Электрооборудование сталкивателя (стр. 2 из 9)
Mc = Fl ∙ (r/R) ∙ (1 / (I ∙ η)) ∙ sinα(1 – k∙cosα)
Mc = 124000 ∙ 1,5 ∙ (0,25/0,5) ∙ (1/40,2∙0,85) ∙ sinα(1 – 0,167 ∙ cosα) =
= 2790 ∙ sinα(1 – 0,167 ∙ cosα)
Mc = 1471,5 ∙ 1,5 ∙ (0,25/0,5) ∙ (1/40,2∙0,85) ∙ sinα(1 – 0,167 ∙ cosα) =
= 33,1 ∙ sinα(1 – 0,167 ∙ cosα)
В таблице 2.1.1 приведены результаты расчетов Mc для различных значений углов α.
Таблица 2.1.1 Статическая нагрузка сталкивателя
| α˚ | 0 | 30 | 60 | 90 | 120 | 150 | 180 | 210 | 240 | 270 | 300 | 330 |
| Mc | 0 | 1192 | 2224,6 | 2790 | 2630 | 1597,7 | 0 | 18,95 | 31,2 | 33,1 | 26,4 | 14,15 |
2.2 Выбор типа электродвигателя и проверка его по нагреву и перегрузочной способности
Предварительно выбираем асинхронных двигатель с фазным ротором, типа МТНБ12-10У1, Uн =380 В, Рн = 60 кВт, nн = 575 об/мин, cosφн = =0,86, ηн = 85%, Ммах = 3200 н∙м, J = 4,25 кг∙м2, Ен = 248 В. Двигатель должен удовлетворять требованию МЭк / Мн ≤ 1
Мн= (9,55 ∙ Рн) / nн = (9,55 ∙ 60000) / 575 = 996 н∙м
МЭ = ∑Мс/ nМс = (1192 + 2224,6 + 2790 + 2630 + 1597,7 + 0 + 18,95 + 31,2 + +33,1 + 14,15 + 0) / 11 = 957 н∙м
МЭк = МЭ ∙ √ε / εк = 957 √0,208 / 0,25 = 870,8 н∙м
Где, ε – фактическая относительная продолжительности работы
εк продолжительности работы
МЭк / Мн = 870,8 / 996 = 0,87 < 1 следовательно, двигатель проходит
2.3 Выбор источника питания
Электропривод сталкивателя включает в себя двигатель с номинальным напряжением 380 В, следовательно питание силовой части электропривода должно осуществляться переменным напряжением 380 В, и частотой 50 Гц. Питание цепи управления должно осуществляться постоянным током, с напряжением 220 В. Следовательно питание сталкивателя осуществляется от трансформаторной подстанции с двумя трансформаторами ТМГ 630/0,4 , удаленной от распределительного пункта на 120 м.
2.4 Выбор элементов схемы управления электроприводом
2.4.1.Выбор резисторов
Расчет сопротивления ротора двигателя
Rр.н. = Ен / (√3 ∙ Iн)
Где, Ен – ЭДС двигателя
Iн – номинальный ток
Расчет номинального тока
Iн = Iр = Рн / (√3 ∙ Uн ∙ cosφн∙ ηн) = 60000/ (1,73 ∙ 380 ∙ 0,86 ∙ 0,85) = 125 А
Rр.н. = 248/ (1,73 ∙ 125) = 1,15 Ом
По таблице 5-4 [1,с355], считая сопротивление отнесенным к Rр.н. = 1,15 Ом и токи к Iр = 125 А производим расчет ящиков сопротивления производим в таблице 2.4.1 – выбор резисторов
Таблица 2.4.1 Выбор резисторов
| Ступень | Относит. Соп-е | Расчет. Соп-е | Относит. ток | Iр | Тип ящика | Подобранное соп | Подобранный ток |
| rпост | 0,05*1,15 | 0,06 | 1 | 1*125=125 | 50174 | 1*0,0575 | 128 |
| r3 | 0,1*1,15 | 0,115 | 0,6 | 06*125=75 | 50173 | 3*0,04 | 152 |
| r2 | 0,2*1,15 | 0,23 | 0,47 | 0,47*125=58,75 | 50161 | 3*0,077 | 107 |
| r1 | 0,34*1,15 | 0,4 | 0,29 | 0,29*125=39,25 | 50162 | 4*0,102 | 91 |
| rпр | 1,26*1,15 | 1,5 | 0,22 | 0,22*125=27,5 | 50167 | 3*0,45 + +1*0,16 | 46 |
Проверка на погрешность
∆ = (∑Rрас – ∑Rпод) / ∑Rрас ∙ 100% = ((0,06+0,115+0,23+,4+1,5) – (0,057+3∙0,04+3∙0,077+4∙0,102+3∙0,45+0,26) / (0,06+0,115+0,23+,4+1,5) ∙ 100% = (2,305 – 2,326) / 2,305 ∙ 100% = 0,9% < 10%
Резисторы подобраны верно
2.4.2 Выбор контакторов
Условие выбора Iн.к. ≥ Iн.; Uн.к ≥ Uн
КМ1: контактор в цепи динамического торможения
Iн = 125 А; Uн = 220 В
Выбираем контактор КТПБ022Б Uн.к. = 220 В = Uн
Iн.к. = 160 А > Iн
КМ6, КМ7: контакторы в цепи двигателя
Iн = 125 А; Uн = 380 В
Выбираем контактор КТПБ023Б Uн.к. = 380 В = Uн
Iн.к. = 160 А > Iн
2.5 Выбор аппаратов защиты
Выбор автоматических выключателей
Условие выбора Iн.а. ≥ Iн.; Uн.а. ≥ Uн; Iэл ≥К∙ Iкр
QF1: автоматический выключатель в силовой цепи привода
Iн = 125 А; Uн = 380 В
Iкр = Iпуск = Iн. ∙ α = 125 ∙ 2,5 = 312 А
Где α – коэффициент пуска для АД с ФР = 2,5
Iэл = К∙ Iкр = 1,25 ∙ 312 = 390 А
Где К – коэффициент запаса
Выбираем автоматический выключатель типа А3716 ФУЗ
Uн.а. = 380 В = Uн ;
Iн.а. = 160 А ≥ Iн ;
Iэл = 600 А ≥ К∙ Iкр = 390А
QF2: автоматический выключатель в цепи управления привода
Iн = 16 А; Uн = 220 В
Выбираем автоматический выключатель типа АП505 – 2МУЗ
Uн.а. = 220 В = Uн ;
Iн.а. = 63 А ≥ Iн ;
Iэл = 5 Iн.а
2.6 Выбор проводов, кабелей (троллеев) и проверка по потере напряжения
Кабели выбираются по длительно допустимому току.
Условие выбора кабелей: Iдл.доп. ≥ Iдл.доп.рас
Выбираем кабель от двигателя до автомата типа АВВГ 3*95 Iдл.доп = 170 А.
Длительно допустимый ток зависит от поправочных коэффициентов на температуру.
Iдл.доп.рас= Iн. / (Кн1 ∙ Кн2) = 125/ 1*0,87 = 143,7 А
∆U1 = 0,46 ∙ Iр. ∙ l1 ∙ (r0 ∙ cosφ + x0 ∙ sinφ) = 0,46 ∙ 125 ∙ 0,015 ∙ ( 0,32 ∙ 0,86 + 0,07∙ ∙0,51) = 0,27%
Где r0 – активное сопротивление кабеля с , рассчитывается по формуле:
1000/(32 ∙ S) = 1000/(32 ∙ 95) = 0,32 Ом
x0 – реактивное сопротивление кабеля = 0,07 Ом
l – длинна кабеля в км – 0,015 км
Кн1 и Кн2 – поправочные коэффициенты на температуру [2, c.370]
Выбираем кабель от автомата до РЩ типа АВВГ 3*95 Iдл.доп = 170 А
Iдл.доп.рас= Iн. / (Кн1 ∙ Кн2) = 125/ 1*0,87 = 143,7 А
∆U2 = 0,46 ∙ Iр. ∙ l2 ∙ (r0 ∙ cosφ + x0 ∙ sinφ) = 0,46 ∙ 125 ∙ 0,005 ∙ ( 0,32 ∙ 0,86 + 0,07 ∙ ∙ 0,51) = 0,09%
Где l2 = 5 м
Выбираем кабель от РЩ до ШР типа АВВГ 3*120 Iдл.доп = 250 А
Iдл.доп.рас= Iн. / (Кн1 ∙ Кн2) = 200/ 1*0,87 = 230 А
∆U3 = 0,46 ∙ Iр. ∙ l3 ∙ (r0 ∙ cosφ + x0 ∙ sinφ) = 0,46 ∙ 200 ∙ 0,03 ∙ ( 0,26 ∙ 0,86 + 0,07 ∙ ∙ 0,51) = 0,7%
Где Iр = 200 А
l3 = 30 м
r0 = 0,26 Ом
Выбираем кабель от ШР до РУ типа АВВГ 2(3*95) Iдл.доп = 170 * 2 = 340 А
Iдл.доп.рас= Iн. / (Кн1 ∙ Кн2) = 300/ 1,2*0,87 = 287,4 А
∆U4 = 0,46 ∙ Iр. ∙ l4 ∙ (r0 ∙ cosφ + x0 ∙ sinφ) = 0,46 ∙ 300 ∙ 0,12 ∙ ( 0,32 ∙ 0,86 + 0,07 ∙ ∙ 0,51) = 5,8 / 2 = 2,9%, так как проложены 2 параллельных кабеля
Где Iр = 300 А
L4 = 120 м
∆U = ∑∆Un =∆U1+∆U2+∆U3+∆U4 = 0,27 + 0,09 + 0,7 +2,9 = 3,96% < 5%
Кабели выбраны верно.
2.7 Расчет токов КЗ, проверка аппаратов защиты на чувствительность
На рисунке 2.7.1 представлена расчетная схема тока короткого замыкания
Рисунок 2.7.1 Расчетная схема
Активное и индуктивное сопротивление трансформатора по таблице П.11 [3, с.368]. rт = 5,7 мОм; хт = 17,2 мОм
Сопротивление шин от трансформатора до РУ
rш = r0 ∙ l = 0,142 ∙ 15 = 2,12 мОм;
хш = х0 ∙ l = 0,2 ∙ 15 = 3 мОм
где, r0 и х0 по таблице П.11 [3, с.369].
Сопротивление обмоток расцепителя и контакторов автоматов по таблице П.13 [3, с.371].
На 400 А rа = 0,2 мОм; ха = 0,15 мОм
На 200 А rа = 0,4 мОм; ха = 0,3 мОм
На 160 А rа = 0,8 мОм; ха = 0,6 мОм
Сопротивление кабеля АВВГ 2(3*95); l = 120 м
rк1 = (r0 ∙ lк1) / 2 = (0,12 ∙ 0,34) / 2 = 0,02 Ом = 20 мОм;
хк1 = (х0 ∙ lк1) / 2 = (0,12 ∙ 0,07) / 2 = 0,004 Ом = 4 мОм
Где, r0 =0,34 Ом/кми х0 = 0,07 Ом/км по таблице П.1 и П.2 [3, с.361].
Сопротивление кабеля АВВГ 3*120; l = 30 м
rк2 = r0 ∙ lк2= 0,26 ∙ 0,03= 0,008 Ом = 8 мОм;
хк2 = х0 ∙ lк2= 0,07 ∙ 0,03= 0,0021 Ом = 2,1 мОм
Где, r0 =0,26 Ом/кми х0 = 0,07 Ом/км по таблице П.1 и П.2 [3, с.361].
Сопротивление кабеля АВВГ 3*95; l = 5 м и кабеля АВВГ 3*95; l = 15 м
rк3 = r0 ∙ lк3= (0,015 + 0,005) ∙ 0,34= 0,007 Ом = 7 мОм;
хк3 = х0 ∙ lк3= (0,015 + 0,005) ∙ 0,07= 0,0014 Ом = 1,4 мОм
Где, r0 =0,34 Ом/кми х0 = 0,07 Ом/км по таблице П.1 и П.2 [3, с.361].
Переходные сопротивления контактов по таблице П.12 [3, с.370].
rп = 25 мОм
r∑ = rт+ rш + rа-400 + rа-200 + rа-160 + rк1 + rк2 + rк3 + rп = 5,7 + 2,12 + 0,2 + 0,4 + 0,8 + 20 + 8 + 7 + 25 = 69,22 мОм
х∑ = хт + хш + ха-400 + ха-200 + ха-160 + хк1 + чк2 + чк3 = 17,2 + 3 + 0,15 + 0,3 +
+ 0,6 + 4 + 2,1 + 1,4 = 28,3 мОм
Определяем ток трехфазного короткого замыкания на двигателе
I(3) = Uср /√3 (√r∑2 + х∑2) = 2,93 кА
Определяем ток двухфазного короткого замыкания
I(2) = I(3) ∙ 0,865 = 2,93 ∙ 0,865 = 2,53 кА
Проверяем коэффициент чувствительности автоматического выключателя
Кч = I(3) / Iна = 2530/160 = 15,8> 3
Кч = I(3) / Iэл = 2530/600 = 4,2> 3
2.8 Описание работы схемы управления электроприводом
Пуск сталкивателя в полуавтоматическом режиме осуществляется через нажатие кнопки SB, при условии, что все контакты нулевой защиты находятся в замкнутом положении и сталкиватель находится в исходном положении (работает лампа HL1), в противном случае пуск не осуществится. После нажатия на кнопку пуска подается сигнал на промежуточное реле К2 и включается самоблокировка кнопки, за счет контакта реле К2. Также замыкаются вспомогательные контакты реле К2 в цепи реле времени КТ4 (работающей на выдержку времени динамического ускорения двигателя) и в цепи контактора КМ6 (включающего работу двигателя на движение "вперед"). В результате этого замыкаются контакты контактора КМ6 в силовой цепи и двигатель включается в сеть, но так как в этот момент замыкается контакт с выдержкой времени реле КТ4, сталкиватель стоит без движения.