Электрооборудование промышленных предприятий

В случае если нагрузочная  диаграмма работы электродвигателя известна из паспортных данных станка, то выбор электродвигателя можно провести по этой диаграмме с проверкой двигателя на нагрев по методу эквивалентной мощности или методу средних потерь.

Рассмотрим методику расчета мощности электродвигателей типового технологического оборудования.

Основными элементами режима резания при фрезеровании являются глубина резания, подача, скорость резания  и ширина фрезерования.

Скоростью резания v является окружная скорость режущих лезвий фрезы

 

 

где D – диаметр фрезы, мм;

n_ф – частота вращения фрезы, об/мин.

 

Потребляемая  на резание мощность Р_р:

 

 

 

Мощность на валу главного электродвигателя, соответствующая  мощности резания, определяется с учетом механических передач станка по формуле:

 

 

где η_ст – к.п.д. станка при номинальной нагрузке (обычно составляет 0,75÷0,8).

 

 

 

4 РАСЧЕТ И ВЫБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ И ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ

 

1.Номинальный ток электродвигателя:

 

 

 

где Р_ном – номинальная мощность электродвигателя, Вт;

U – напряжение, кВ;

cosj – коэффициент мощности;

η – КПД двигателя.

 

1. Номинальный ток трехфазных нагревательных элементов:

 

 

 

2. Номинальный ток электромагнитов:

 

 

 

 

 

где S – полная мощность электромагнита, ВА

 

 

 

4.1 Выбор электромагнитных пускателей

 

Электромагнитные  пускатели необходимо выбирать только для управления силовыми нагрузками. В случае, если электромагнитный пускатель не коммутирует силовые цепи, преимущество при выборе необходимо отдавать промежуточным реле, которые отличаются от электромагнитных пускателей малыми габаритами и низкой потребляемой мощностью.

Электромагнитные  пускатели выбирают по следующим  условиям:

1. Серия электромагнитного пускателя.

Наибольшее применение в  настоящее время находят пускатели  серии ПМЛ и ПМ12. Более дорогие, но и более качественные пускатели  серии ПМУ и зарубежных фирм производителей «Сименс», «Легранд», «АББ», «Шнайдер Электрик».

2. Величина электромагнитного пускателя (ток нагрузки, который способен включать и выключать пускатель своими главными контактами).

Электромагнитные пускатели  бывают 1-й величины (ток главных  контактов – 10 и 16А), 2-й величины (25А), 3-й величины (40А), 4-й величины (63А). Если нагрузки выше 63А, то в цепях управления электродвигателями и другими силовыми элементами схемы находят применение электромагнитные контакторы. Ток главных контактов аппарата должен быть больше тока нагрузки.

3. Рабочее напряжение катушки.

Должно соответствовать  напряжению цепей управления – стандартные значения напряжения ~24 В, ~110 В, ~220 В, ~380 В, DC 24 В.

4. Количество дополнительных контактов электромагнитного пускателя.

Должно соответствовать  необходимому числу контактов в  схеме управления. Отдельно необходимо считать контакты замыкающие и размыкающие. В случае, если количество контактов оказывается аппарата оказывается меньше необходимого и в качестве аппарата была выбрана серия ПМЛ, то существует возможность использовать приставку с дополнительными контактами серии ПКЛ.

5. Степень защиты, IP.

Электромагнитный пускатель  должен соответствовать условиям окружающей среды в которой он работает. Необходимо учитывать то, что аппарат установленный в пыльном помещении, но находящийся в шкафу управления со степенью защиты IP44, может иметь степень защиты IP20.

6. Наличие теплового реле.

Если электромагнитный пускатель  включает и выключает электродвигатели, которые по своим технологическим режимам могут испытывать перегрузки, то необходимо выбирать аппарат с тепловыми реле.

7. Наличие реверса.

Для управления реверсивным  электродвигателем существует возможность использовать реверсивный магнитный пускатель, который содержит 2 электромагнитных катушки, 6 силовых контактов, механическую блокировку и может иметь 2 тепловых реле.

8. Дополнительные элементы управления (кнопки на корпусе, лампочка).
9. Класс износостойкости (количество срабатываний).

Важный параметр в том  случае, когда аппарат предназначен для коммутации нагрузки, работающей в режиме частых включений и выключений. При большом значении количества вкл/выкл в час используют бесконтактные пускатели.

Таблица 4. Результаты выбора магнитных пускателей

Позиционные обозначения и типы		Напр-ние главных контактов, В	Ток главных контактов, А	Число главных контактов зам./разм	Число вспом. контактов зам./разм	Напряжение катушки, В
КМ1 ПМЛ-150104 с приставкой ПКЛ-2004 (+2з.)	требуется	65	5	3/0	2/1	110
	выбрано	380	10	3/0	2/1	110

 

 

4.2 Выбор промежуточных реле

 

Реле — электрическое устройство (выключатель), предназначенное для замыкания и размыкания различных участков электрических цепей при заданных изменениях электрических или неэлектрических входных величин. Различают электрические, механические и тепловые реле.

Основные части электромагнитного  реле: электромагнит, якорь и переключатель. Электромагнит представляет собой электрический провод, намотанный на катушку с сердечником из магнитного материала. Якорь — пластина из магнитного материала, через толкатель управляющая контактами.

Таблица 5. Результат выбора промежуточных реле

Позиционные обозначения и типы		Число замыкающих контактов	Число размыкающих Контактов	Напряжение катушки, В	Степень защиты
КV1 РПЛ-131 с приставкой ПКЛ-22М (2з.+1р.)	требуется	4	2	380	IP20
	выбрано	5	2	380	IP20

 

 

4.3Выбор реле времени

 

Реле времени — реле, предназначенное для создания независимой выдержки времени и обеспечения определённой последовательности работы элементов схемы. Реле времени применяется в случаях, когда необходимо автоматически выполнить какое-то действие не сразу после появления управляющего сигнала, а через установленный промежуток времени        (Таблица 5).

 

 

 

 

 

 

Таблица 6. Результат выбора реле времени.

Позиционные обозначения и типы		Число контактов с выдержкой времени зам/разм	Число контактов мгновенного действия зам/разм	Напряжение питания,  В	Выдержка времени, сек	Степень защиты
КT1 РПЛ-122 с приставкой ПВЛ-11М (+1з.+1р.)	требуется	0/1	0/0	110	5	IP20
	выбрано	1/1	2/2	110	0,1 ÷  30	IP20
КT2 ВС-43-34	требуется	2/0	0/0	110	3600	IP20
	выбрано	3/0	0/0	110	540 ÷  32400	IP40

 

4.4Выбор электромагнита

 

Электромагнит — устройство, создающее магнитное поле при прохождении электрического тока. Обычно электромагнит состоит из обмотки и ферромагнитного сердечника, который приобретает свойства магнита при прохождении по обмотке тока. В электромагнитах, предназначенных, прежде всего, для создания механического усилия также присутствует якорь (подвижная часть магнитопровода), передающий усилие.

 

Таблица 7. Результат выбора электромагнита

Тип электромагнита	Номинальное тяговое усилие,Н	Напряжением питания,В	Номинальный ток,А	Пусковой ток,А	Номинальная активная мощность электромагнита,Вт	пусковая мощность,ВА
ЭМ33-5116-20У3	29	110	1,1	10,6	30	1190

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ И ВЫБОР АППАРАТОВ ЗАЩИТЫ

5.1.Выбор трансформатора

Трансформатор (преобразовывать) — это статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанные обмотки на каком-либо магнитопроводе и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем (напряжений) переменного или постоянного тока в одну или несколько других систем (напряжений), без изменения частоты.

1.Расчет полной мощности:

 

 

где Р_ном – номинальная мощность электродвигателя, Вт;

cosj – коэффициент мощности;

 

2.Расчет  номинальной мощности трансформатора: 

где – коэффициент загрузки трансформаторов (0,65-0,7)

 

 

 

Из таблицы П5.1 справочника  выбираем двухобмоточный трансформатор 2хТМ25/6.

 

 

 

 

 

 

 

 

5.2. Выбор предохранителей

 

Iном

 

где Р_ном – номинальная мощность электродвигателя, Вт;

U – напряжение, кВ;

cosj – коэффициент мощности;

η – КПД двигателя.

 

Таблица 8. Выбор предохранителя

Позиционное обозначение	Тип предохранителя				Напряжение, В		Номинальный ток, А		Номинальный ток плавкой ставки, А
FU1		ПРС-25		требуется		380		17,41		25
				выбрано		380		25

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.РАСЧЕТ И ВЫБОР ПРОВОДОВ И КАБЕЛЕЙ

 

Для питания электродвигателя, выбираем провод в соответствии с  условием:

I≤ .Номинальный ток электродвигателя равен 10,6 А, в соответствии с таблицей справочника П3.1 провод для питания будет использоваться ВВГ 1,5.По этому проводу может течь длительно допустимый ток в величине 19 А.

Для питания электромагнита выбираем провод ВВГ 1,5, т.к номинальный ток электромагнита равен А.По проводу может течь длительно допустимый ток в величине 19 А.

Для питания 3-х фазных нагревательных элементов используем провод ВВГ 1,5,т.к номинальный ток нагревательных элементов равен 6,08 А.По этому проводу может течь длительно допустимый ток в величине 19 А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

В условиях научно-технической  революции очень важно быстро распространять и внедрять в производство новые достижения науки, техники и технологии производства, новые методы организации труда.

Основное внимание обращено на вопросы эффективности, пути повышения качества и производительности фрезерной обработки. В соответствии с этим подробно рассмотрены причины, вызывающие появление погрешностей при фрезеровании, физические явления в процессе резания, закономерности износа режущего инструмента, принципы выбора оптимальной геометрии инструмента и режима резания, методы рационального использования станков, инструмента и приспособлений.

Эффективность скоростного  проектирования и внедрения передовой  технологии, комплексной механизации  и автоматизации процессов производства металлорежущих станков обеспечивается широко развитой специализацией производства на основе агрегатирования, унификации и нормализации деталей и целых узлов. Агрегатирование и унификация становятся основой проектирования и производства станков.

 

Список использованной литературы

 

1 Справочник технолога-машиностроителя.  В 2-х т. Т.2/под ред. 

А.М. Дальского, А.Г. Косиловой, Р.К. Мещерякова, А.Г. Суслова. -5-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение-1, 2001. -912 с.: ил.

2 Анурьев В.И. Справочник  конструктора-машиностроителя: В  3-х т. 

Т. 1. – 8-е изд., перераб. и  доп. Под ред. И.Н. Жестковой. –М.: Машиностроение, 2001. -920 с.: ил.

3 Анурьев В.И. Справочник  конструктора-машиностроителя: В  3-х т. 

Т. 2. – 8-е изд., перераб. и  доп. Под ред. И.Н. Жестковой. –М.: Машиностроение, 2001. -920 с.: ил.