Монтаж электрической схемы управления электродвигателем (стр. 2 из 4)

Автоматический выключатель - аппарат для нечастой ручной коммутации электрических цепей и автоматической защиты их при коротких замыканиях и длительной перегрузке. Назначение автоматического выключателя, применённого в схеме, описано в таблице 1.

Область применения автоматического выключателя

1.Пуск трёхфазных асинхронных двигателей.

2.Защита с помощью тепловых расцепителей при длительной перегрузке в пределах от 25 до 80% свыше Iноминального.-(максимальный расцепитель)

3.Защита с помощью расцепителей максимального тока для мгновенного отключения при возникновении токов короткого замыкания.

В разработанной схеме применён комбинированный расцепитель, совмещающий обе вышеуказанные защиты.

Таблица1. Область применения автоматического выключателя.

Как видно из таблицы 1 автомат не отключается при резком снижении напряжения, так как расцепитель минимального напряжения в применяемом автоматическом выключателе отсутствует. Защиту при значительном снижении или исчезновении напряжения питающей сети осуществляет магнитный пускатель.

Автоматы используют при напряжении до 660В на номинальные токи от 15 до 600А, в помещениях с нормальной окружающей средой, так как они не приспособлены для работы в средах с едкими парами и газами, во взрывоопасных и незащищённых от попадания воды местах. Автоматы необходимо не реже 1 раза в год осматривать, чистить, смазывать шарнирные механизмы приборным маслом.[4] Для своей схемы я выбрал автоматический выключатель серии АП-50.[8] Внешний вид автомата показан на рисунке 3.

1- кнопка выключения, 2-кнопка включения, 3- реле, 4-искрогасительные камеры, 5-пластмассовый кожух

Рис3. Внешний вид и устройство автомата АП-50.

Он предназначен для защиты от перегрузок и токов короткого замыкания при U питающей сети до 500В, 50 гц на переменном токе, для ручного включения и отключения цепей, а главное для пуска и защиты трёхфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. Выключатель защищён пластмассовым кожухом. Наличие буквы Б в серии АП-50Б означает универсальное исполнение, при котором ввод и вывод проводов снизу и сверху через сальники типа СКВрт-33. Маркировка АП-50Б-3МТ означает наличие электромагнитных и тепловых расцепителей и число полюсов равное трём.

Магнитный пускатель - коммутационный аппарат дистанционного управления, для частых включений и отключений электрооборудования, которым управляют с помощью отдельно расположенной кнопки. Это устройство для пуска, остановки и защиты электродвигателей. Назначение магнитного пускателя, применённого в схеме, представлено в таблице 2.

Таблица2.Область применения магнитного пускателя.

Область применения магнитного пускателя

1.Дистанционное управление трёхфазным асинхронным двигателем, включение и отключение электрооборудования.

2.Защита с помощью тепловых реле от перегрева при перегрузке и в случае обрыва одной из фаз.

3.Защита при снижении напряжения до 0,4 Uноминального или при исчезновении напряжения.

4.Защита от самопроизвольного включения при внезапном восстановлении отключенного напряжения.

Основная часть магнитного пускателя - трёхполюсный электромагнитный контактор, обеспечивающий включение и отключение электрооборудования. Контакторы переменного тока выполняются трёхполюсными, они состоят из электромагнитной системы контактного и дугогасительного устройства. Магнитопровод электромагнитной системы выполняется набором из отдельных листов электротехнической стали для уменьшения потерь на вихревые токи. Имеет Е-образный сердечник и поворотный якорь. На средней части неподвижного сердечника расположена втягивающая катушка. В пускателе также установлено тепловое реле – аппарат многократного действия, обеспечивающий защиту электрооборудования от недопустимого перегрева, вызванного длительной перегрузкой. Для защиты цепей управления от токов короткого замыкания в пускателе могут быть установлены плавкие предохранители, однако в разработанной схеме это не применяется, так как защиту от токов короткого замыкания выполняет автоматический выключатель. Использованный в схеме пускатель отличается тем, что для его управления не применяется отдельно расположенная кнопка.

Магнитные пускатели бывают нереверсивные и реверсивные. Нереверсивные магнитные пускатели обеспечивают включение и отключение двигателей при одном направлении вращения, а реверсивные- при обоих направлениях вращения (не применяется в схеме, так как вентиляторы обычно не реверсируются).

В зависимости от величины пускателя контакты рассчитаны на номинальный ток 3А, 10А, 25А.[4]

Для схемы управления трёхфазным асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором я выбрал нереверсивный магнитный пускатель с контактором прямоходового типа серии ПМЛ.[8] Внешний вид магнитного пускателя приведён на рисунке 4.

Рис.4.Внешний вид и устройство магнитного пускателя серии ПМЛ.

Электрическая схема пускателя приведена на рисунке 5.

К- кнопка управления, Л-контактор, РТ-реле тепловое, Д- двигатель.

Рис.5.Пускатель серии ПМЛ нереверсивный.

Этот магнитный пускатель предназначен для дистанционного управления двигателями мощностью до 75 Квт, при напряжении до 500В, в сети с частотой тока 50 Гц и осуществляет защиту двигателя при перегрузке (кроме коротких замыканий) и нулевую защиту. Пускатели надёжно работают (включаются) при напряжении сети в пределах от 85 до 105% номинального. К входным зажимам Л1,Л2,Л3 подводят провода от питающей трёхфазной линии, а от выходных зажимов С1,С2,С3 отводят провода к приёмнику электрической энергии. Автоматическое отключение контактора при значительном снижении или исчезновении напряжения в питающей сети обеспечивает защиту минимального напряжения.

Тепловое реле – аппарат многократного действия, обеспечивающий защиту электрооборудования от недопустимого перегрева, вызванного длительной перегрузкой. Установлено в пускателе. Основной частью теплового реле является металлическая пластина, которая деформируется под действием резистора-нагревателя и с помощью пружины размыкает контакты реле. Для охлаждения пластины и вместе с ней и защищаемого от перегрузки током объекта обычно требуется до 3 минут. Но это время зависит от тока в резисторе - нагревателе, от режима нагрузки и температуры окружающей среды. [4]

Электродвигатель - То, какой двигатель понадобится для производственного процесса, определяют по каталогу двигателей в соответствии с нагрузкой на его валу по условиям перегрева. Необходимо выбирать такой двигатель по номинальной мощности, при которой он бы нагревался за время работы до температуры, не превосходящей допустимую. Превышение допустимой температуры приводит к потере изоляцией электрической и механической прочности и к выходу двигателя из строя. [7] В схеме использован двигатель малой мощности 0,12кW. В практике различают следующие номинальные режимы работы электрооборудования: а) продолжительный; б) кратковременный; в) повторно - кратковременный. Выбранный мной режим работы двигателя - кратковременный. Это такой режим работы, при котором периоды неизменной номинальной нагрузки при неизменной температуре окружающей среды чередуются с периодами отключения. Например, периоды работы могут быть равны 15 или 30 минутам, а периоды отключения таковы, что все части электрооборудования остывают до холодного состояния.[8]

Двигатель, используемый в схеме (рис.6), имеет маркировку:

3Ф ~ Δ/ 220/380V 0.12kW 0,52/0.3A 2800об/мин 50Hz КПД:83% φ=0,76

Форма исполнения защищённая, влаго и морозоустойчивая.

Рис.6. Электродвигатель вентилятора

Основными узлами асинхронного двигателя является статор и ротор. Устройство статора асинхронного двигателя представлено на рисунке 7.[6]

Рис.7. Устройство статора асинхронного двигателя.

(1-сердечник, 2- обмотки , 3-станина, 4-щиток)

Сердечник статора 1 собирается из стальных пластин толщиной 0,35- 0,5 мм. Пластины штампуют с пазами, покрывают лаком, собирают в пакеты и крепят в станине двигателя 3. Станину устанавливают на фундаменте. К станине крепят боковые щиты с подшипниками, на которые опирается вал ротора. В продольные пазы статора укладывают его обмотку 2. Начала и концы обмоток каждой фазы подводят к щитку 4, на котором 6 зажимов.

Рис.8 Соединение зажимов на щитке двигателя при включении обмотки статора треугольником

Совокупность трёх фаз, размещённых в пазах магнитопровода статора, образует его трёхфазную обмотку с шестью выводами наружу, из которых три, отвечающие началам фаз, присоединены к зажимам с обозначениями С1,С2,С3, а остальные, соответствующие концам фаз, соединены с зажимами, обозначенными С4,С5,С6.

Эти зажимы расположены в коробке выводов, укреплённой на корпусе машины. Наличие шести доступных зажимов позволяет соединять отдельные обмотки между собой металлическими пластинами треугольником или звездой, что даёт возможность использовать одну и ту же машину при двух различных линейных напряжениях, отношение которых равно

. На рисунке 8 изображено применённое в схеме положение пластины при соединении обмоток треугольником. В маркировке двигателя 220/380В напряжение, указанное перед косой чертой, соответствует соединению фаз обмотки статора треугольником, а за ней звездой.