Работа № 6
Выбор аппаратов запуска и защиты для асинхронного двигателя

Цель работы

Ознакомиться с методом выбора пускозащитных электрических аппаратов для заданных условий эксплуатации

Программа работы в лаборатории

  1. Рассчитать номинальный ток двигателя.
  2. Выбрать магнитный пускатель.
  3. Выбрать тепловые реле.

Задача

Для прямого пуска короткозамкнутого асинхронного электродвигателя серии 4А мощностью $P$, питающегося от сети с номинальным напряжением $U_{ном}=380$ В, используется магнитный пускатель, схема включения которого представлена на рис. 1. В состав пускателя входят контактор КМ и тепловые реле КК1 и КК2. Данные для расчета приведены в табл. 1. Технические данные некоторых типов пускателей и тепловых реле приведены в табл. 3 и 4.

Таблица 1
Вар. $P$, кВт $\cos φ_{дв}$ $η$   Вар. $P$, кВт $\cos φ_{дв}$ $η$
1 11,0 0,86 0,875 11 11,0 0,75 0,870
2 15,0 0,91 0,880 12 15,0 0,88 0,885
3 18,5 0,92 0,885 13 18,5 0,88 0,895
4 22,0 0,91 0,885 14 22,0 0,90 0,900
5 11,0 0,82 0,865 15 11,0 0,80 0,800
6 15,0 0,87 0,875 16 15,0 0,82 0,870
7 18,5 0,90 0,850 17 18,5 0,86 0,860
8 22,0 0,92 0,890 18 22,0 0,88 0,880
9 11,0 0,84 0,850 19 15,0 0,85 0,865
10 18,5 0,82 0,850 20 22,0 0,86 0,870

pz_06_01.png, 11kB
Рисунок 1. Схема нереверсивного пускателя АД

Таблица 2
Категории применения контакторов в соответствии с ГОСТ 11206-77 (МЭК 947-4)
Род тока Категория
применения
Область применения
Переменный

AC
alternating
current
AC-1 Электропечи сопротивления, неиндуктивная или слабоиндуктивная нагрузка
AC-2 Пуск и отключение электродвигателей с фазовым ротором, торможение противотоком
AC-3 Прямой пуск электродвигателей с короткозамкнутым ротором, отключение вращающихся электродвигателей
AC-4 Пуск электродвигателей с короткозамкнутым ротором, отключение неподвижных или медленно вращающихся электродвигателей, торможение противотоком
Постоянный

DC
direct
current
DC-1 Электропечи сопротивления, неиндуктивная или слабоиндуктивная нагрузка
DC-2 Пуск электродвигателей постоянного тока с параллельным возбуждением и отключение вращающихся электродвигателей постоянного тока с параллельным возбуждением
DC-3 Пуск электродвигателей постоянного тока с параллельным возбуждением, отключение неподвижных или медленно вращающихся электродвигателей, торможение противотоком
DC-4 Пуск электродвигателей постоянного тока с последовательным возбуждением и отключение вращающихся электродвигателей посто-янного тока с последовательным возбуждением
DC-5 Пуск электродвигателей постоянного тока с последовательным возбуждением, отключение неподвижных или медленно вращающихся двигателей, торможение противотоком

Методические указания

1. Определение номинального тока двигателя:

pz_06_02.png, 1,8kB

где $\cos φ_{дв}$ – коэффициент мощности двигателя; $η$ – его КПД (см. табл. 1). По величине этого тока из табл. 3 производится выбор пускателя таким образом, чтобы максимальный рабочий ток пускателя в категории применения AC-3 (см. табл. 2) был не менее номинального тока двигателя и максимально близким к нему.

2. Определение номинального тока уставки теплового реле.
Для лучшего согласования перегрузочной способности двигателя и защитной (время-токовой) характеристики реле номинальный ток уставки выбирается на 15÷20 % выше номинального тока двигателя, т.е.

$I_{уст.ном}=(1,15÷1,20)I_{ном.дв.}$,

Так как в тепловое реле выбранного выше пускателя могут быть установлены тепловые элементы с различными номинальными токами, то необходимо выбрать тепловой элемент с номинальным током, ближайшим к рассчитанному значению $I_{уст.ном}$ и проверить, попадает ли величина $I_{уст.ном}$ в пределы регулирования уставки реле.

Таблица 3
Тип пускателя Номинальный ток, А Максимальный рабочий
ток при категории
применения AC-3, А
Тип встроенного
теплового реле
ПМЕ-122 10 7,5 ТРН-8
ПМЕ-222 23 18 ТРН-25
ПА-322 40 30 ТРН-32
ПА-422 56 50 ТРП-60
ПА-522 115 100 ТРП-150
ПА-622 140 135 ТРП-150


Таблица 4
Тип теплового
реле
Номинальный ток, А Номинальные токи
тепловых элементов реле, А
Пределы регулирования
тока уставки
ТРН-8 10 2; 2,5; 3,2; 4; 5; 6,8; 8;10 от
$0,75I_{ном}$
до
$1,25I_{ном}$
ТРН-25 25 5; 6,3; 8; 10; 12,5; 16; 20; 25
ТРН-32 40 16; 20; 25; 32; 40
ТРП-60 60 25; 30; 40; 50; 60
ТРП-150 150 50; 60; 80; 100; 120; 150

Выбранные таким образом параметры реле обеспечивают отключение двигателя, например, при токе перегрузки $1,3I_{ном.дв.}$ – за время не более 10÷20 мин., а при перегрузке током $10I_{ном.дв.}$ – за время не более 2÷5 с.

15.07.2013