2. Сопротивление линии

= 0,495Ом

3. Сопротивление двигателя

Ом

При U_H =380B

4. При пуске электродвигателя потеря напряжения

5. Допустимая потеря напряжения

Так как < , следовательно, прямой пуск двигателя от сети напряжением 380 В возможен.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СПОСОБА СОЕДИНЕНИЯ ФАЗ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ

Чтобы включить двигатель в сеть, нужно правильно выбрать схему соединения фаз статорной обмотки. В коробке выводов двигателя обычно шесть концов от трех фаз, что позволяет включать двигатель на два разных напряжения. Выбор схемы соединения ("звездой" или "треугольником") фаз двигателя зависит от номинального напряжения сети и номинального напряжения двигателя.

Схему соединения нужно выбрать такую, чтобы на фазу статорной обмотки приходилось номинальное напряжение. Напряжение на фазе двигателя по схеме "звезда" в 1,73 раза меньше напряжения сети, а по схеме "треугольник" напряжение на фазе двигателя равно напряжению сети. Так, двигатель с напряжением 380/220 В по схеме "звезда" должен включаться в сеть с напряжением 380 В, по схеме "треугольник" - в сеть с напряжением 220 В.

Таким образом, при соединении "звездой" U_Л=1,73U_Ф, "треугольником" Uл=Uф. Учитывая эти зависимости, при выборе схемы соединения фаз можно пользоваться табл.3 .

Таблица 3

Таблица для выбора способа соединения фаз электродвигателя

По ГОСТу выводы фаз обозначаются буквами: С1, С2, СЗ - начала фаз; С4, С5, С6 - соответственно концы фаз. Чтобы фазы соединить звездой, нужно концы С4, С5 и С6 соединить в одну точку, а к началам фаз С1, С2 и СЗ подвести напряжение сети. Для соединения фаз обмотки двигателя в треугольник нужно конец одной фазы С4 соединить с началом другой фазы С2, а конец ее С5 соединить с началом третьей фазы СЗ, конец которой С6 соединить с началом первой фазы. В результате получаются три точки (вершины): С1-С6, С2-С4 и СЗ-С5, к которым подводят напряжение сети.

Так как по условию пуска получилось, что двигатель можно подключать как в сеть с UН = 220 В, так и в сеть с UН = 380 В, выберем подключение в сеть с наименьшими потерями напряжения, а это сеть с UН = 380 В.

Выбираем схему подключения – «звезда».

ВЫБОР ПУСКОВОГО АППАРАТА

К пусковой низковольтной аппаратуре относятся различные рубильники, переключатели, автоматические выключатели.

Мощность электродвигателей, включаемых или отключаемых рубильниками, не должна превышать 16 кВт, а номинальный ток рубильника должен быть не менее трехкратного номинального тока электродвигателя: I_Н.РУБ.= 3I_НДВ, где I_НДВ - номинальный ток электродвигателя (А).

При установке рубильников, переключателей или пакетных выключателей, а также для разрыва цепи в случае возникновения токов короткого замыкания применяют предохранители.

В качестве пусковой аппаратуры для электродвигателей мощностью до 4,5 кВт используют нажимные (ручные) пускатели типа ПНВ-30 (32 или 34), представляющие собой небольшие рубильники закрытого типа, ножи которых включаются и выключаются нажатием соответствующей кнопки.

Автоматические выключатели служат для автоматического размыкания перегруженных электрических цепей и в случае других ненормальностей, а также для включений и отключений в нормальных условиях. Промышленно­стью выпускаются автоматические выключатели типа АО-15, АБ-25, АП-50 и др.

Автоматические выключатели АО-15 и АБ-25 применяются в однофазных внутренних электрических сетях напряжением 220 В.

Автоматические выключатели типа АП-50 в различных исполнениях выпускают двух- и трехполюсными на номинальные токи: 1,6; 2,5; 6,4; 10; 25; 40 и 50 А. Тепловой расцепитель не срабатывает в течение часа при нагрузке 1,1 (номинальной) и срабатывает при нагрузке 1,35 (номинальной ) не более чем за 30 мин., а при шестикратной нагрузке - не более чем за 10 сек.

Кроме этого, для пуска и защиты электродвигателей широко применяются установочные автоматы типов А-3000, АЕ-1000, АЕ-2000, АК-50 и др. В прил.4 приведены технические данные воздушных выключателей серий А-3000 и АЕ-2000.

Расчет. Выбрать автомат защиты для трехфазного асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором. Каталожные данные двигателя 4А90Д2У3: Р_н =3 кВт; I_H = 6,13 А при Uн = 380 В; I_H = 10,61 А при Uн = 220 В; п_н = 2840 об/мин; КПД = 84,5%; cos _H =0,88; кратность пускового тока К₁ =6,5; ₀ = 2,1; =2,5.

1.Пусковой ток

2. Определим ток уставки теплового расцепителя:

I_Н.УСТ = 1,25*I_Н= 1,25*6,13 = 7,7 А.

Выберем автомат I_Навт = 10 А и установим ток теплового расцепителя ре­гулятором на 7,7 А.

2. Определим необходимый ток электромагнитного расцепителя

Iэ_{м расц}= 1,25 *К *I_Н = 1,25 *6,5 • 6,13 =49,8 А.

3. Выберем тип автомата: АП-50 - 3 МТ; I_{Н авт.} = 50 А.

4.Проверим выбранный автомат по току срабатывания электромагнитного расцепителя.

По условиям пуска автомат выбран правильно, поскольку

I_{срэм.расц} > I_эм.PАCЦ т.е. 110 > 49,8 (см. прил. 3).

5. Проверим коммутационную способность автомата. Эффективное значение допустимого тока короткого замыкания для выбранного автомата при напряжения 380 В (I_{ф кор зам} =1500 А) должно быть больше I_{ф кор зам} сети.

ВЫБОР ЗАЩИТНОГО АППАРАТА

Для защиты проводов и кабелей электрических сетей напряжением до 1000 В от токов короткого замыкания устанавливают предохранители. Защитным элементом предохранителя является плавкая вставка, включаемая последовательно в цепь тока. При увеличении тока линии выше определенной величи­ны плавкая вставка расплавляется, цепь тока разрывается, предохраняя провод от недопустимого перегрева.

Расчет. Каталожные данные двигателя 4А90Д2У3: Р_н =3 кВт; I_H = 6,13 А при Uн = 380 В; I_H = 10,61 А при Uн = 220 В; п_н = 2840 об/мин; КПД = 84,5%; cos _H =0,88; кратность пускового тока К₁ =6,5; ₀ = 2,1; =2,5.

Требуется выбрать плавкие вставки к предохранителям типа ПН-2, установленным на питающей двигатель линии, при условии, что двигатель загружен на номинальную мощность.

Решение:

1. Можно принять расчетный ток линии равным номинальному току двигателя: I_ДЛ =6,13 А.

2. Выбрав номинальный ток плавкой вставки по длительному току линии (I_В > Iдл), получим соотношение I_В > 6,13 А.

3. При выборе плавкой вставки по пусковому току двигателя

,

где К = 2,5 при легком пуске электродвигателя, К = 1,6 - 2,0 при тяжелых пусках электродвигателя.

Пусковой ток электродвигателя

Iп ⁼ K_i * I_н.дв ,

где K_i кратность пускового тока электродвигателя.

Тогда получим:

I_П = 6,5*6,13 = 39,845 А ;

По табл. прил.6 подберем плавкую вставку предохранителя типа ПН-2 на номинальный ток 100 А.

ВЫБОР АППАРАТА УПРАВЛЕНИЯ

Наряду с аппаратами ручного управления широкое применение получила релейно-контактная аппаратура, позволяющая управлять электродвигателями и другими электроустановками дистанционно, т. е. на расстоянии, с помощью кнопок управления. К этой аппаратуре, прежде всего, относятся магнитные пускатели и контакторы.

Магнитным пускателем называют аппарат, замыкающий контакты в силовой электрической цепи путей втягивания электромагнита, обмотка которого включена во вспомогательную цепь управления и соединена с кнопками "Пуск" и "Стоп».

Контактором называют аппарат для включения и отключения силовой цепи электродвигателя (до 1200 раз в час), приводимый в действие электромагнитом постоянного или переменного тока.

В практике наибольшее распространение получили магнитные пускатели серии ПМЕ, ПМА, ПА, ПВН и электромагнитные контакторы переменного тока типа ТСТ-6000, КТ-700, КТПВ-6000 и некоторые другие.

Магнитные пускатели выбирают с учетом мощности управляемого электродвигателя и номинального напряжения катушки (прил.6,7).

Зная заданную номинальную мощность или номинальную силу тока элек­тродвигателя, линейное или фазовое напряжение питающей сети, из прил.6 или 7 выбирают соответствующий тип магнитного пускателя. Если магнитные пускатели не отвечают условиям пуска и управления электродвигателями (недостаточен ток главной цепи), то выбирают контакторы.

При выборе электромагнитного контактора можно руководствоваться номинальным током электродвигателя и заданным напряжением электрической сети (прил.8).

Контакторы, в отличие от магнитных пускателей, не имеют встроенной защиты (тепловых реле) от электрических перегрузок, но рассчитаны на большую силу тока (от 20 до 1000 А) с количеством полюсов от 1 до 5, большим числом срабатывания в час и одновременным магнитным и дионным гашением дуги.

Включение, отключение магнитных пускателей или контакторов производится кнопками управления, размещаемыми на пульте управления, электродвигателем или другими электроустановками. При выборе кнопок управления пользуются прил.9.

Каталожные данные двигателя 4А90Д2У3: Р_н =3 кВт; I_H = 6,13 А при Uн = 380 В; I_H = 10,61 А при Uн = 220 В; п_н = 2840 об/мин; КПД = 84,5%; cos _H =0,88; кратность пускового тока К₁ =6,5; ₀ = 2,1; =2,5.

Выбираем в качестве аппарата управления:

Величина пускателя – третья, номинальный ток главной цепи 40 А.

Кнопки управления – КУ – 121-2. количесвто кнопок – 2, Допустимый ток при напряжении 380 В – 12 А.

ВЫБОР СЕЧЕНИЯ И МАРКИ СОЕДИНИТЕЛЬНЫХ ПРОВОДОВ ИЛИ КАБЕЛЯ С УКАЗАНИЕМ СПОСОБА ПРОКЛАДКИ

Каталожные данные двигателя 4А90Д2У3: Р_н =3 кВт; I_H = 6,13 А при Uн = 380 В; I_H = 10,61 А при Uн = 220 В; п_н = 2840 об/мин; КПД = 84,5%; cos _H =0,88; кратность пускового тока К₁ =6,5; ₀ = 2,1; =2,5.

Определить сечение проводов ответвления к электродвигателю.

Электродвигатель устанавливают в ремонтно-механическом цехе предприятия (помещение особо сырое, трудносгораемое). Проводку осуществляют проводом мар­ки АПРТО, проложенным в трубах и каналах пола.

Решение:

1 . Определим рабочий ток нагрузки:

2. Пользуясь данными прил.10 (графа 'Три одножильных провода в трубе", нулевой провод в расчет не принимается), найдем, что допустимому току в 15 А соответствует сечение провода АПРТО 1 мм². Одновременно пользуемся прил.11 (см. характеристику помещений для установки электродвигателей в прил.15).

КОМПЕНСАЦИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ. ПОВЫШЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ

Для повышения коэффициента мощности применяют специальные компенсирующие устройства: косинусные конденсаторы (батареи), синхронные компенсаторы и перевозбужденные синхронные двигатели, которые вырабатывают реактивную мощность, потребляемую некоторыми приемниками. При включении в сеть компенсирующие устройства разгружают энергосистему от реактивной мощности и соответственно повышают коэффициент мощности си­ловых трансформаторов.