Дипломная (вкр): Электрооборудование универсального круглошлифовального станка 3В10А

Тип двигателя: АИР71А2

Для выбранного двигателя из справочника [6] выписываем паспортные данные:

Рн - номинальная мощность, кВт; Рн = 0,75 кВт;

n₀ - синхронная частота вращения, об/мин; n₀ = 3000 об/мин;

S_н - номинальное скольжение; S_н = 4%;

η_н - номинальный КПД ; η_н = 79%;φ - номинальный коэффициент мощности; cosφ = 0,8;

К1 = Мmax/Mн - кратность максимального момента; К1 = 2,7;

К2 = Мп/Мн - кратность пускового момента; К2 = 2,6;

К3 = Мmin/Mн - кратность минимального момента; К3 = 1,6;

К4 = Iп/Iн - кратность пускового тока; К4 = 6.

Для проверки выбранного двигателя:

Номинальная частота вращения, об/мин (4)

n_H = 3000∙(1-0,04) = 2880 (об/мин)

Номинальная скорость, рад/с (5)

ω_н = 3,14∙ 2880 /30 = 301 (рад/с).

Номинальный и максимальный моменты двигателя, Н∙м (6), (7)

M_н = 0,75∙1000/301 = 2,5 (Н∙м)

М_max = 2,7∙2,5 = 6,7 (Н∙м)

Значение пускового момента, Н∙м (8)

М_П = 2,6∙2,5 = 6,5 (Н∙м)

Величина статического момента, Н∙м (9)

М_с = 0,62∙1000/301 = 2 (Н∙м)

Для проверки двигателя на перегрузочную способность необходимо выполнить условие (10)

Н∙м< 5,36 Н∙м

Для проверки двигателя по условиям пуска необходимо выполнить условие (11)

,5 Н∙м ≥ 2 Н∙м

Выбираем асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором для насосов смазки и гидравлики М4.

Тип двигателя: АИР71А4.

Для выбранного двигателя из справочника [6] выписываем паспортные данные:

Рн - номинальная мощность, кВт; Рн = 0,55 кВт;

n₀ - синхронная частота вращения, об/мин; n₀ = 1500 об/мин;

Ток 1,7 А;

S_н- номинальное скольжение; S_н = 9,7%;

η_н - номинальный КПД ; η_н = 71%;φ - номинальный коэффициент мощности; cosφ = 0,71;

К4 = Iп/Iн - кратность пускового тока; К4 = 5.

Выбираем асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором для магнитного сепаратора М5.

Тип двигателя: АИР56А4.

Для выбранного двигателя из справочника [6] выписываем паспортные данные:

Рн - номинальная мощность, кВт; Рн = 0,12 кВт;

n₀ - синхронная частота вращения, об/мин; n₀ = 1500 об/мин;

Ток 0,5 А;

η_н - номинальный КПД ; η_н = 57%;φ - номинальный коэффициент мощности; cosφ = 0,66;

К4 = Iп/Iн - кратность пускового тока; К4 = 5.

Выбираем асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором для продергивания М6.

Тип двигателя: АИР56А4.

Для выбранного двигателя из справочника [6] выписываем паспортные данные:

Рн - номинальная мощность, кВт; Рн = 0,12 кВт;

n₀ - синхронная частота вращения, об/мин; n₀ = 1500 об/мин;

Ток 0,5 А;

η_н - номинальный КПД ; η_н = 57%;φ - номинальный коэффициент мощности; cosφ = 0,66;

К4 = Iп/Iн - кратность пускового тока; К4 = 5.

Выбираем асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором для насоса охлаждения М7.

Тип двигателя: АИР56А2.

Для выбранного двигателя из справочника [6] выписываем паспортные данные:

Рн - номинальная мощность, кВт; Рн = 0,18 кВт;

n₀ - синхронная частота вращения, об/мин; n₀ = 3000 об/мин;

S_н- номинальное скольжение; S_н = 9,7%;

η_н - номинальный КПД ; η_н = 65%;φ - номинальный коэффициент мощности; cosφ = 0,78;

К1 = Мmax/Mн - кратность максимального момента; К1 = 2,2;

К2 = Мп/Мн - кратность пускового момента; К2 = 2;

К3 = Мmin/Mн - кратность минимального момента; К3 = 1,2;

К4 = Iп/Iн - кратность пускового тока; К4 = 5.

Для проверки выбранного двигателя:

Номинальная частота вращения, об/мин (4)

n_H = 3000∙(1-0,097) = 2709 (об/мин)

Номинальная скорость, рад/с (5)

ω_н = 3,14∙ 2709 /30 = 283,5 (рад/с).

Номинальный и максимальный моменты двигателя, Н∙м (6), (7)

M_н = 0,18∙1000/283,5 = 0,63 (Н∙м)

М_max = 2,2∙0,63 = 1,4 (Н∙м)

Значение пускового момента, Н∙м (8)

М_П = 2∙0,63 = 1,26 (Н∙м)

Величина статического момента, Н∙м (9)

М_с = 0,119∙1000/283,5 = 0,42 (Н∙м)

Для проверки двигателя на перегрузочную способность необходимо выполнить условие (10)

,42 Н∙м< 1,15 Н∙м

Для проверки двигателя по условиям пуска необходимо выполнить условие (11)

,26 Н∙м ≥ 0,42 Н∙м

Выбираем электродвигатель постоянного тока на напряжение 110 В для бабки изделия М8 и электродвигателя стола М9. Тип двигателя: П11М.

Для выбранного двигателя из справочника [6] выписываем паспортные данные:

Рн - номинальная мощность, кВт; Рн = 0,29 кВт;

n₀ - синхронная частота вращения, об/мин; n₀ = 3000 об/мин;

Ток равен 4,05 А.

2.4 Расчет и построение механических характеристик выбранных двигателей

Привод внутреннего шлифования М1:

Уравнение механической характеристики имеет вид:

Критическое скольжение определяются по формуле:

 = 0,21

Угловая скорость определяются по формуле, рад/с

где  - скорость идеального холостого хода, рад/с.

 = 314 рад/с

Задаваясь значением s в пределах (0 ÷1,0)∙рассчитываются зависимости М = f(s), . Результаты вычисления заносятся в таблицу 1.

Таблица 1

Параметры естественной характеристики двигателя М1

По полученным данным строится естественная механическая характеристика

Рис. 4. Естественная механическая характеристика М1

Для построения естественной механической характеристика асинхронного двигателя шлифовального круга М3 используем выражения (12) - (15). Определяем критическое скольжение:

 = 0,21

Определяем угловую скорость:

 = 314 рад/с.

Задаваясь значением s в пределах (0 ÷1,0) рассчитываются зависимости М = f(s), .

Результаты вычисления заносим в таблицу 2.

Таблица 2

Параметры естественной характеристики двигателя М3

По полученным данным строим естественную механическую характеристику

Рис. 5. Естественная механическая характеристика асинхронного двигателя шлифовального круга

Для построения естественной механической характеристика асинхронного двигателя насоса охлаждения используем выражения (12) - (15).

Определяем критическое скольжение:

 = 0,4.

Определяем угловую скорость:

 = 314 рад/с.

Задаваясь значением s в пределах (0 ÷1,0)∙рассчитываются зависимости М = f(s), . Результаты вычисления заносим в таблицу 3.

Таблица 3

Параметры естественной характеристики двигателя

По полученным данным строим естественную механическую характеристику

Рис. 6. Естественная механическая характеристика асинхронного двигателя насоса охлаждения

.4 Выбор аппаратуры и трансформаторов управления

Рассчитываем номинальный ток [5, с. 16], для электроприемников, А по выражению:

I = I =  (16)

Электродвигатель внутреннего шлифования М1:

 (А)

Привод шлифовального круга М3:

 (А)

Привод насоса охлаждения М7:

 (А)

Для приводов М2, М4, М5, М6, М8, М9 используются паспортные данные:

Привод генератора М2 ток равен 6,5 А;

Привод насоса смазки и гидравлики М4 ток равен 1,7 А;

Привод магнитного сепаратора М5 ток равен 0,5 А;

Привод продергивания М6 ток равен 0,5 А;

Привод бабки изделия М8 ток равен 4,05 А;

Привод стола М9 ток равен 4,05 А.

Выбор аппаратов управления осуществляется по формуле: I_П >I_Н

Для приводов М3, М4, М5, М6, М7, М8, М9.

Номинальный ток пускателя КМ1:

I_П ≥ 6,5+1,8+1,7+0,5+0,5+4,05+4,05 = 19,1 (А)

Выбираем пускатель по справочнику [6, с 26]: ПМЛ1200, I_н = 25 А.

Для привода шлифовального круга М3 (КМ2): I_П ≥ 1,8 (А)

Выбираем пускатель по справочнику [6, с 26]: ПМЛ1100, I_н = 10 А

Для привода генератора М2 (КМ3): I_П ≥ 6,5 (А)

Выбираем пускатель по справочнику [6, с 26]: ПМЛ1100, I_н = 10 А

Для приводов М7, М8, М9 (КМ4):

I_П ≥ 0,54+4,05+4,05 = 8,64 (А)

Выбираем пускатель по справочнику [6, с 26]: ПМЛ1100, I_н = 10 А

Для привода продергивания М6 (КМ5): I_П ≥ 0,5 (А)

Выбираем пускатель по справочнику [6, с 26]: ПМЛ1100, I_н = 10 А

Выбор трансформаторов управления.

Применение малых напряжений - самая лучшая защита от воздействия электрического тока

Понижающие трансформаторы небольшой мощности выпускаются как для установки на станках, так и переносные

Понижающие трансформаторы для цепей управления, местного освещения и сигнализации следует устанавливать в местах, защищенных от попадания пыли, воды и масла (в шкафах управления, нишах). Трансформаторы должны быть установлены так, чтобы не могло произойти случайных прикосновений обслуживающего персонала к токоведущим частям. Трансформаторы нужно заземлять медным проводом сечением не менее 2,5 мм. Крепление трансформатора не освобождает от необходимости присоединения заземляющего провода [7, с. 83].

Номинальная мощность трансформатора Sн (ВА) в продолжительном режиме должна быть не меньше суммарной мощности потребляемой аппаратами при их одновременном включенном (рабочем) состоянии:

Sн≥∑Sр

где ∑Sр - суммарная мощность потребляемая аппаратами при их одновременном включении: Sн≥ 185 (Вт)

Выбираем трансформатор серии ТБС-310Т, Sн = 200 ВА на напряжение 380/110/24 В.

.5 Выбор защитной аппаратуры

В качестве защитной аппаратуры применяется автоматический воздушный выключатель - для защиты от короткого замыкания, тепловое реле - для защиты от перегрузки.

Номинальный ток срабатывания электромагнитного расцепителя автоматического выключателя QF1:

I_эл ≥ 1,25∙ I_дл

I_эл ≥ 1,25∙(1,8+6,5+1,8+1,7+0,5+0,5+0,54+4,05+4,05) = 21,8 (А)

Ток срабатывания комбинированного теплового расцепителя автоматического выключателя

I_ср.эл. >1,2 I_п

I_ср.эл. >1,2∙(7∙6,5+1,8+1,8+1,7+0,5+0,5+0,54+4,05+4,05) = 67,7 (А)

По справочнику [1] выбираем автоматический выключатель AE2036 на

I _н = 25 А, I _расц = 25 А, I _сраб = 300 А.

I_ср.эл. = 12∙I_н

I_ср.эл. = 12∙ 25 = 300 (А)

Номинальный ток нагревательного элемента теплового реле М1 определяется по выражению:

I_т > 1,15 I_дл

I_т ≥ 1,15·1,8 = 2,1 А

По справочнику [1] выбирается тепловое реле РТЛ с параметрами I_н = 3,4 А, диапазон несрабатывания тока D = (0,75÷1,25) I_н.

Аналогично по выражению (20) проведем выбор теплового реле для остальных электродвигателей.

Для электродвигателя М2 по (20):

I_т ≥ 1,15·6,5 = 7,5 А

По справочнику [1] выбирается тепловое реле РТЛ с параметрами I_н = 8,5 А, диапазон несрабатывания тока D = (0,75÷1,25) I_н.

Для электродвигателя М3 по (20):

I_т ≥ 1,15·1,8 = 2,1 А

По справочнику [1] выбирается тепловое реле РТЛ с параметрами I_н = 3,4 А, диапазон несрабатывания тока D = (0,75÷1,25) I_н.

Для электродвигателя М4 по (20):

I_т ≥ 1,15·1,7 = 1,95 А

По справочнику [1] выбирается тепловое реле РТЛ с параметрами I_н = 2,05 А, диапазон несрабатывания тока D = (0,75÷1,25) I_н.

Для электродвигателя М5 и М6 по (20):

I_т ≥ 1,15·0,5 = 0,58 А

По справочнику [1] выбирается тепловое реле РТЛ с параметрами I_н = 0,8 А, диапазон несрабатывания тока D = (0,75÷1,25) I_н.

Для электродвигателя М7 по (20):

I_т ≥ 1,15·2 = 2,3 А

По справочнику [1] выбирается тепловое реле РТЛ с параметрами I_н = 3,4 А, диапазон несрабатывания тока D = (0,75÷1,25) I_н.

.6 Выбор питающих проводов и кабелей

круглошлифовальный электрооборудование напряжение ток

Сечение проводов и кабелей для напряжения до 1000 В по условию

нагрева определяется по справочнику [3, с 36] в зависимости от расчетного значения длительно допустимой токовой нагрузки из выражения:

,

где I_дл - ток расчетной длительной нагрузки,

I_н - номинальный ток, для электроприемников, имеющих в установке одиночный асинхронный двигатель.

Сечение провода уточняется в соответствии с выбранными аппаратами защиты:

Для всего станка:

 (А)

Но с учетом аппарата защиты I_доп ≥ 25 А