Выбор электродвигателей, пусковой и защитной аппаратуры

Выбор напряжения цеховой сети и системы питания силовой нагрузки и освещения

Цеховую сеть можно выполнить на напряжение 220 и 380 В.

Напряжение 660 В должно применяться на предприятиях где имеется большое количество электродвигателей в диапазоне мощностей 200 – 600 кВт. Перевод питания электроприёмников с напряжения 380 В на 660 В снижает затраты на сооружение низковольтной кабельной сети примерно на 30% и сокращает потери электроэнергии в этой сети в 1,3–1,4 раза. Внедрение напряжения 660 В обеспечивает снижение капитальных затрат относительно общей стоимости электроустановок стоящего предприятия на 0,5–1,5%.

В рассматриваемом цехе максимальная мощность электродвигателя 21 кВт, поэтому эффективность внедрения напряжения 660 В незначительна.

Для установленных потребителей электроэнергии цеха основным напряжением питания является напряжение 380 В. Питание освещения осуществляется напряжением 220 В.

Таким образом, в качестве основного напряжения в цехе выбирается напряжение 380/220 В.

Осветительная и силовая нагрузки будут питаться от общих цеховых трансформаторов 10/0,4 кВ.

Выбор электродвигателей, пусковой и защитной аппаратуры

Согласно ПУЭ для привода механизмов, не требующих регулирования частоты вращения, независимо от их мощности рекомендуется применять электродвигатели синхронные или асинхронные с короткозамкнутым ротором. Обычно для одного цеха выбирают двигатели одной серии.

Выбираем асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором серии 4А напряжением 380 В, так как они просты в исполнении, дешевы и не требуют регулирования частоты вращения.

Серия 4А является массовой серией АД, рассчитанных на применение в различных областях промышленности . Она охватывает диапазон номинальных мощностей от 0,06 до 400 кВт и выполнена на 17 высотах оси вращения — от 50 до 355 мм.

Серия включает основное исполнение АД, ряд модификаций и специализированные исполнения. Двигатели основного исполнения соответствуют общим требованиям и предназначены для нормальных условий работы (двигатели общего назначения). Они выпускаются во всем диапазоне мощностей и высот оси вращения, охватываемых серией. Это трехфазные АД с короткозамкнутым ротором, рассчитанные на частоту питания 50 Гц, имеющие степень защиты IP44 или IP23.

Модификации и специализированные исполнения АД серии 4А построены на базе их основного исполнения, т. е. имеют те же принципиальные конструктивные решения основных элементов и высоты оси вращения. Они выпускаются отдельными отрезками серий на определенные высоты оси вращения и номинальные мощности и предназначены для применения в механизмах, предъявляющих специфические требования к электроприводу, или в условиях эксплуатации, отличных от нормальных, имеющие степень защиты IP54.

Для крана принимаем асинхронные двигатели серии 4MTF (с фазным ротором), 4MTKF (с короткозамкнутым ротором). Это двигатели повторно-кратковременного режима работы. Применяются на кранах с тяжелыми условиями работы. Основной режим работы ПВ 40%.

Условия выбора электродвигателей:

(3.1)

Выбор пусковой и защитной аппаратуры производим по выражению (3.2):

,

(3.2)

где - номинальный ток расцепителя, А;

- номинальный ток электродвигателя, А.

Величины, приведённые в каталогах на асинхронные электродвигатели, связаны между собой следующими зависимостями:

;	(3.3)
,	(3.4)

где - номинальная мощность, кВА;

- номинальный ток, А;

- номинальная мощность, кВт;

- номинальный коэффициент мощности;

- КПД при номинальных нагрузке и параметрах.

.

(3.5)

Типы двигателей и их технические характеристики приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1. - Выбор двигателей для электроприемников

№	Название ЭП	Кол.	Р, кВт	Данные электродвигателей
Тип двигателя	Рн, кВт	Iном, А	U, кВ	Iпус, А	n, об/мин	η, %	cosφ
	Станок токарный			4А180S4УП3	22,0	41,31	0,38	289,2			0,9
	Станок фрезерный			4А132M4 УП3	11,0	21,98	0,38	164,8		87,5	0,87
	Автоматическая линия			4А180M8 УП3	15,0	31,94	0,38	191,7			0,82
		4А180M8 УП3	15,0	31,94	0,38	191,7			0,82
		4А180M8 УП3	15,0	31,94	0,38	191,7			0,82
	Вентилятор			4А160S2 УП3	15,0	28,8	0,38				0,9
	Насос			4А132M4 УП3	11,0	41,31	0,38	309,8		87,5	0,87
	Автоматическая линия		7,5	4А132S8 УП3	7,5	17,68	0,38	106,1			0,75
	7,5	4А132S8 УП3	7,5	17,68	0,38	106,1			0,75
	7,5	4А132S8 УП3	7,5	17,68	0,38	106,1			0,75
	7,5	4А132S8 УП3	7,5	17,68	0,38	106,1			0,75
	Мосто-вой кран	подъем груза			MTF312-6	15,0	40,0	0,38	-			0,70
передвиж. тележки			MTF112-6	5,0	14,7	0,38	-			0,70
передвиж. крана			MTF311-6	11,0	30,5	0,38	-			0,69
	Транспортёр			4А132M4 УП3	11,0	21,98	0,38	164,8		87,5	0,87

А180S4УП3

Название серии

Высота оси вращения, мм

Установочный размер по длине станины

Число полюсов

Пылезащищенного исполнения IP54

Климатическое исполнение и категория размещения

Выберем электродвигатель, пусковую и защитную аппаратуру для станка токарного, P=22кВт.

Из [14] выбираем АД 4А180S4УП3 с Рн=22 кВт; cos =0,9; h=90%;

n =1500 об/мин.

Рассчитаем по выражению (3.5):

.

Таблица 3.2 – Выбор аппаратуры защиты и управления

№ п/п	Наименование технологического оборудования.	Электродвигатели или электроприемники	Аппарат защиты	Аппарат управления
тип	Мощ­ность Рном, кВт	номи­нальный ток Iном, А	коли­чество п, шт.	Выключатель	номиналь­ный ток выключа­теля Iн.в, А	номиналь­ный ток расцепи­теля Iн.р, А	Контактор, пускатель	номи­наль­ный ток Iн, А	Тепловое реле	уставка теплово­го реле
	Станок токарный	4А180S4УП3	22,0	41,31		АЕ2066М1-100-54У3А			ПМЛ-461004Б		РТЛ-2057	38-52
	Станок фрезерный	4А132M4УП3	11,0	21,98		АЕ2066М1-100-54У3А			ПМЛ-261004Б		РТЛ-1022	18-25
	Автоматическая линия	4А160M8УП3	45,0	31,94		АЕ2066М1-100-54У3А			ПМЛ-361004Б		РТЛ-2055	30-41
4А132S8 УП3	31,94	ПМЛ-361004Б		РТЛ-2055	30-41
4А225M8УП3	31,94	ПМЛ-361004Б		РТЛ-2055	30-41
	Вентилятор	4А160S2 УП3	15,0	28,8		АЕ2066М1-100-54У3А		31,5	ПМЛ-361004Б		РТЛ-2053	23-32
	Насос	4А132M4УП3	11,0	21,98		АЕ2066М1-100-54У3А			ПМЛ-261004Б		РТЛ-1022	18-25
Продолжение таблицы 3.2
	Автоматическая линия	4А132S8 УП3	30,0	17,68		АЕ2066М1-100-54У3А			ПМЛ-261004Б		РТЛ-1021	13-19
4А132М8УП3	17,68		ПМЛ-261004Б		РТЛ-1021	13-19
4А132S8 УП3	17,68		ПМЛ-261004Б		РТЛ-1021	13-19
4А160M8УП3	17,68		ПМЛ-261004Б		РТЛ-1021	13-19
	Машина дуговой сварки	-	74,5	113,3		АЕ2066М1-100-54У3А			-	-	-	-
	Индукционная печь	-	60,8	92,5		АЕ2066М1-100-54У3А			-	-	-	-
	Электропечь сопротивления	-		106,5		АЕ2066М1-100-54У3А			-	-	-	-
	Мостовой кран	МТК 15т	26,0	69,75		АЕ2066М1-100-54У3А			ПМЛ-461004Б		РТЛ-2057	38-52
ПМЛ-261004Б		РТЛ-1021	13-19
ПМЛ-361004Б		РТЛ-2053	23-32
	Транспортёр	4А132M4УП3	11,0	21,98		АЕ2066М1-100-54У3А			ПМЛ-261004Б		РТЛ-1022	18-25