акимов. - М.: Академия,2010. - 352 с.2. Акимов Е. Г. Электрические и электронные аппараты. В 2-х т. Т.2. Электромеханические аппараты: учебник для студ. высш. учеб.завед. Е. Г. Акимов. - М.: Академия,2010, - З20 с,З. Правила устройства электроустановок. Издание 7.4. Ю. К. Розанов. Электрические и электронные аппараты: Учебник для вузов по направлению «электротехника, электромеханика и электротехнологии»Ю. К. Розанов . -2-е изд.,перераб.и доп.,- М.: Информэлектро, 2001 . - 420 с. - Приложение CD-ROM.