Выбор защитной аппаратуры и аппаратуры управления

3.2 Выбор защитной аппаратуры и аппаратуры управления

В качестве защитной аппаратуры применяется автоматический воздушный выключатель, реле максимального тока – для защиты от короткого замыкания, тепловое реле – для защиты от перегрузки. В качестве аппаратуры управления применяется магнитный пускатель. Номинальный ток комбинированного расцепителя автоматического выключателя, А:

(3.2)

Согласно формуле (3.2):

Ток срабатывания комбинированного расцепителя автоматического выключателя, А:

(3.3)

где Iп – пусковой ток двигателя, А

Согласно формуле (3.3):

По справочнику [3] выбирается автоматический выключатель с параметрами:

ВА 53-41-25 I_Н.А.=1000, А; I_Н.Р.=1000,А;

I_ОТС.=3·I_Н.Р.=3·1000=3000,А.

В качестве аппаратуры управления применяется магнитный пускатель.

Номинальный ток пускателя:

(3.5)

Согласно уравнению (3.5): 1000,0>750,0,А – выбирается тип контактора КТ6061/3.

4 СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Целью специальной части является модернизация электрооборудования главного привода. В данном механизме мы используем следующую модернизацию: замену двигателя постоянного тока на асинхронный двигатель и установку преобразователя частоты для его питания.

4.1 Выбор преобразователя частоты, расчет характеристик двигателя

Выбираем асинхронный двигатель взамен двигателя постоянного тока по условию:

(4.1.1)

Согласно формуле (4.1.1):

т.о. выбираем двигатель 4А355М4У3

Таблица 3 – Основные технические данные асинхронного двигателя типа 4А355М4У3.

Характеристика	Обознач.		Единицы измерения			Величина
Номинальная мощность	Pн		кВт			315
Номинальное скольжение	Sн		%			1,7
КПД	з		–––			0,94
Коэффициент мощности	cos ц		–––			0,92
Кратность максимального момента (Мmax/Мном)	К1		–––			1,90
Кратность пускового момента (Мп/Мн)	К2		–––			1,0
Кратность минимального момента (Мmin/Мн)	К3		–––			0,90
Кратность пускового тока (Iп/Iн)		К4		–––	7,0

Наиболее перспективным способом регулирования скорости асинхронного двигателя является регулирование изменением частоты подводимого напряжения с помощью преобразователя частоты, который состоит из выпрямителя, преобразующего переменное напряжение в постоянное, инвертора, преобразующее постоянное напряжение в переменное блоков управления выпрямителя и инвертора.

При этом изменяется скорость холостого хода, т. к. щ₀ = 2·р·f/p (4.1.2). Для того, чтобы при изменении частоты максимальный момент двигателя оставался постоянным, необходимо также изменять напряжение, так чтобы соблюдался закон управления U/f = const (4.1.3).

Структурная схема преобразователя частоты представлена на чертежах КП.

Рассчитываем естественную механическую характеристику выбранного двигателя:

Определяем частоту вращения при идеальном холостом ходе, об/мин:

(4.1.4)

Согласно формуле (4.1.4):

Определяем номинальною частоту вращения, об/мин:

(4.1.5)

Согласно формуле (4.1.5):

Определяем номинальный и максимальный моменты двигателя, Н·м;

(4.1.6)

(4.1.7)

Согласно формуле (4.1.6), (4.1.7):

пределяем значение пускового момента, Н·м:

(4.1.8)

Согласно формуле (4.1.8):

Находим критическое скольжение:

(4.1.9)

Согласно формуле (4.1.9):

Находим критическую скорость, рад/с:

(4.2.0)

Согласно формуле (4.2.0):

Уравнение механической характеристики имеет вид:

(4.2.1)

Угловая скорость, рад/с:

(4.2.2)

где (4.2.3) – скорость идеального холостого хода, рад/с.

Задаваясь значением s в пределах (0ч1,20)·s_кр, согласно формулам (4.2.1), (4.2.2), (4.2.3), рассчитываем зависимости М=f(s), щ=f(s).

Таблица 3 – Параметры естественной характеристики асинхронного двигателя типа 4А355М4У3.

s	0,012	0,023	0,035	0,047	0,059	0,071
M, Н·м	1577,50	2624,69	3403,40	3779,90	3878,05	3812,52
щ, рад/с	155,11	153,40	151,50	149,62	157,0	145,85

Согласно уравнению (4.1.2) определяем скорость холостого хода при изменении частоты:

Таблица 4 – Величина скорости холостого хода асинхронного двигателя типа 4А355М4У3 при изменении частоты.

f, Гц	50,0	40,0	30,0	20,0
щ0, рад/с	157,0	125,60	94,20	68,80

Характеристики асинхронного двигателя типа 4А355М4У3 при частотном регулировании представлены на чертежах КП.