Выбор электродвигателя и схемы управления

НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Р.Е.Алексеева

Факультет «АВТОМАТИКА И ЭЛЕКТРОМЕХАНИКА»

Кафедра «ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ И ОБЩАЯ ЭЛЕКТРОТЕХНИКА»

В.В.Богатырев, В.Н.Гуляев

Самостоятельные работы по курсу

«ЭЛЕКТРОТЕХНИКА И ЭЛЕКТРОНИКА»

Для студентов неэлектрических специальностей

Разделы «Трансформаторы» и «Электрические машины».

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА №1

ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЕ ЦЕХА ПРЕДПРИЯТИЯ

 

Цех предприятия имеет три типа промышленных установок. В качестве привода установок используются трехфаз­ные асинхронные электродвигатели на напряжение 380 В (см. таблицу 1). Питание электродвигателей производится от цеховой трансформаторной подстанции (Т/П). Входное напряжение подстанции Uвн=10 кВ, выходное напряжение Uнн=0,4 кВ. В каждом варианте указан тип и количество установок.

 

 

Таблица 1.

№ установки	Тип двигателя	Мощность	Cosφ	η
	4А63А4УЗ	0,25	0,65	0,68
	4А71А4УЗ	0,55	0,7	0,705
	4А80А4УЗ	1,1	0,81	0,75
	4А90L4УЗ	2,2	0,83	0,8
	4А132M4УЗ		0,87	0,875
	4А160M4УЗ	18,5	0,88	0,9
	4А180S4УЗ		0,9	0,9
	4А180M2УЗ		0,9	0,905

 

ЗАДАНИЕ

1.Определить полную мощность всех установок.

2.Определить средний коэффициент мощности всех установок.

3.Выбрать трансформаторы для подстанции.

4.Определить мощность и емкость косинусной конденсаторной батареи для компенсации реактивной мощности установок до tgφ=0,42 (cosφ=0,92).

5.Выбрать по каталогу тип и количество конденсаторных батарей.

6.Определить tgφ после установки конденсаторных батарей.

7.По каталожным данным трансформатора определить параметры Г- образной схемы замещения и ток короткого замыкания трансформатора.

8.Начертить схему замещения трансформатора.

9.Начертить однолинейную схему электроснабжения установок.

 

 

Таблица 2

№ вар.	№ устан.	Кол.	№ вар.	№ устан.	Кол.	№ вар.	№ устан.	Кол.

 

Таблица 3

Трехфазные двухобмоточные трансформаторы 6 и 10 кВ

Тип трансформатора	Мощность Sн, кВА	Uвн, кВ	Uнн, кВ	uк %	ΔРк, кВт	Iхх %	ΔРхх, кВт
ТМ-25/6		6,3	0,4; 0,23	4,5÷4,7	0,6÷0,69	3,2	0,106÷0,125
ТМ-25/10			0,4; 0,23	4,5÷4,7	0,6÷0,69	3,2	0,106÷0,125
ТМ-40/6		6,3	0,23	4,5	0,88	4,5	0,24
ТМ-40/10			0,4	4,5÷4,7	0,68÷1,00	3,0	0,15÷0,18
ТМ-63/6		6,3	0,4; 0,23	4,7	1,28÷1,47	4,5	0,36
ТМ-63/10			0,4; 0,23	4,5÷4,7	1,28÷1,47	2,8	0,22
ТМ-100/6			0,4; 0,23	4,5÷4,7	1,97÷2,27	2,6	0,31÷0,365
ТМ-100/10			0,4; 0,23	4,5÷4,7	1,97÷2,27	2,6	0,31÷0,365
ТМ-160/6-10		6,3;	0,4; 0,23; 0,69	4,5÷4,7	2,65÷3,10	2,4	0,46÷0,54
ТМ-250/10			0,4; 0,23	4,5÷4,7	3,7÷4,2	2,5÷ 3,7	1,05
ТМ-400/10			0,4; 0,23; 0,69	4,5	5,5÷5,9	2,1÷ 3,0	0,92÷1,08
ТМ-630/10			3,15; 0,4; 0,525; 0,69	5,5	7,6÷8,5	2,0÷ 3,0	1,42÷1,48
ТМ-1000/6		6,3	3,15; 0,23; 0,4; 0,69	8,0	12,2	1,5	2,3÷2,75
ТМ-1000/10			6,3; 3,15; 0,4; 0,525; 0,69	5,5	12,2÷11,6	1,4÷ 2,6	2,1÷2,45
ТМ-1600/10			3,15; 0,69; 0,4	5,5	18,0	1,3÷ 2,6	2,8÷3,3
ТМ-2500/10			0,69; 10,5	5,5	25,0÷ 23,5	1,0	3,9÷4,6

 

uк % = Uк / U1н 100 %.

Iхх % = Iхх / I1н 100%

 

Таблица 4

Конденсаторные установки для компенсации реактивной мощности

Тип	Uн, кВ	Qн, кВАр	Сн, мкФ	Iн, А
КМ1-0,22-4,5-3У3	0,22	4,5		20,5
КМ1-0,38-13-3У3	0,38			34,1
КМ1-0,5-13-3У3	0,5			25,9
КМ1-0,66-13-3У3	0,66			19,7
КМ1-3,15-13-2У3	3,15		4,2	4,2
КМ1-6,3-13-2У3	6,3		1,0
КМ1-10,5-13-2У3	10,5		0,4	1,3
КМ1-3,15-12-2У1	3,15		3,8	3,8
КМ1-6,3-12-2У1	6,3		1,0	2,0
КМ1-10,5-12-2У1	10,5		0,35	1,15
КМ2-0,22-9-3У3	0,22			40,4
КМ2-0,38-26-3У3	0,38			68,3
КМ2-0,5-26-3У3	0,5			51,8
КМ2-0,66-26-3У3	0,66			39,4
КМ2-3,15-26-2У3	3,15		8,4	8,3
КМ2-6,3-26 -2У3	6,3		2,1	4,2
КМ2-10,5-26-2У3	10,5		0,8	2,6
КМ2-3,15-24-2У1	3,15		7,7	7,6
КМ2-6,3-24-2У1	6,3		1,9	3,8
КМ2-10,5-24-2У1	10,5		0,7	2,3
КМ1-0,38-12-3У3	0,38			31,8
КМ1-0,5-12-3У3	0,5
КМ1-0,66-12-3У3	0,66		87,5	18,2
КМ2-0,38-24-3У3	0,38			63,2
КМ2-0,5-24-3У3	0,5
КМ2-0,66-24-3У3	0,66			36,4
КМ1-3,15-12-2У3	3,15		3,84	3,8
КМ1-6,3-12 -2У3	6,3		0.963	1,9
КМ1-10,5-12-2У3	10,5		0,345	1,64
КМ2-3,15-24-2У3	3,15		7,68	7,62
КМ2-6,3-24-2У3	6,3		1,93	3,81
КМ2-10,5-24-2У3	10,5		0,69	2,28

ПРИМЕЧАНИЕ. Обозначение конденсаторной установки КМ1-0,22-4,5-3У3.

К – косинусный (для компенсации реактивной мощности);

М – нефтяное масло (диэлектрик);

1 – габарит;

0,22 – номинальное напряжение, кВ;

4,5 – номинальная реактивная мощность, кВАр;

3 – количество изолированных выводов;

У – исполнение (для умеренного климата);

3 – категория размещения.

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА №2

ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ И СХЕМЫУПРАВЛЕНИЯ

 

Целью работы является выбор трехфазного асинхронного электродвигателя для главного привода промышленной установки. Кроме электродвигателя главного привода в установке имеется еще электродвигатель привода маслонасоса, который служит для создания необходимого давления масла в маслопроводе и подшипниках вала.

Главный привод работает по приведенной ниже нагрузочной диаграмме.

 

Задание.

1.Выбрать электродвигатели главного привода и привода маслонасоса.

2.Определить сечение и выбрать марку питающего кабеля.

3.Выбрать предохранители для защиты электродвигателей от короткого замыкания.

4.Построить механическую характеристику электродвигателя главного привода.

5.Составить схему управления электродвигателями главного привода и привода маслонасоса.

6.Дать описание работы схемы.

Примечание.

При выборе схемы управления предусмотреть следующие особенности работы приводов.

1.Главный привод должен включаться только при достаточном давлении масла в подшипниках.

2.При снижении давления масла в подшипниках ниже допустимого главный привод должен выключаться.

3.Предусмотреть защиту электродвигателей от перегрузки и короткого замыкания.

 

Таблица 1

№ вар.	Главный привод	Привод маслонасоса	Длина кабеля, L
М1	М2	М3	t1	t2	t3	n1	P1	n1
Нм	Нм	Нм	с	с	с	об/мин	кВт	об/мин	м
								0,55
								0,75
								1,1
								0,75
								0,55
								0,55
								0,75
								1,1
								0,75
								1,5
								0,55
								0,55
								0,75
								0,75
								1,1
								1,1
								0,75
								0,75
								0,55
								0,55
								0,75
								0,55
								1,1
								1,1
								0,75
								1,1
								0,55
								0,75
								1,1
								0,75

 

Примечание. n1- синхронная частота вращения двигателя.

 

Таблица 2.

Асинхронные двигатели серии 4А

Тип двигателя	Рн, кВт	nн, об/мин	Iн, А	ηн, %	сosφн	Iп Iн	Мп Мн	Mmax Мн
Синхронная частота вращения 3000 об/мин
4А50А2У3	0,09		0,32		0,7	4,0	2,0	2,2
4А50В2У3	0,12		0,32		0,7	4,0	2,0	2,2
4А56А2У3	0,18		0,54		0,76	4,0	2,0	2,2
4А56В2У3	0,25		0,74		0,77	4,0	2,0	2,2
4А63А2У3	0,37		0,93		0,86	4,5	2,0	2,2
4А63В2У3	0,55		1,33		0,86	4,5	2,0	2,2
4А71А2У3	0,75		1,7		0,87	5,5	2,0	2,2
4А71В2У3	1,1		2,5	77,5	0,87	5,5	2,0	2,2
4А80А2У3	1,5		3,3		0,85	6,6	2,1	2,6
4А80В2У3	2,2		4,7		0,87	6,5	2,1	2,6
4А90L2У3	3,0		6,1	84,5	0,88	6,5	2,1	2,5
4А100S2У3	4,0		7,8	86,5	0,89	7,5	2,0	2,5
4А100L2У3	5,5		10,5	87,5	0,91	7,5	2,0	2,5
4А112M2У3	7,5		14,9	87,5	0,88	7,5	2,0	2,8
4А132M2У3			21,2		0,9	7,5	1,7	2,8
4А160S2У3			28,5		0,91	7,0	1,4	2,2
4А160M2У3	18,5		34,5	88,5	0,92	7,0	1,4	2,2
4А180S2У3			41,6	88,5	0,91	7,5	1,4	2,5
4А180M2У3				90,5	0,9	7,5	1,4	2,5
4А200M2У3					0,89	7,5	1,4	2,5
4А200L2У3			83,8		0,9	7,5	1,4	2,5
4А225M2У3					0,92	7,5	1,4	2,5

 

 

Таблица 3

Асинхронные двигатели серии 4А

Тип двигателя	Рн, кВт	nн, об/мин	Iн, А	ηн, %	сosφн	Iп Iн	Мп Мн	Мmax Мн
Синхронная частота вращения 1500 об/мин
4А63А4У3	0,25		0,85		0,65	4,0	2,0	2,2
4А63В4У3	0,37		1,2		0,69	4,0	2,0	2,2
4А71А4У3	0,55		1,7	70,5	0,7	4,5	2,0	2,2
4А71В4У3	0,75		2,17		0,73	4,5	2,0	2,2
4А80А4У3	1,1		2,76		0,81	5,0	2,0	2,2
4А80В4У3	1,5		3,57		0,83	5,0	2,0	2,2
4А90L4У3	2,2		5,02		0,83	6,0	2,1	2,4
4А100S4У3	3,0		6,7		0,83	6,0	2,0	2,4
4А100L4У3	4,0		8.6		0,84	6,0	2,0	2,4
4А112M4У3	5,5		11,5	85,5	0,85	7,0	2,0	2,2
4А132S4У3	7,5		15,1	87,5	0,86	7,5	2,2	3,0
4А132M4У3				87,5	0,87	7,5	2,2	3,0
4А160S4У3			29,2		0,88	7,0	1,4	2,3
4А160M4У3	18,5		35,7		0,88	7,0	1,4	2,3
4А180S4У3			41,3		0,9	6,5	1,4	2,3
4А180M4У3					0,89	6,5	1,4	2,3
4А200M4У3			68,8		0,9	7,0	1,4	2,5
4А200L4У3			82,6		0,9	7,0	1,4	2,5
4А225M4У3				92,5	0,9	7,0	1,3	2,5

 

Таблица 4

Допустимые длительные токовые нагрузки (в амперах) на изолированные провода и силовые кабели с медными или алюминиевыми (в знаменателе) жилами при прокладке сети внутри помещений.

Сечение жилы, мм²	Провода (ТПРФ) и кабели с резиновой или полихлор- виниловой изоляцией (СРГ, АСРГ, АНРГ, ВРГ, АВРГ и др.), проложенные открыто.		Кабели с бумажной изоляцией (СБГ, АСБГ, ААБГ и др.), про- ложенные открыто (в канале, по стенам и т. д.)
	Двух- жильные	Трех- жильные	Двух- жильные	Трех- жильные	Четырех- жильные
1,5	19/-	19/-	--	--	--
2,5	27/21	25/19	30/23	28/22	--
	38/29	35/27	40/31	37/29	35/27
	50/38	42/32	55/42	45/35	45/35
	70/55	55/42	75/55	60/46	60/45
	90/70	75/60	95/75	80/60	80/60
	115/90	95/75	130/100	105/80	100/75
	140/105	120/90	150/115	125/95	120/95
	175/135	145/110	185/140	155/120	145/110
	215/165	180/140	225/175	200/155	185/140
	260/200	220/170		275/210	245/190	215/165

 

Предохранители переменного и постоянного токов Таблица 5