Методические указания по выполнению курсовых работ по МДК01.03 Электрическое и электромеханическое оборудование
методическая разработка на тему

Министерство образования Нижегородской области

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

 «Арзамасский коммерческо-технический техникум»

МЕТОДИЧЕСКИЕ  УКАЗАНИЯ

по выполнению курсового проекта

по ПМ01. МДК01.03 Электрическое и электромеханическое оборудование

специальность 13.02.11 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям)

г. Арзамас

2017

Федосеев В.В.

Методические указания по выполнению курсовых работ по МДК 01.03 Электрическое и электромеханическое оборудование для студентов специальности 13.02.11 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям) – Арзамас: ГБПОУ АКТТ, 2017.– 81 с.

Методические указания по выполнению курсовых работ по ПМ01. МДК01.03 Электрическое и электромеханическое оборудование разработаны в соответствии с требованиями Государственного образовательного стандарта профессионального среднего образования и Положения об итоговой государственной аттестации выпускников средних учебных заведений в Российской Федерации  по специальности  13.02.11 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям)

СОДЕРЖАНИЕ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Курсовой проект по МДК.01.03 Электрическое и электромеханическое оборудование профессионального модуля ПМ.01. Организация технического обслуживания и ремонта электрического и электромеханического оборудования является одним из основных видов учебных занятий и формой контроля учебной работы обучающегося.

Курсовой проект – это практическая деятельность студента по изучаемому профессиональному модулю конструкторского или технологического характера.

Настоящие методические указания определяют цели и задачи, порядок выполнения, содержат требования к оформлению курсового проекта и практические советы по подготовке и прохождению процедуры защиты. Подробное изучение рекомендаций и следование им позволит Вам избежать ошибок, сократит время и поможет качественно выполнить курсовой проект.

Выполнение курсового проекта по МДК.01.03 Электрическое и электромеханическое оборудование профессионального модуля ПМ.01. Организация технического обслуживания и ремонта электрического и электромеханического оборудования направлено на приобретение практического опыта по систематизации полученных знаний и практических умений, формированию профессиональных компетенций (ПК):

ПК1.1. Выполнять наладку, регулировку и проверку электрического и электромеханического оборудования.

ПК1.2. Организовывать и выполнять техническое обслуживание и ремонт электрического и электромеханического оборудования.

ПК1.3. Осуществлять диагностику и технический контроль при эксплуатации электрического и электромеханического оборудования.

ПК1.4. Составлять отчётную документацию по техническому обслуживанию и ремонту электрического и электромеханического оборудования.

и общих компетенций (ОК):

ОК1. Понимать сущность и социальную значимость своей будущей профессии, проявлять к ней устойчивый интерес.

ОК2. Организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество.

ОК3. Принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность.

ОК4. Осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития.

ОК5. Использовать информационно-коммуникационные технологии в профессиональной деятельности.

ОК6. Работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями.

ОК8. Самостоятельно определять задачи профессионального и личностного развития, заниматься самообразованием, осознанно планировать повышение квалификации.

ОК9. Ориентироваться в условиях частой смены технологий в профессиональной деятельности.

Курсовое проектирование по МДК 01.03 Электрическое и электромеханическое оборудование профессионального модуля ПМ 01 Организация технического обслуживания и ремонта электрического и электромеханического оборудования по специальности 13.02.11 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям) имеют целью привить студентам навыки практического применения знаний, полученных при изучении специальных дисциплин, для решения конкретных производственных задач.

В процессе проектирования решаются задачи:

1. приобретение навыков работы с научно-технической и справочной литературой, нормативными и руководящими документами;
2. углубление и обобщение знаний, полученных студентами на лекциях, практических и лабораторных занятиях, при прохождении производственных практик;
3. развитие навыков самостоятельного творчества студентов при решении задач по выбору схем электроснабжения и электрооборудования;
4. приобретение опыта проведения простейших самостоятельных исследований и использование результатов в решении практических вопросов проектирования электрической части.

В процессе работы над проектом студент должен:

1. стремиться к самостоятельности в решении всех вопросов выбора электрооборудования, автоматизации электропривода производственных механизмов, электроснабжения объекта, экономических обоснований и показателей;
2. показать способность правильного применения теоретических положений и практических методов расчетов;
3. уметь использовать передовые достижения науки и техники, обосновывать экономическую целесообразность их внедрения, четко и логично формулировать свои мысли и предложении.

Тема проекта выдается в соответствии со специальностью, по которой обучался студент, и утверждается приказом по техникуму. Разработки по теме должна быть реальными и применимы к практическому использованию. Расчетно-пояснительная записка к проекту должна быть оформлена в соответствии с методическими указаниями по выполнению и оформлению курсовых проектов по специальности 13.02.11 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям) и Едиными требованиями к структуре, объему, курсовых проектов (работ) и выпускных квалификационных работ (методические указания).

Курсовой проект подлежит обязательной защите.

1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1 Организация руководства курсовым проектированием

Студентам очного обучения на 4 курсе перед прохождением производственной практики ПП01 по ПМ01 Организация технического обслуживания и ремонта электрического и электромеханического оборудования предлагается перечень тем для курсового проектирования.

Над проектом студент должен работать систематически, самостоятельно, изучая лекции, техническую и справочную литературу. Консультации по выполнению курсового проекта проводятся как в рамках учебных часов в ходе изучения МДК.01.03 Электрическое и электромеханическое оборудование, так и по индивидуальному графику.

При подготовке проекта студент обязан посещать все консультации, регулярно представлять части курсового проекта для проверки руководителю. По окончании курсового проектирования представить работу в черновом варианте, а графику в тонких линиях. После внесения соответствующих исправлений проект, по решению руководителя, выполняется в чистовом варианте и представляется на окончательную проверку. Если проект удовлетворяет предъявляемым к нему требованиям, он допускается к защите.

Общее руководство и контроль за подготовкой курсовых работ осуществляется преподавателем соответствующей дисциплины.

Курсовая работа выполняется в сроки определённые рабочим учебным планом образовательным учреждением.

На время выполнения курсовой работы составляется расписание консультаций, утверждаемое руководителем образовательного учреждения.

Основными функциями руководителя курсовой работы являются:

• консультирование по вопросам содержание и последовательности выполнения курсовой работы;
• оказание помощи студентам в подборе необходимого материала;
• контроль хода выполнения курсовой работы;
• подготовка письменного отзыва на курсовую работу.

Выполненная студентом курсовая работа проверяется руководителем, подписывается и вместе с отзывом передается студенту для ознакомления. При необходимости руководитель курсовой работы может предусмотреть ее защиту. Работу над курсовой работой необходимо начинать с выбора темы и ее согласования с преподавателем. После этого необходимо подобрать литературу и другие источники информации.

В отзыве на курсовую работу указывается:

• заключение о соответствии курсовой работы заявленной теме;
• полнота и качественный уровень достижения цели исследования и решения поставленных задач;
• краткая характеристика проделанной студентом работы по всем разделам задания;
• теоретико-методический уровень выполнения работы, полнота использования материалов и специальной литературы;
• уровень освещения вопросов темы (наиболее удачные и слабые);
• обоснованность выводов, практическая ценность предложений и рекомендаций;
• оценка курсовой работы (хорошо, удовлетворительно, неудовлетворительно).

Курсовая работа оценивается по пятибалльной системе. Положительная оценка по дисциплине выставляется только при условии успешной сдачи курсовой работы на оценку не ниже «удовлетворительно».

Критерии оценки курсовой работы:

• степень усвоения студентом понятий и категорий по теме курсового исследования;
• умение работать с документальными и литературными источниками;
• умение формулировать основные выводы по результатам анализа конкретного материала;
• самостоятельность работы, оригинальность в осмыслении материала;
• грамотность и стиль изложения;
• правильность и аккуратность оформления;
• соответствие оформления курсовой работы установленным требованиям.

        Примечание. Критерии, при наличии хотя бы одного из которых работа оценивается только на «неудовлетворительно». К ним относятся:

 - тема и (или) содержание работы не относится к предмету дисциплины;

 - работа перепечатана из Интернета, CD-ROM или других носителей информации;

 - неструктурированный план курсовой работы;

 -объём работы менее 15 листов машинописного текста;

- оформление курсовой работы не соответствует требованиям (отсутствует нумерация страниц, неверное или неполное оформление библиографии и т.д.).

При оценке письменных работ преподаватель экзаменатор обращает также внимание на следующие распространенные ошибки в работах студентов:

 - отсутствие четкости в определении основного содержания курсовой работы, убедительных доказательств, обоснований, выводов и рекомендаций;

 - нарушение последовательности изложения, частые повторения, нечёткие формулировки, оговорки, грамматические ошибки;

 - неполное раскрытие модели разрабатываемой системы;

Критерии оценивания курсовых работ:

• оценка «отлично» ставится, если все поставленные задачи выполнены и работа содержит не более чем два недочета;
• оценка «хорошо» ставится, если все поставленные задачи выполнены и работа содержит более чем два недочета;
• оценка «удовлетворительно» ставится, если выполнены не все поставленные задачи;
• оценка «плохо» ставится, если поставленные задачи не выполнены.

2. ТРЕБОВАНИЯ К СТРУКТУРЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

        По содержанию курсовая работа по МДК 01.03 Электрическое и электромеханическое оборудование  носит практический характер. По объему курсовая работа должна быть не менее 20 страниц печатного текста и не более 50 страниц.

Курсовая работа должна содержать следующие элементы:

• титульный лист, на котором располагается информация об учебном заведении, тема работы, Ф.И.О., специальность и группа студента, данные руководителя, год выполнения (см. приложение 1);
• бланк с заданием, в котором указывается Ф.И.О, группа студента, тема курсовой работы, содержание курсовой работы, сроки выполнения (см. приложение 2);
• содержание;
• введение;
• основная часть;
• заключение;
• список источников;
• приложения.

По структуре курсовая работа практического характера включает в себя следующие основные разделы:

• содержание, которое включает в себя основные разделы курсовой работы с указанием номера страницы раздела;
• введение объемом 1,5-2 страницы призвано познакомить читателя с сущностью исследуемой темы; во введении указываются актуальность и значение темы, степень ее разработанности в литературе, формулируются цель и задачи курсовой работы;

        Цель – « то к чему стремятся, что надо осуществить», то, что должно быть достигнуто в итоге работы.

        Задачи – предлагают конкретизацию целей исследования: изучить, определить, выявить, обобщить, проверить. В работе необходима формулировка задач, которые решаются в ходе исследовательской работы.

        Основная часть курсовой работы излагается последовательно в соответствии с содержанием (планом) курсовой работы; все параграфы работы должны быть логически связаны между собой и в совокупности раскрывать тему; после каждого параграфа желательно формулировать краткие выводы;

Заключение, в котором подводятся итоги работы в целом, формулируются выводы, отражающие степень достижения поставленных целей, указываются рекомендации относительно возможностей практического применения материалов работы; содержание заключения последовательно и логически стройно представляет результаты всей курсовой работы; примерный объем заключения составляет 10% от объема курсовой работы;

Список источников является важнейшей частью курсовой работы, поскольку отражает проделанную работу и глубину исследования темы; в список должны быть включены только те источники, которые действительно использовались автором: литература, Интернет-ресурсы;

 3. ОФОРМЛЕНИЕ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

По окончании каждой главы курсовой работы студент сдает их руководителю для прочтения и последующего приведения их содержания в соответствии с существующими требованиями. Сделанные замечания студент устраняет в сроки согласованные с руководителем.

Введение и заключение выполняются, как правило, после написания последней главы, когда студент уже имеет полное представление обо всей работе в целом.

1. По объему курсовая работа должна быть до 50 страниц печатного текста, на одной стороне листа белой бумаги в текстовом процессоре Word с использованием бумаги формата А4 (297x210 мм).

2. При оформлении курсовой работы следует учитывать требования к тексту:

• шрифт – Times New Roman;
• размер шрифта – 14;
• междустрочный интервал – 1,5;
• выравнивание текста – по ширине.

3. Текст работы следует располагать на странице, учитывая размеры полей:

• левое – 30 мм;
• правое – 10 мм;
• нижнее – 20 мм;
• верхнее – 15 мм

4. Все страницы курсовой работы, включая иллюстрации и приложения, нумеруются по порядку от титульного листа до последней страницы без пропусков и повторений. Первой страницей является титульный лист, оформленный в соответствующем порядке. Номер страницы на нем не ставится. На последующих страницах порядковый номер печатается в правом нижнем углу без точки в конце, начиная со второй страницы.

5. Содержание курсовой работы можно разбивать на разделы, подразделы и пункты по следующей схеме:

1 Раздел (наименование)

1. наименование

1.1.2 наименование

Каждый раздел начинается с новой страницы.

6. Заголовки основных и дополнительных разделов курсовой работы следует располагать в середине строки без точки в конце и печатать жирным шрифтом прописными буквами, не подчеркивая.

Заголовки подразделов и пунктов следует начинать с абзацного отступа и печатать жирным шрифтом с прописной буквы, не подчеркивая, без точки в конце.

Если заголовок включает несколько предложений, их разделяют точками. Переносы слов в заголовках не допускаются.

7. Разделы должны иметь порядковые номера в пределах всей записи, обозначенные арабскими цифрами без точки и записанные с абзацного отступа.

Это правило не относится к таким элементам как: СОДЕРЖАНИЕ, ВВЕДЕНИЕ, ЗАКЛЮЧЕНИЕ, СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ, ПРИЛОЖЕНИЯ, заголовки которых записываются прописными буквами с выравниванием по центру и не нумеруются.

Подразделы должны иметь нумерацию в пределах каждого раздела. Номер подраздела состоит из номеров и подраздела, разделенных точкой. В конце номера подраздела точка не ставится. Разделы, как и подразделы, могут состоять из одного или нескольких пунктов.

Пункты, как правило, заголовков не имеют. Если записка не имеет подразделов, то нумерация пунктов в нем должна быть в пределах каждого раздела, и номер пункта должен состоять из номеров раздела и пункта, разделенных точкой. В конце номера пункта точка не ставится, например:

        1 Назначение и общая характеристика электрооборудования

 проектируемого станка

В тексте документа не допускается:

• применять обороты разговорной речи,
• применять для одного и того же понятия различные научно-технические термины, близкие по смыслу (синонимы),
• применять произвольные словообразования,
• применять сокращение слов, кроме установленных правилами русской орфографии, соответствующими государственными стандартами, а также данному документе,

8. Иллюстрации должны иметь названия. Все иллюстрации в курсовой работе называются рисунками. Каждый рисунок сопровождается подрисуночной подписью. Рисунки номеруют последовательно в пределах раздела (главы) арабскими цифрами. Например: «Рис.1.2.», либо сквозной нумерацией. Данные, приведенные на рисунках, следует кратко проанализировать.

Иллюстрации и таблицы, расположенные на отдельных листах, включают в общую нумерацию страниц.

        9. Название таблицы, при его наличии, должно отражать ее содержание, быть точным, кратким. Название следует помещать над таблицей. При переносе части таблицы на ту же или другие страницы название помещают только над первой частью таблицы.

Таблица ___________ ________________

 номер название таблицы

Продолжение таблицы _____________

номер название таблицы

Таблицы, за исключением таблиц приложений, следует нумеровать арабскими цифрами сквозной нумерацией. Таблицы каждого приложения обозначают отдельной нумерацией арабскими цифрами с добавлением перед цифрой обозначения приложения.

10. Формулы могут быть вписаны в текст от руки тщательно и разборчиво или напечатаны на компьютере. Не разрешается одну часть формулы вписывать от руки, а другую впечатывать. Выше и ниже каждой формулы должно быть оставлено не менее одной свободной строки. Размеры знаков для формулы рекомендуются следующие: прописные буквы и цифры - 7-8 мм, строчные - 4 мм, показатели степени и индексы - не менее 2 мм.

Пояснение значений символов и числовых коэффициентов следует приводить непосредственно под формулой в той же последовательности, в которой даны в формуле. Значение каждого символа и числового коэффициента следует давать с новой строки. Первую строку пояснения начинают со слова «где» без двоеточия.

Формулы в работе следует нумеровать порядковой нумерацией в пределах всей работы арабскими цифрами в круглых скобках в крайнем правом положении на строке. Если в работе только одна формула или уравнение, их не нумеруют.

        Номер проставляется справа от формулы на одном с ней уровне в круглых скобках.

Пример:

Плотность каждого образца р, кг/м3, вычисляют по формуле:

        где

         m – масса образца, кг.

         V – объем образца, м3

        11. Приложения располагаются в порядке выполнения на них ссылок в тексте курсовой работы. Каждое приложение начинается с нового листа и содержит в правом верхнем углу слово «Приложение». При наличии в работе нескольких приложений проставляется его нумерация. Например, приложение 1,2 и т.д. объем приложений не ограничивается.

12. Указание источников использованной информации располагается в алфавитном порядке. При указании источника информации называется автор, название литературного источника, место его выпуска, название издательства, год издания и страница. Если в курсовой работе мысль автора источника изложена словами студента - автора курсовой работы, то в этом случае после цифры пишется «См.» и далее указывается источник. Подобным же образом даются ссылки на источники приводимых статистических данных. В случае использования собственных расчетов указывается, что это расчеты автора.

13. Работа должна быть написана логически последовательно, литературным языком. Не следует употреблять как излишне пространных и сложно построенных предложений, так и чрезмерно кратких, лаконичных фраз, слабо между собой связанных, допускающих двойное толкование и т.п.

 Не рекомендуется вести изложение от первого лица единственного число: «я наблюдал», «я считаю», « по моему мнению» и т.п. Фразы строятся с употреблением слов «мы», т.е. фразы с употреблением слов «наблюдаем», «устанавливаем», «имеем». Можно использовать выражения «на наш взгляд», «по нашему мнению», выражать мысль в безличной форме «на основе выполненного анализа можно утверждать» и.т.п.

14. В курсовой работе должно быть соблюдено единство стиля изложения, обеспечена орфографическая, синтаксическая и стилистическая грамотность в соответствии с нормами современного русского языка.

15. Необходимо обратить внимание на правильное оформление списка используемой литературы.

Пример для книги автора

1. Сербиновский Б.Ю., Фролов Н.Н. Электротехника. - М.: МарТ – 2010, 496 с.

Пример для статьи

Петров А.П.. Особенности мотивации персонала на автотранспортных предприятиях //материалы научно-практической конференции – Н.Новгород. НФ УРАО с.110-115

Пример для сборника трудов

Современные проблемы теории и практики: Сборник научных трудов/Науч. Ред. А.Г. Маркуша – Новгород: НФ УРАО, 2002г 190с.

Структура курсовой работы, ее оформление, организация выполнения и оценка должны соответствовать требованиям, изложенным в письме Минобразования России от 05.04.1999 №16-32-55 ин/16-В «О рекомендациях по организации выполнения и защиты курсовой работы (проекта) по дисциплине в образовательных учреждениях среднего профессионального образования».

4. ПОРЯДОК ХРАНЕНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КУРСОВЫХ РАБОТ

Выдача отдельных курсовых работ студентам для ознакомления с их содержанием может быть разрешена заведующим кабинетом только в пределах помещения учебного кабинета.

Выполненные студентами курсовые работы (проекты) хранятся один год в кабинетах соответствующих дисциплин или учебной части. По истечении указанного срока все курсовые работы (проекты), не представляющие для кабинета интереса, списываются по акту.

Лучшие курсовые работы (проекты), представляющие учебно-методическую ценность, могут быть использованы в качестве учебных пособий в кабинетах и лабораториях образовательного учреждения.

По рекомендации руководителей курсовые работы могут направляться на конкурсы научных студенческих работ при соответствующем их оформлении.

5. ПРЕДЛАГАЕМАЯ ТЕМАТИКА КУРСОВЫХ РАБОТ

В основу задания каждого студента положен определенный станок.

1. Электрооборудование пресса кривошипного стана
2. Электрооборудование токарно-револьверного станка
3. Электрооборудование зубофрезерного станка
4. Электрооборудование аппарата для сварки в среде углекислого газа
5. Электрооборудование резьбофрезерного станка
6. Электрооборудование сварочного аппарата постоянного тока
7. Электрооборудование радиально-сверлильного станка
8. Электрооборудование компрессорной установки
9. Электрооборудование крана штабелёра
10. Электрооборудование кран-укосины
11. Электрооборудование электротермической установки
12. Электрооборудование пневматического пресса
13. Электрооборудование плоскошлифовального станка
14. Электрооборудование вентиляционной установки
15. Электрооборудование полуавтомата токарно-вертикального станка
16. Электрооборудование ленточного конвейера
17. Электрооборудование отрезного круглопильного станка
18. Электрооборудование внутришлифовального станка
19. Электрооборудование фрезерного станка
20. Электрооборудование кругло-шлифовального станка
21. Электрооборудование токарно-винторезного станка
22. Электрооборудование притирочного станка
23. Электрооборудование электротельфера
24. Электрооборудование консольно-фрезерного станка
25. Электрооборудование широкоуниверсального консольно-фрезерного станка
26. Электрооборудование универсально-круглошлифовального станка
27. Электрооборудование горизонтального консольно-фрезерного станка
28. Электрооборудование универсально-фрезерного станка

Литература

1. В. И. Дьяков. Типовые расчеты по электрооборудованию. – М.: Высшая школа, 1991.

2. И. П. Копылов. Справочник по электрическим машинам. – Т. 1. М.: Энергоиздат, 1989.

3. И. П. Копылов. Справочник по электрическим машинам. – Т. 2. М.: Энергоиздат, 1989.

4. И. Л. Каганов. Курсовое и дипломное проектирование. – М.: Агропромиздат, 1990.

5. И. Н. Сидоров и др. Трансформаторы бытовой радиоэлектронной аппаратуры. – М.: Радио и связь, 1994.

6. И. Г. Игловский. Справочник по электрическим реле. – M.: Энергоиздат, 1990.

7. “Единая система планово – предупредительного ремонта и рациональной эксплуатации технологического оборудования машиностроительных предприятий” под редакцией М.О. Якобсона изд. Машиностроение 1967.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Министерство образования Нижегородской области

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

 «Арзамасский коммерческо-технический техникум»

ПРИЛОЖЕНИЕ Б

Министерство образования Нижегородской области

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение

 «Арзамасский коммерческо-технический техникум»

РЕЦЕНЗИЯ

На курсовую работу, выполненную студентом_

______________________________________________________________________

Курс__3___

Группа  

Специальность_

Тема курсовой  работы  

Рецензия должна содержать:

• заключение о соответствии курсовой  работы заданию на нее;
• оценку качества  выполнения каждого раздела курсовой работы;
• оценку степени разработки новых вопросов, оригинальности решений  (предложений), теоретической и практической значимости работы;
• оценку курсовой работы.
• В работе отражены следующие вопросы:

1. Назначение и общая характеристика электрооборудования  проектируемого станка
2. Расчетная часть
3. Организационно – технологическая часть
4. Охрана труда и противопожарные мероприятия

Достоинства курсовой работы

__________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________

Недостатки курсовой работы

____________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________________________________________________________________________

Курсовая  работа заслуживает_____________ оценки

______________________________________________________________________

(место работы, должность рецензента)

______________________________________________________________________

(фамилия, имя, отчество)

«____»_________________20__г.                                 Подпись________________

С рецензией ознакомлен______________________________________________                                                                                                                      (подпись студента)

ПРИЛОЖЕНИЕ В

Министерство образования Нижегородской области

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение  

 «Арзамасский коммерческо-технический техникум»

ЗАДАНИЕ

на выполнение курсовой работы

Студенту _______________________________________________________________

Очное отделение

 специальность 13.02.11 Техническая эксплуатация и обслуживание

электрического и электромеханического оборудования (по отраслям)

 группа №

Тема работы  ___________________________________________________

________________________________________________________________

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Руководитель работы _______________

Дата выдачи задания «___»        _______20__ г.                                        

  Задание получил

Дата представления работы «___»________ 20__ г.                               _______________

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

Министерство образования Нижегородской области

Государственное бюджетное  профессиональное образовательное учреждение

 «Арзамасский коммерческо-технический техникум»

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО ВЫПОЛНЕНИЮ РАСЧЕТОВ В  КУРСОВОЙ РАБОТЕ

МДК01.03 Электрическое и электромеханическое оборудование

специальность 13.02.11 Техническая эксплуатация и обслуживание

электрического и электромеханического оборудования (по отраслям)

Арзамас, 2017

СОДЕРЖАНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

    Введение

1. Назначение и общая характеристика электрооборудования

 проектируемого станка

2. Расчетная часть

2.1. Расчет мощности электродвигателей и их выбор

2.2. Проверочный расчет и выбор пускозащитной аппаратуры

2.2.1.Расчет и выбор магнитного пускателя

2.2.2. Расчет и выбор тепловых реле

2.2.3. Расчет и выбор автоматических выключателей

2.3. Расчет и выбор проводов и кабеля

2.3.1. Расчет и выбор проводов для электродвигателей

2.3.2. Расчет и выбор вводного кабеля

2.4. Расчет и выбор элементов схемы управления

2.4.1. Расчет и выбор силовых трансформаторов

2.4.2. Расчет и выбор автоматических выключателей

2.4.3. Расчет и выбор предохранителей

2.4.4. Расчет и выбор полупроводникового выпрямителя

2.4.5. Расчет и выбор электромагнитных реле

2.4.6. Расчет и выбор проводов в схеме управления

3. Организационно – технологическая часть

3.1. Принцип действия электропривода станка

3.2. Подготовка к включению электрооборудования в работу

4.Охрана труда и противопожарные мероприятия

Список используемой литературы

Примечание:

Курсовой проект по МДК.01.03 Электрическое и электромеханическое оборудование состоит из двух частей:

1. Расчетно-пояснительная записка – 25…35 листов (печатного текста) бумаги формата А4.
2. Графическая часть – 1 лист формата А1  - принципиальная электрическая схема проектируемой установки; 2 лист формата А1  - схема управления электроприводом проектируемой установки.

1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ПРОЕКТИРУЕМОГО СТАНКА

                        В данном разделе следует описать заданный станок в соответствии с примером, показанном в приложении.

        Металлорежущие станки. Станки токарной группы относятся к наиболее распространенным металлорежущим станкам и широко применяются на промышленных предприятиях, в ремонтных мастерских и т. п. В эту группу входят: универсальные токарные и токарно-винторезные, револьверные, токарно-лобовые, карусельные, токарно-копировальные станки, токарные автоматы и полуавтоматы.

        Токарный станок, станок для обработки преимущественно тел вращения путём снятия с них стружки при точении. Токарный станок – один из древнейших станков, на основе которого создавались станки сверлильной, расточной и других групп. Токарные станки составляют значительную группу  металлорежущих станков, отличаются большим разнообразием. На токарном станке можно выполнять различные виды токарной обработки: обтачивание цилиндрических, конических, фасонных поверхностей, подрезку торцов, отрезку, растачивание, а также сверление и развёртывание отверстий, нарезание резьбы и накатку рифлений, притирку. Основные узлы токарного станка: основание с корытом для сбора охлаждающей жидкости и стружки, станина направляющими суппорта и задней бабки; неподвижная передняя бабка со шпинделем и коробкой скоростей, которая может располагаться и в др. месте, например в основании; передвижная задняя бабка, закрепляемая на станине в определённом положении; коробка пода соединённая муфтами с ходовым валиком и ходовым винтом; фартук с механизмом передачи движения от ходового валика к рейке или к винту подачи поперечных салазок и с механизмом соединения маточной гайки с ходовым винтом; суппорт, состоящий из каретки движущейся по направляющим станины, поперечных салазок, перемещающихся по направляющим каретки; поворотная часть с направляющими для верхней каретки. Каретка и поперечные салазки перемещаются вручную или автоматически. В токарных станках некоторых моделей верхняя каретка также перемещается автоматически. В механизме фартука предусмотрена блокировка, исключающая одновременное включение подачи от ходового валика и ходового винта и одновременное включение каретки и поперечных салазок. Для быстрого хода суппорта служит дополнительный привод ходового валика от электродвигателя через обгонную муфту.

        Заточный станок служит для затачивания металлорежущего инструмента. Различают заточные станки для абразивного и без абразивного затачивания. Преимущественное распространение имеют абразивные заточные станки. К ним относятся простые точила, специальные станки для резцов, свёрл, протяжек, плашек, некоторых зуборезных инструментов, универсальные станки для многолезвийного инструмента (фрез, зенкеров, развёрток, метчиков). Инструмент для абразивного затачивания - шлифовальный круг. Точильные заточные станки могут быть выполнены с одним или двумя шлифовальными кругами. Заточный станок для резцов, как правило, имеют подвижный суппорт, в котором закрепляется затачиваемый резец, или перемещающуюся относительно суппорта шлифовальную бабку; для установки резца под требуемым углом станок снабжен шкалой. Заточный станок для свёрл оснащены приспособлениями для получения заданных углов затачивания. Универсальные заточные станки имеют бабки, между центрами которых можно закреплять различный затачиваемый инструмент. Стол универсального заточного станка совершает возвратно-поступательное движение относительно вращающегося шлифовального круга. Заточный станок для без абразивного затачивания могут быть анодно-механическими электроискровыми и ультразвуковыми.

        Фрезерные станки предназначены для обработки наружных и внутренних плоских и фасонных поверхностей, прорезки прямых и винтовых канавок, нарезки резьб наружных и внутренних, зубчатых колес и т. п. Характерная особенность фрезерных станков - работа вращающимися многолезвийными режущими инструментами - фрезами. Главным движением υz является вращение фрезы, движением подачи υп - перемещение изделия.

Фрезерные станки делятся на две основные группы: 1) станки общего назначения, к которым относятся горизонтальные, вертикальные и продольно-фрезерные станки; 2) специализированные станки - зубофрезерные, копировально-фрезерные и др.

        2. РАСЧЕТАЯ ЧАСТЬ

        Металлообрабатывающие станки по количеству типов и потребляемой ими энергии занимают одно из основных мест среди электрифицированных машин и агрегатов. Электрооборудование и автоматика станков оснащаются современными типами электроприводов и средствами автоматического управления, что обеспечивает высокую производительность и точность обработки, безопасность и удобство управления и их обслуживания.

        2.1. Расчет мощности электродвигателей станка и их выбор

        Мощность, необходимая для работы станка, определяется режимом работы станка с учетом обеспечения его высокой производительности экономичности и безопасности обслуживания. Как известно, режим резания и другие режимы обработки деталей на станках характеризуются определенными расчетными параметрами, к которым относят: глубину резания (t), подачу или перемещение резца на один оборот шпинделя (S), скорость резания или скорость перемещения стружки относительно резца (V).

        По указанным параметрам, а также по коэффициентам, характеризующий обрабатываемый материал и материал резца, можно найти усилие резания или усилие другой обработки, а по ней и скорость резания определить необходимую мощность станка. Эта мощность определяется самым тяжелым режимом обработки, задаваемым технологической картой станка или картами технологических нормативов станка.

        2.1.1. Расчет и выбор электродвигателя привода главного движения

        Мощность двигателя М1 (кВт) рассчитывается по формуле [2]:

Р = F*р *q* V/ 1000 *ηc ,                                              (2.1)

где        Fр– удельное сопротивление резания (применяют 3–5 кратное значение от удельного сопротивления разрыву);

        V- скорость резания;

        ηс -кпд при полной нагрузке;

        q – сечение стружки, м2.

        Сечение стружки определяется из выражения:

q=S* t ,                                                                 (2.2)

где        S – подача , м;

        t–  глубина резания.

        По справочнику выбирают двигатель типа                          мощностью                ; номинальный ток I=     А ; частотой f=   Гц ; частотой вращения n=        об/мин ; η=     % ; соs ϕ=     ; коэффициент пуска Кпуск=      [2].

2. Расчет и выбор двигателя насоса подачи охлаждающей жидкости

        Мощность двигателя М3 (кВт) определяется по формуле [2]:

                             Р = Кз *U* Q *H / 1000 *ηн* ηп,                                        (2.3)

где        Кз коэффициент запаса;

        U плотность перекачиваемой жидкости;

        Q  производительность насоса;

        Н  напор насоса;

        ηн  КПД насоса охлаждения;

        ηп        КПД передачи.

По справочнику выбирают электронасос охлаждения типа (указать ммрку)

мощностью                   ; номинальным током Iном.=                 А ; частотой f=                 Гц ; частотой вращения n=                 об/мин ; η=        % ; соs ϕ=         ; коэффициент пуска Кпуск=         [2].

        2.1.3. Расчет и выбор двигателя насоса подачи смазки

        Мощность двигателя М4 (кВт) рассчитывается по формуле:

Р=Кз* U *Q *H / 1000 *ηн *ηп,

где        Кз        коэффициент запаса;

        U         плотность перекачиваемой жидкости;

        Q         производительность насоса;

        H        напор насоса;

        ηн        кпд насоса смазки;

        ηп        кпд передачи.

По справочнику выбирают электронный насос смазки типа                         мощностью Р=                 кВт ; номинальным током Iном=         А ; частотой f=                Гц; частотой вращения n=                 об/мин ; η=         ; соs ϕ=         ; коэффициент пуска Кпуск=         [2].

Расчет и выбор остальных электрических двигателей станка выполняется аналогично.

Основные параметры двигателей станка сведены в табл. 2.1

Таблица 2.1

Технические данные электродвигателей станка

2. Проверочный расчет и выбор пускозащитной аппаратуры

1. Расчет и выбор магнитных пускателей

        Магнитный пускатель предназначен для длительного включения и отключения потребителей электроэнергии.

        Контакторы и магнитные пускатели обеспечивают оперативные переключения электрических цепей с частотой до 1200 включений в час. Эти качества сделали их незаменимыми при управлении электродвигателями постоянного и переменного тока.

        Пускатели осуществляют пуск, остановку, реверс, а также нулевую защиту и защиту электродвигателей от перегрузок встроенными тепловыми реле.

        Такие пускатели автоматически отключают двигатели при снижении напряжения на 50...60% номинального и при перегрузках (если имеется тепловое реле).

        Наиболее широкое распространение получили электромагнитные пускатели серии ПМЕ−000 и ПАЕ−100 с Iн от 3,2 до 150 А. Постепенно их заменяют более совершенными пускателями серии ПМЛ−000000 с Iн  от 10 до 200 А.

        Расчет и выбор магнитного пускателя осуществляется по 2 условиям:

Условие 1. Сила номинального тока пускателя должна быть равна или несколько больше силы номинального тока потребителя ( двигателя ):

Iном.п.  ≥ Iном.дв.                                              (2.4)

Условие 2. Сила номинального тока пускателя должна быть равна или больше шестой части силы пускового тока двигателя:

Iном.п. ≥ Iпуск. / 6,                                              (2.5)

где        Iном.п – номинальный ток магнитного пускателя , А;

        Iном.дв – номинальный ток двигателя , А;

        Iпуск=Iном * Кпуск – пусковой ток двигателя ,А.

        Выберем магнитный пускатель (указать марку…..)

Основные параметры магнитных пускателей сведены в табл. 2.2

Таблица 2.2

Технические данные магнитных пускателей

        2.2.2. Расчет и выбор тепловых реле

        Тепловые реле предназначены для отключения электроэнергии при протекании через них тока выше допустимой нормы в течении определенного времени.

Защита от перегрузок осуществляется при помощи следующих  тепловых реле: двухполюсных типа ТРН в пускателях ПМЕ и ПАЕ 0, 1, 2 и 3, однополюсных типа ТРН в пускателях ПАЕ−4, 5 и 6 величин и трехфазных типа РТЛ в пускателях ПМЛ. Диапазон регулирования тока уставки реле ТРН и ТРП от 0,75 до 1,25 Iн. Регулировка тока плавная и производится регулятором при повороте валика эксцентрика отверткой (ТРН) или перемещением поводка (ТРП). Шкала регулятора имеет десять делений, по пять делений вправо и влево от нулевой риски. Каждое деление соответствует 5% номинального тока теплового элемента [4].

        Выбор и настройку тепловых реле производят в следующем порядке:

        1) Среднее значение силы тока теплового элемента реле должно быть равно или немного больше номинального тока защищаемого двигателя

                                               Iср.т.э. ≥ Iн.дв.,                                           (2.6)

где        Iср.т.э – среднее значение силы тока теплового элемента реле, A;

        Iн.дв –  номинальный ток двигателя ,А.

Основные параметры тепловых реле сведены в табл. 2.3

Таблица 2.3

Технические данные тепловых реле

3. Расчет и выбор автоматических выключателей

        В настоящее время для защиты электрических сетей и электрических приемников от повреждений , вызываемых током , превышающих допустимую величину , все шире применяются автоматические выключатели. Они выпускаются с тепловыми , электромагнитными и комбинированными (тепловыми и электромагнитными) расцепителями с различным числом полюсов - одним, двумя и тремя. В однофазных цепях применяют одно и двухполюсные, а в трехфазных трехполюсные. Автоматические выключатели с электромагнитными расцепителями применяются для защиты сети и электрического приемника от повреждений, вызываемых током короткого замыкания, действующим даже кратковременно. Автоматические выключатели применяются не только для отключения приемников при токах короткого замыкания, но и для нечастых включений и отключений их вручную при нормальной работе. Возникающая при размыкании цепи электрическая дуга гасится в воздухе или масле. В зависимости от этого автоматические выключатели называются воздушными или масляными. В цепях с напряжением 500 В применяются в основном воздушные выключатели. Рекомендуется применять автоматические выключатели серий АП−50, АЕ−20, А3100, АК−63. 

        Выбираем автоматический выключатель         (указать марку)                в следующем порядке:

Производим расчет и выбор теплового (номинального) расцепителя

Iтр. > К  (ΣIн + I).,                                              (2.7)

где        Iтр – ток силового расцепителя, А;

        ΣIн = Iн1 + Iн2 + Iн3 + Iн4 + Iн5 – сумма номинальных (расчетных) токов группы силовых потребителей, А;

        I= I1 + I2 + I3 – ток в цепи управления, А;

        I1– ток в первичной обмотке трансформатора ТV1;

        I2– ток в первичной обмотке трансформатора ТV2;

        I3– ток в первичной обмотке трансформатора ТV3;

        К– коэффициент учитывающий разброс теплового расцепителя.

Основные параметры автоматических выключателей сведены в табл. 2.4

Таблица 2.4

Технические данные автоматических выключателей

        2.3 Расчет и выбор проводов и кабеля

        Правильный выбор и расчет внутренних электропроводок имеет большое значение. От долговечности и надежности электропроводок зависит бесперебойность работы электроприемников, безопасность людей находящихся в данном помещении. При выборе электропроводок необходимо учитывать вид электроприемника (стационарный, мобильный) , условия окружающей среды, требования электро и пожаробезопосности. Для внутренних электрических сетей в основном применяются провода и кабели с алюминиевыми и медными жилами марок: АПВ сечением от 2.5 до 95 мм2 — провод с алюминиевой жилой в полихлорвиниловой изоляции; ПВ, ПР — такие же провода, но с медными жилами.

1. Расчет и выбор проводов для электродвигателей

        Сечение проводов  выбирается по нагреву током нагрузки. Выбранное сечение проверяется по условиям механической прочности, защиты  от токов короткого замыкания иногда по допустимой потере напряжения в рабочем режиме и в период прохождения пусковых токов. Для выбора сечения проводов по условиям нагрева определяют расчётный ток нагрузки и подбирают минимально допустимое сечение. Удельное сечение алюминиевых проводов больше, чем медных, поэтому для них при том же сечении допускается меньший ток. Медные провода могут применятся сечением от 1 мм2 , а алюминиевые — только от 2.5 мм2 и выше из–за их малой механической прочности.

        2.3.1.1. Расчет и выбор провода к электродвигателю М1

        Сечение проводов и кабелей определяется по двум условиям:

Условие 1. По условию нагрева длительным расчетным током[4]

Iдоп. ≥ Iр.,                                               (2.11)

где        Iр. = 14 А – расчетный ток двигателя;

        Iдоп. - допустимый ток провода , А.

Iдоп. ≥ 14 А

Условие 2. По условию соответствия аппарата защиты [4]

Iдоп. ≥ Кз.* Iср.т.э.,                                             (2.12)

где        Iср.т.э. = 16 А – ток аппарата защиты ( среднее значение силы тока теплового расцепителя), А;

        Кз. = 1.25 – коэффициент запаса.

Iдоп. ≥ 16 * 1.25 = 20 А

        Согласно ПУЭ сечение проводов определяемые по второму условию можно принимать на одну ступень меньше.

        Пользуясь таблицей ПУЭ и определяя сечение провода по двум условиям, окончательно выбираю установочный провод                          [ 4 ].

        2.3.1.2. Расчет и выбор провода к электродвигателю М2

        2.3.1.3. Расчет и выбор провода к электродвигателю М3

        2.3.1.4. Расчет и выбор провода к электродвигателю М4

        2.3.1.5. Расчет и выбор провода к электродвигателю М5

        Данные  расчетов проводов приведены в табл. 2.5

Таблица 2.5

Технические данные проводов и способы их прокладки

        2.3.2. Расчет и выбор вводного кабеля к станку

        Сечение проводов и кабелей определяется по двум условиям:

Условие 1. По условию нагрева длительным расчетным током

Iдоп. ≥ Iр.,

где        Iр = 20.31 А – общий расчетный ток всех электродвигателей

Iдоп. ≥ 20.31 А

Условие 2. По условию соответствия аппарата защиты

Iдоп. ≥ Кз.  Iз.,

где Iз = 20 А – ток аппарата защиты (номинальный ток теплового расцепителя), А;

        Кз = 1.25 – коэффициент запаса.

Iдоп. ≥ 20  *1.25 = 25 А

Пользуясь таблицей ПУЭ выбираю кабель …..(указать марку )

        2.4. Расчет и выбор элементов схемы управления

        Управление современными электроприводами осуществляется электротехническими устройствами, называемыми аппаратами управления и эащиты. От электрических аппаратов во многом зависит сохранность и долговечность работы дорогостоящих электроприводов, производительность рабочих механизмов, качество продукции и безопасность эксплуатации. Для увеличения срока службы электроприводов необходимо правильно, технически грамотно выбрать необходимую аппаратуру управления и защиты. Поскольку эта аппаратура в основном поставляется комплектно, в проекте производится проверочный выбор элементов схем управления.

        2.4.1. Расчет и выбор силовых трансформаторов

        Маломощные однофазные и трехфазные трансформаторы (автотрансформаторы), применяются для освещения, питания цепей управления, в выпрямителях и в различных электрических аппаратах.

        Расчет трансформатора TV1 начинают с определения его вторичных мощностей.

Задаёмся значениями:

U1 =         В;

U2 =         В;

U3 =  В;

U4 =         В;

I2 =          A;

I3 =         A;

I4 =         A,

где        U1 – напряжение на первичной обмотке трансформатора, В;

        U2, U3, U4 – напряжение на вторичных обмотках трансформатора, В;

        I2, I3, I4 – токи в вторичных обмотках трансформатора, А.

        На основании заданных нагрузок подсчитываю вторичную полную мощность трансформатора [1]

S2 = U2*  I2 + U3  *I3 + U4 * I4,                                     (2.13)

где S2 – вторичная полная мощность трансформатора, В.А

        Первичная полная мощность трансформатора определяется по формуле [1]

S1 = S2 / η,                                                    (2.14)

где        S1 – первичная полная мощность трансформатора, ВА;

        η– кпд трансформатора [1].

        Нахожу сечение сердечника трансформатора (мм2) [1]

Qс = k* √ S1 / 2 f 10,                                           (2.15)

где        Qс – поперечное сечение сердечника трансформатора, мм;

        f = 50Гц – частота тока в сети;

        k – постоянная, для воздушных трансформаторов, k = 6 ÷ 8 [1].

При учете изоляции между листами, сечение сердечника получается на 10% больше, т.е.

Qcф =1.1* Qc,                                                (2.16)

где Qcф – сечение  сердечника  фактическое, при учете изоляции между листами, мм

Принимаем следующие  размеры трансформатора:

ширина стержня А =30 мм; Hс = 3.5 * 30 = 105 мм; c = Hc / m =105 / 2.5 = 42 мм; толщина пакета пластин В = 50 мм.

        Определяем фактическое сечение выбранного сердечника [1]

Qc.ф. = А* В,                                                  (2.17)

где Qс.ф. – фактическое сечение трансформатора, мм

        Определяю ток первичной обмотке по формуле [1]:

I1 = S1 / U1,                                                 (2.18)

где I1 – ток первичной обмотки, А

        Определяем сечение проводов первичной и вторичной обмоток, исходя из условия плотности тока равной δ = 2 А / мм   [1] ,

s1 = I1 / δ,                                                   (2.19)

s2 = I2 / δ,                                                   (2.20)

s3 = I3 / δ,

s4 = I4 / δ,

где        s1 – сечение провода первичной обмотки, мм;

        s2, s3, s4 – сечение провода вторичных обмоток, мм.

        Принимаю по справочнику [1] для первичной и вторичной обмоток провод марки                   со следующими данными:

d1 =

d2=

d3 =

d4 =

где        d1 – диаметр провода первичной обмотки, мм;

        d2,d3,d4 – диаметры проводов вторичных обмоток, мм.

        Определяем число витков первичной и вторичной обмоток, приняв магнитную индукцию сердечника Вс = 1.25 Тл. [1]

W1 = U1 *10 / 2.22* Bc* Qс.ф.,                               (2.21)

W2 = W1*  U2 / U1,                                          (2.22)

        С учетом компенсации падения напряжения в проводах (вводится поправочный коэффициент величиной 1.1) число витков вторичных обмоток принимаем…….:

        Проверяем, разместятся ли обмотки в окне сердечника. Площадь занимаемая первичными и вторичными обмотками, определяется по формуле  [1] :

Qобщ = Qобщ1 + Qобщ2 + Qобщ3 + Qобщ4,              (2.23)

Q = dп W,                                        (2.24)

где        dп = 1.1 * d – диаметр проводов с изоляцией, мм;

        W – число витков обмотки, с учетом компенсации падения напряжения в проводе.

        Площадь окна находиться по формуле [1] :

Qо = Нс *С,                                               (2.25)

        Находим отношение расчетной и фактической площади окна сердечника

k = Qобщ / Qo,                                            (2.26)

где        k – отношение расчетной и фактической площади окна сердечника

Следовательно, обмотки свободно разместятся в окне, выбранного сердечника трансформатора.

        Выбираю трансформатор                          мощностью                  [5]

        Расчет трансформатора TV2 

        Расчет трансформатора TV3

        2.4.2. Расчет и выбор автоматических выключателей

        Выбираем автоматический выключатель         (указать марку)         в следующем порядке:

Производим расчет и выбор теплового (номинального) расцепителя

Iтр. > 1.1  К*  Iр. ,                                         (2.27)

где        Iтр – ток силового расцепителя, А;

        Iр – расчетный ток протекающий через автомат, А;

        1.1 – поправочный коэффициент означающий, что автоматический выключатель установлен в шкафу;

        К          – коэффициент, учитывающий разброс теплового расцепителя.

Находим расчетный ток автомата

Iр = Рл / Uл. ,                                                 (2.28)

где        Рл         – мощность лампы;

        Uл         – напряжение питания лампы.

        Выбираем автомат                  с номинальным током автомата Iн.а.=    А, напряжением U=    В, номинальным током теплового расцепителя Iт.р.=   А, пределом регулирования тока уставки расцепителя (         )Iн, кратности тока срабатывания электромагнитного расцепителя.  [ 5 ]

        Производим  расчет и выбор электромагнитного расцепителя

Iэ.р. =Iкр.*  К,                                               (2.29)

где        Iкр. – критичный ток, А;

        К– коэффициент учитывающий разброс по току электромагнитного расцепителя.

Iкр. = Iр*  К ,                                                (2.30)

где        Iр   – расчетный ток;

        К– коэффициент кратности тока.

Iк.р. =

Iэ.р. =

Проверяем автомат на возможность ложных срабатываний при пуске двигателя (потребителя)

Iэ.р. < I э.р.кат.,

где        I э.р.кат – ток срабатывания электромагнитного расцепителя по каталогу

 I э.р.кат. = 12* Iт.р.,

Так как I э.р.кат ≥ Iэ.р, то ложных срабатываний при пуске не будет, следовательно автоматический выключатель выбран правильно.

Основные параметры автоматических выключателей сведены в табл. 3.1

Таблица 3.1

Технические данные автоматических выключателей

        2.4.3. Расчет и выбор предохранителей

        Предохранители применяются для защиты электроустановок от токов короткого замыкания. Защита от перегрузок с их помощью возможно при условии, что защищаемые элементы установки будут выбраны с запасом по току, превышающим примерно на 25 % номинальный ток плавких вставок.

Плавкие вставки предохранителей выдерживают токи на 30...50 % выше номинальных в течении 1 ч и более. При токах, превышающих номинальный ток плавких вставок на 60...100 %, последние плавятся за время, менее 1 ч. Наиболее распространенными предохранителями, применяемыми для защиты электроустановок напряжением до 1000 В, являются: ПР2 — предохранитель разборный; НПН — насыпной предохранитель неразборный; ПН2 — предохранитель насыпной разборный. Основные типы предохранителей рассчитаны на номинальные токи 15...1000 А.

Плавкие предохранители делят на инерционные (с большой тепловой инерцией, т.е. способные выдерживать значительные кратковременные перегрузки) и безынерционные(с малой тепловой инерцией, т.е. с ограниченной способностью к перегрузкам). К первым относятся все установочные предохранители с винтовой резьбой и свинцовым токопроводящим мостиком; ко вторым — трубчатые предохранители со штампованными вставками открытого типа.

Предохранители по сравнению с другими аппаратами защиты (автоматическими выключателями для сетей напряжением до 1000 В)обладают следующими преимуществами: меньшей стоимостью, простотой и надежностью в эксплуатации, большой разрывной способностью, быстродействием и токоограничивающей способностью. К недостаткам предохранителей следует отнести обеспечение ими в основном защиты от токов короткого замыкания и в меньшей степени от токов перегрузок, возможность работы приемников на двух фазах при перегорании одного предохранителя, одноразовость действия.

        Производим расчет и выбор предохранителя FU1:

Предохранитель выбирается по току плавкой вставки которая находиться:

Iвст ≥ Iпуск / α,                                            (2.34)

где Iпуск – пусковой ток элементов, входящих в схему, А;

      α = 2.5– поправочный коэффициент.

Iпуск = I′пуск + ∑ Iном,                                     (2.35)

где I′пуск – пусковой ток одновременно пускающихся электромагнитных муфт YC1, YC2, А;

      ∑ Iном–сумма номинальных токов остальных элементов, входящих в схему, А

I′пуск =

Находим сумму номинальных токов элементов:

∑ Iном =

Находим пусковой ток элементов:

Iпуск =

Находим плавкую вставку предохранителя:

Iвст =

Выбираем предохранитель                          с плавкой вставкой на                 А.

Выбор и расчет предохранителя FU2 аналогичен.

Основные параметры предохранителей сведены в табл3.2

Таблица 3.2

Технические данные предохранителей

        2.4.4. Расчет и выбор полупроводникового выпрямителя

        Рассчитать выпрямитель – значит правильно выбрать выпрямительные диоды. В преобладающем большинстве случаев в качестве блока питания используют двухполупериодный выпрямитель, диоды которых включены по мостовой схеме.

        Производим расчет и выбор полупроводникового выпрямителя (указать марку).

        Исходными данными для расчета выпрямителя служат: требуемое напряжение нагрузки Ud = 29 В и ток Id = 0.7 А.

        Расчет ведут в следующей последовательности:

По току нагрузки определяю максимальный ток, текущей через каждый диод выпрямительного моста:

Iд = 0.5 * C * Id,                                             (2.36)

где Id – ток через диод;

      C 5 – коэффициент зависящий от тока нагрузки.

Iд =

Подсчитываем обратное напряжение, которое будет приложено к каждому диоду выпрямителя:

Uобр = 1.5* Ud,                                            (2.37)

где Uобр – обратное напряжение, В;

      Ud = 29 В – напряжение на нагрузке.

Uобр =

Выбираем диоды , у которых значение выпрямленного тока и обратного напряжения равны или превышают расчетное.

        Предъявленным требованиям удовлетворяет диод ……..

        2.4.5. Расчет и выбор электромагнитных реле

        В автоматических устройствах широко применяются электромагнитные реле постоянного и переменного тока, которые выполняют функции усиления и передачи сигналов, увеличения количества оперативных цепей, а также различные логические функции. Промышленность выпускает реле постоянного тока серий РЭС, РПН, РКН, РКМ, РКС. Среди реле переменного тока наиболее распространены серии МКУ−48, ПЭ−21, РПТ, РПУ (реле промежуточное универсальное). С внедрением реле серии РП−20, серии логических элементов "Логика И" и герконовых реле будет создан комплекс аппаратуры для монтажа на рейку, что позволит оптимально проектировать современные системы управления объектами.

        Реле переменного тока менее экономичны, чем реле постоянного тока и имеют меньший срок службы. Однако, для их включения не нужны источники постоянного тока.

        Реле постоянного тока выбираются по рабочему току, току срабатывания и потребляемой мощности, с учетом типа и количества контактов и их нагрузочной способности, массы и габаритов.

        Призвожу расчет и выбор электромагнитного реле КV12:

        Пользуясь каталогом выбираю реле                         , сопротивление обмотки Rоб =                 Ом, напряжение срабатывания Uср =         В. [6]

        Определяю ток срабатывания [6]:

Iср = Uср / Rоб,                                             (2.38)

Iср =

        Определяем параметры реле:

Нахожу рабочий ток по формуле [6]:

Iр = U / Rоб,                                               (2.39)

где        U – напряжение реле, В

Iр =

Определяю коэффициент запаса [4];

Кзап = Iр / Iср,                                             (2.40)

Кзап =

Как показала практика коэффициент запаса не должен быть меньше 1.5. В данном случае это соблюдается и реле будет срабатывать надежно.

        Определяю мощность потребляемую обмоткой реле [6]:

Pоб = U  / Rоб,                                              (2.41)

Роб =

        Произвожу расчет и выбор электромагнитного реле КV13:

        2.4.6.Расчет и выбор проводов в схеме управления

        Рассчитываем провод в цепи полупроводникового выпрямителя ………(указать марку)

        Сечение проводов и кабелей определяется по двум условиям:

Условие1: по условию нагрева длительным расчетным током

Iдоп. ≥ Iр.,

где        Iдоп. – допустимый ток, проходящий по проводу, А;

        Iр. = 0.7 А – расчетный ток, проходящий по проводу, А.

Iдоп. ≥ 0.7 А

Этому току соответствует сечение 0.5 мм (Iдоп = 11 А).

Условие2: по условию соответствия аппарату защиты

Iдоп. ≥ Кз* Iз,

где        Кз– коэффициент запаса;

        Iз– ток аппарата защиты (номинальный ток теплового расцепителя),А.

        Пользуясь таблицей ПУЭ, выбираем провод марки ….. (  указать марку   ), сечением …. мм и допустимой токовой нагрузкой …. А. [4]

3. ОРГАНИЗАЦИОННО – ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

        3.1. Принцип работы электропривода станка

        Схема электрическая принципиальная станка привести на графическом листе 1.

        В данном разделе следует описать принцип работы электропривода заданного станка

        3.2. Подготовка  к включению электрооборудования в работу

        При выполнении наладочных работ даже на одном объекте наладчик имеет дело с самым различным по номенклатуре электрооборудованием. Нередко оборудование поставляется с отклонениями от проекта или в процессе монтажа допускаются ошибки. При транспортировке и хранении в электрооборудовании могут возникнуть дефекты (ослабление креплений и нарушение регулировки, изменение механических характеристик, образование коррозии, нарушение проводимости контактов и снижение характеристик изоляции).

        Начиная работу на объекте, наладчик на основе проектного решения обязан провести тщательный контроль состояния и анализ соответствия проекту каждой единицы механического (имеющего электропривод) и электротехнического оборудования (пусковой аппаратуры – электродвигателю, защитной аппаратуры – нагрузке линии, номинальных данных катушек пускателей, контакторов и электроприводов – номиналам питающей сети и цепей управления, количества размыкающих и замыкающих контактов – схеме управления), особенно в случае отклонения установочного оборудования от проектного. Таким образом, наладчик начинает работу с электрооборудованием с внешнего осмотра установки и всех ее элементов, внутреннего осмотра и проверки механической части аппаратуры, паспортизации установки.

        Цель осмотра и паспортизации – выявление возможных дефектов оборудования как по техническому состоянию и пригодности к эксплуатации, так и по соответствию его технических характеристик проекту и другому оборудованию.

        Чаще всего при наладочных работах встречаются такие общие дефекты оборудования:

        корпуса – повреждение их в процессе транспортировки, хранения и монтажа, неплотности в стыках, дефекты уплотнений, сварных и бытовых соединений и т.п.;

        обмотки – отклонение номинальных данных от проекта, механические повреждения, увлажнение изоляции, нарушение междувитковой изоляции, соединений в обмотках, токопроводах и выводах, несоответствие маркировки и группы соединения требованиям ГОСТа, заводским паспортам и другим сопроводительным документам, превышение допустимых отклонений сопротивления обмоток постоянному току и т.п.;

        устройства переключения обмоток силовых трансформаторов – механические повреждения приводов, отсутствие фиксации привода в соответствующем положении, неправильное соединение отпаек, отсутствие контакта в переключателе;

        магнитопроводы – коррозия и механические повреждения, приводящие к замыканию отдельных листов стали и между собой, засорение вентиляционных каналов (статоров и роторов машин), нарушение зазоров или неплотное прилегание отдельных частей друг к другу (контакторы, пускатели, реле, электромагниты), нарушение изоляции стяжных болтов и их слабая затяжка (у трансформаторов);

        коммутационные аппараты – неудовлетворительная регулировка тяг, привода и контактной системы, размыкающих и замыкающих контактов, отсутствие или неудовлетворительное состояние искрогасительных камер;

        заземляющие устройства –дефекты соединения соединяющих проводников с корпусами оборудования, несоответствие сопротивлению заземляющего устройства требованиям ПУЭ, ПТЭ, инструкций и др.;

         Обнаружение дефектов и организация своевременного устранения – одна из основных задач наладки. Другой задачей является установление соответствия оборудования техническим условиям (ГОСТу, ПУЭ, ПТЭ),проекту и техническим требованиям, оценка пригодности электрооборудования к эксплуатации и наладке его устройств управления, релейной защиты и автоматики.

        Общие дефекты оборудования и требования к нему определяют общую методику их выявления, которая строится на такой последовательности групп проверок, измерений и испытаний:

        измерения и испытания, определяющие состояние изоляции токоведущих частей электрооборудования;

        проверка состояния механической части и магнитной системы;

        измерения и испытания, определяющие состояние токоведущих частей и качество контактных соединений электрооборудования;

        проверка схем электрических соединений;

        проверка, настройка и испытание устройств релейной защиты, управления, сигнализации, автоматики и других вторичных устройств;

        окончательная оценка пригодности к эксплуатации электрооборудования (опробование работы электрооборудования – индивидуальное и комплексное).

        Задачи быстрейшего ввода объектов в эксплуатацию требуют выполнению максимального количества проверок и испытаний в процессе монтажа электрооборудования до его полного окончания, что учитывается при организации наладочных работ. К таким работам относятся: ревизия электрооборудования, различные измерения, определяющие состояние изоляции обмоток и других токоведущих частей электрических машин и аппаратов; измерение сопротивления постоянному току обмоток, контактов и других частей и т.д.

4.ОХРАНА ТРУДА И ПРОТИВОПОЖАРНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ

Отразить основные мероприятия по техники безопасности: мероприятия по профилактике травматизма, т.е. предупреждения несчастных случаев. Это сознание возможности работать на современных машинах и механизмах, которые исключают опасность захвата движущимися или вращающимися частями, а также получения ранений и ушибов.

        При ремонте электрических устройств необходимо строго соблюдать правила техники безопасности. Несоблюдение этих правил может привести к травмам и даже к смертельному исходу.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. В. И. Дьяков. Типовые расчеты по электрооборудованию. – М.: Высшая школа, 1991.

2. И. П. Копылов. Справочник по электрическим машинам. – Т. 1. М.: Энергоиздат, 1989.

3. И. П. Копылов. Справочник по электрическим машинам. – Т. 2. М.: Энергоиздат, 1989.

4. И. Л. Каганов. Курсовое и дипломное проектирование. – М.: Агропромиздат, 1990.

5. И. Н. Сидоров и др. Трансформаторы бытовой радиоэлектронной аппаратуры. – М.: Радио и связь, 1994.

6. И. Г. Игловский. Справочник по электрическим реле. – M.: Энергоиздат, 1990.

7. “Единая система планово – предупредительного ремонта и рациональной эксплуатации технологического оборудования машиностроительных предприятий” под редакцией М.О. Якобсона изд. Машиностроение 1967.

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

ОБРАЗЕЦ РАСЧЕТА  ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ЦЕХА

МДК 01.03 Электрическое и электромеханическое оборудование

специальность 13.02.11 Техническая эксплуатация и обслуживание

электрического и электромеханического оборудования (по отраслям)

СОДЕРЖАНИЕ

    Введение

1. Назначение и общая характеристика электрооборудования

 проектируемого станка

2. Расчетная часть

2.1. Расчет мощности электродвигателей и их выбор

2.2. Проверочный расчет и выбор пускозащитной аппаратуры

2.2.1.Расчет и выбор магнитного пускателя

2.2.2. Расчет и выбор тепловых реле

2.2.3. Расчет и выбор автоматических выключателей

2.3. Расчет и выбор проводов и кабеля

2.3.1. Расчет и выбор проводов для электродвигателей

2.3.2. Расчет и выбор вводного кабеля

2.4. Расчет и выбор элементов схемы управления

2.4.1. Расчет и выбор силовых трансформаторов

2.4.2. Расчет и выбор автоматических выключателей

2.4.3. Расчет и выбор предохранителей

2.4.4. Расчет и выбор полупроводникового выпрямителя

2.4.5. Расчет и выбор электромагнитных реле

2.4.6. Расчет и выбор проводов в схеме управления

3. Организационно – технологическая часть

3.1. Принцип действия электропривода станка

3.2. Подготовка к включению электрооборудования в работу

4.Охрана труда и противопожарные мероприятия

Список используемой литературы

ВВЕДЕНИЕ

        Современная энергетика – это ключевая отрасль народного хозяйства страны. Она играет определяющею роль в развитии научно – технического процесса, интенсификации общественного производства.

        Одним из основных факторов, технического процесса в народном хозяйстве является повышение степени электрификации всех отраслей промышленности, транспорта, связи и сельского хозяйства. Важное значение также имеет расширение применения электроэнергии в быту. От того насколько грамотно будет выполняться монтаж и эксплуатация электрооборудования, во многом зависит решение задач технического прогресса, полноценной работы технологического оборудования, экономии электрической энергии.

        Энергетическую основу производства составляет электрический привод, технический уровень которого определяет эффективность функционирования технологического оборудования. Развитие электрического привода идет по пути повышения экономичности и надежности за счет дальнейшего совершенствования двигателей, аппаратов, преобразователей, аналоговых и цифровых средств управления. Прогрессивным явлением в этом процессе является применение микропроцессов и микро ЭВМ, позволяющих существенно расширить функциональные возможности автоматизированного электропривода и улучшить его технические и экономические характеристики.

        Расширение и усложнение выполняемых электроприводом функций, применением в нем новых средств управления требует высокого уровня подготовки специалистов, занятых его проектированием, монтажом, наладкой и эксплуатацией. Они должны хорошо знать назначение и элементную базу отдельных узлов электропривода, их свойства и характеристики, уметь разбираться в схемах управления электропривода, определять его экономические показатели и выбирать его элементы.

        Монтаж и обслуживание современных электрических сетей и электрооборудования требует глубоких знаний физических основ электротехники, конструкции электрических машин, аппаратов.

        Современная техника постоянно совершает изменения, поэтому работающему в любой отрасли народного хозяйства необходимо, не ограничиваясь усвоенными в процессе обучения знаниями, постоянно пополнять свой профессиональный уровень.

1. НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ ПРОЕКТИРУЕМОГО СТАНКА

        Токарно-револьверный автомат повышенной точности модели 1Е140П предназначен для изготовления различных деталей типа тел вращения с наибольшим диаметром 40 мм (45 мм – при использовании устройства для наружной подачи прутка) и длиной 105 мм из круглого и шестигранного прутка. В механизме зажима компенсирующее звено , дающее возможность надежно зажимать прутки, имеющие точность по диаметру до 4 класса, однако на автоматах повышенной точности рекомендуется обрабатывать прутки не грубее 3 класса точности. При соответствующих режимах резания на автоматах возможна обработка различных металлов: от цветных металлов и их сплавов до нержавеющих и жаропрочных сталей.

        Электрооборудование автомата рассчитано для подключения к сети трехфазного переменного тока 380 В, 50 Гц. На автомате используются следующие величины переменного тока:

        – цепь управления 50 Гц; 110 В;

        –  цепь местного освещения 50 Гц; 24 В;

        – цепь сигнализации 50 Гц; 5 В.

        Напряжение питания цепей управления командо - аппарата и электромагнитных муфт 24 В постоянного тока.

        На автомате установлено 5 трехфазных асинхронных двигателя. Аппаратура управления размещена в поворотном электрошкафу, расположенном сзади станка на стойке портала.

        Для регулирования скорости вращения шпинделя на автомате установлена коробка скоростей с электромагнитными муфтами типа ЭТМ, обозначенными на схеме YC1–YC5. Для включения ускоренного хода распределительных валов в коробке подач установлена электромагнитная муфта YC6 типа ЭТМ – 074 – 1. Для управления работой электромагнитных муфт YC1–YC5 и дополнительных устройств имеются командо-аппарат и наладочный пульт, размещенный на электрошкафу. На боковой стенке наладочного пульта установлен вводный автомат QF1. Главный привод включается только после насоса смазки. При падения давления в системе смазки происходит отключение автомата(размыкается контакт SP1). При перемещении переднего подвижного щита, закрывающего зону резания, станок отключается микропереключателем SВ10.

        Защита электрооборудования от токов короткого замыкания осуществляется автоматическими выключателями QF1 – QF6 и плавкими предохранителями FU1, FU2. Защита электродвигателей от длительных перегрузок осуществляется тепловыми реле КК1 – КК6.

2. РАСЧЕТАЯ ЧАСТЬ

        Металлообрабатывающие станки по количеству типов и потребляемой ими энергии занимают одно из основных мест среди электрифицированных машин и агрегатов. Электрооборудование и автоматика станков оснащаются современными типами электроприводов и средствами автоматического управления, что обеспечивает высокую производительность и точность обработки, безопасность и удобство управления и их обслуживания.

        2.1. Расчет мощности электродвигателей станка и их выбор

        Мощность, необходимая для работы станка, определяется режимом работы станка с учетом обеспечения его высокой производительности экономичности и безопасности обслуживания. Как известно, режим резания и другие режимы обработки деталей на станках характеризуются определенными расчетными параметрами, к которым относят: глубину резания (t), подачу или перемещение резца на один оборот шпинделя (S), скорость резания или скорость перемещения стружки относительно резца (V).

        По указанным параметрам, а также по коэффициентам, характеризующий обрабатываемый материал и материал резца, можно найти усилие резания или усилие другой обработки, а по ней и скорость резания определить необходимую мощность станка. Эта мощность определяется самым тяжелым режимом обработки, задаваемым технологической картой станка или картами технологических нормативов станка.

        2.1.1. Расчет и выбор электродвигателя привода главного движения

        Мощность двигателя М1 (кВт) рассчитывается по формуле [2]:

Р = F*р *q* V/ 1000 *ηc ,                                              (2.1)

где        Fр = 190 * 106 Н/м2– удельное сопротивление резания (применяют 3–5 кратное значение от удельного сопротивления разрыву);

        V=2.8 м/с - скорость резания;

        ηс=0.6 – кпд при полной нагрузке;

        q – сечение стружки, м2.

        Сечение стружки определяется из выражения:

q=S* t ,                                                                 (2.2)

где        S=2  10–3 м – подача;

        t=4  10–3 м – глубина резания.

q=2  *10–3  *4  *10–3 = 8  *10–6  м2

Р = 190  *106  *8  *10–6 * 2.8 / 1000 * 0.6 =7.09 кВт

        По справочнику выбираю двигатель типа 4А132М8/4У3 мощностью Р=7.1 кВт; номинальный ток I=14 А ; частотой f=50 Гц ; частотой вращения n=720/1440 об/мин ; η=82% ; соs ϕ=0.9 ; коэффициент пуска Кпуск=7.5 [2].

3. Расчет и выбор двигателя насоса подачи охлаждающей жидкости

        Мощность двигателя М3 (кВт) определяется по формуле [2]:

                             Р = Кз *U* Q *H / 1000 *ηн* ηп,                                        (2.3)

где        Кз=1.1 – коэффициент запаса;

        U=6855 н/м3 – плотность перекачиваемой жидкости;

        Q=15  10–4 м3/с – производительность насоса;

        Н=8 м – напор насоса ;

        ηн=0.6 – КПД насоса охлаждения;

        ηп=1 – КПД передачи.

Р = 1.1*  6855 * 15  *10–4  8 / 0.6*  1*  103 = 0.151 кВт

По справочнику выбираю электронасос охлаждения типа АОЛ – 2 – 11 – 4У3 мощностью Р=0.15 кВт ; номинальным током Iном.=0.4 А ; частотой f=50 Гц ; частотой вращения n=2800 об/мин ; η=62% ; соs ϕ=0.64 ; коэффициент пуска Кпуск=2.5 [2].

        2.1.3. Расчет и выбор двигателя насоса подачи смазки

        Мощность двигателя М4 (кВт) рассчитывается по формуле:

Р=Кз* U *Q *H / 1000 *ηн *ηп,

где        Кз=1.1 – коэффициент запаса;

        U=9783 Н/м3 – плотность перекачиваемой жидкости;

        Q=13*  10–4 м3/c – производительность насоса;

        H=11.6 м – напор насоса;

        ηн=0.65 –кпд насоса смазки;

        ηп=1 –кпд передачи.

Р = 1.1 * 9783 * 13*  10–4 * 11.6 = 0.249 кВт

По справочнику выбираю электронный насос смазки типа АОЛ2 – 12 – 4У3 мощностью Р=0.25 кВт ; номинальным током Iном=0.86 А ; частотой f=50 Гц; частотой вращения n=1450 об/мин ; η=65% ; соs ϕ=0.69 ; коэффициент пуска Кпуск=3 [2].

Расчет и выбор остальных электрических двигателей станка выполняется аналогично.

Основные параметры двигателей станка сведены в табл. 2.1

Таблица 2.1

Технические данные электродвигателей станка

3. Проверочный расчет и выбор пускозащитной аппаратуры

2. Расчет и выбор магнитных пускателей

        Магнитный пускатель предназначен для длительного включения и отключения потребителей электроэнергии.

        Контакторы и магнитные пускатели обеспечивают оперативные переключения электрических цепей с частотой до 1200 включений в час. Эти качества сделали их незаменимыми при управлении электродвигателями постоянного и переменного тока.

        Пускатели осуществляют пуск, остановку, реверс, а также нулевую защиту и защиту электродвигателей от перегрузок встроенными тепловыми реле.

        Такие пускатели автоматически отключают двигатели при снижении напряжения на 50...60% номинального и при перегрузках (если имеется тепловое реле).

        Наиболее широкое распространение получили электромагнитные пускатели серии ПМЕ−000 и ПАЕ−100 с Iн от 3,2 до 150 А. Постепенно их заменяют более совершенными пускателями серии ПМЛ−000000 с Iн  от 10 до 200 А.

        Расчет и выбор магнитного пускателя осуществляется по 2 условиям:

Условие 1. Сила номинального тока пускателя должна быть равна или несколько больше силы номинального тока потребителя ( двигателя ):

Iном.п.  ≥ Iном.дв.                                              (2.4)

Условие 2. Сила номинального тока пускателя должна быть равна или больше шестой части силы пускового тока двигателя:

Iном.п. ≥ Iпуск. / 6,                                              (2.5)

где        Iном.п – номинальный ток магнитного пускателя , А;

        Iном.дв – номинальный ток двигателя , А;

        Iпуск=Iном  Кпуск – пусковой ток двигателя ,А.

        Выбираю магнитный пускатель КМ1 , общий для двигателей М1 и М3:

Условие 1. Сила номинального тока пускателя должна быть равна или несколько больше силы номинального тока потребителя ( двигателя ):

Iном.п.  ≥ Iном.дв1,3,

где        Iном.дв1,3 = Iном.дв1 + Iном.дв3 - номинальный ток двух двигателей ,А;

        Iном.дв1 = 14 А - номинальный ток двигателя М1;

        Iном.дв3 = 0.4 А - номинальный ток двигателя М3.

Iном.дв1,3 = 14 + 0.4 = 14.4 А

Iном.п ≥ 14.4 А

Выбираю предварительно пускатель 2 величины для которого

Iном.п=25 А

25 ≥ 14.4 А

Условие 2. Сила номинального тока пускателя должна быть равна или больше шестой части силы пускового тока двигателя:

Iном.п. ≥ Iпуск1,3 / 6,

        где        Iпуск1,3 = Iном.дв1   Кпуск + Iном.дв3   Кпуск — пусковой ток двух двигателей ,А

Iпуск1,3 = 14  *7.5 + 0.4 * 2.5 = 106 А

Iном.п  ≥ 106 / 6 = 17,6 А

Выбираю предварительно пускатель 2 величины [4]для которого

Iном.п=25 А

25 ≥ 17.6 А

Как видно пускатель 2 величины условиям коммутации удовлетворяет. Выбираю пускатель ПМЛ–222002. Магнитный пускатель ПМЛ–222002 второй величины, нереверсивный с реле, с кнопками “Пуск” и “Стоп”. Выбираю тепловое реле РТЛ–102104 с номинальным током реле 25 А [ 4 ].

        Выбираю магнитный пускатель КМ2 для двигателя М2:

Условие 1. Сила номинального тока пускателя должна быть равна или несколько больше силы номинального тока потребителя ( двигателя ):

Iном.п.  ≥ Iном.дв. ,

где        Iном.дв = 3.05 А – номинальный ток двигателя,

Iном.п. ≥3.05 А

Выбираю предварительно пускатель 1 величины [4] для которого

Iном.п. = 10 A

10 ≥ 3.05 А

Условие 2. Сила номинального тока пускателя должна быть равна или больше шестой части силы пускового тока двигателя:

Iном.п. ≥ Iпуск. / 6,

Iпуск = 3.05  3.5 = 10.675 А

10 ≥ 10.675 / 6

10 ≥ 1.7 А

Как видно пускатель 1 величины условиям коммутации удовлетворяет. Выбираю магнитный пускатель ПМЛ–121002.

        Магнитный пускатель ПМЛ–121002 первой величины, нереверсивный с реле, с кнопкой “Реле”.

        Выбираю магнитный пускатель КМ3 для двигателя М4:

Условие 1. Сила номинального тока пускателя должна быть равна или несколько больше силы номинального тока потребителя ( двигателя ):

Iном.п.  ≥ Iном.дв. ,

где        Iном.дв= 0.86 А – номинальный ток двигателя,

Iном.п. ≥ 0.86 А

Выбираю предварительно пускатель 1 величины [4]для которого

Iном.п. = 10А

10 ≥ 0.86 А

Условие 2. Сила номинального тока пускателя должна быть равна или больше шестой части силы пускового тока двигателя:

Iном.п. ≥ Iпуск. / 6,

Iпуск = 0.86  3 = 2.58 А

10 ≥ 2.58 / 6

10 ≥ 0.43 А

Как видно пускатель 1 величины условиям коммутации удовлетворяет. Выбираю магнитный пускатель ПМЛ–121002. Магнитный пускатель ПМЛ–121002 первой величины, нереверсивный с реле, с кнопкой “Реле”.

        Известно, что компьютеризация промышленности является неотъемлемой частью  ускорения  научно–технического прогресса, позволяя получать оптимальные  инженерные  решения, повысить качество проектирования и снизить  его  трудоёмкость.  Сроки  выполнения проектно–конструкторских работ при использовании вычислительной техники могут быть существенно сокращены за счёт  значительного  уменьшения рутинной части работы специалиста, которая отнимает иногда до 40 %  его времени. Применение ЭВМ в учебном процессе освобождает студента от  выполнения большого количества однотипных расчётов, позволяет на  практике использовать современные численные методы, даёт  возможность  проводить исследовательские сопоставительные расчёты и выбирать  предпочтительный вариант конструкции, ставить и решать задачи оптимизации.  целом использование  ЭВМ  позволяет  решать  учебные  задачи  творческого, поискового характера, приближённые к реальной практике.

        Выбираю магнитный пускатель КМ4 для двигателя М5 на

Значение номинального тока двигателя(нагрузки),A: Iн=2.00

Значение коэффициента пускового тока :k=4.00

Расчет и выбор пускателя осуществляется по двум условиям:

Тип магнитного пускателя по первому условию ПМЛ-121002 или ПМЕ-121

Величина магнитного пускателя по первому условию равна 1

Номинальная сила тока магнитного пускателя по первому условию равна 10A

Тип пускателя по второму условию ПМЛ-121002 или ПМЕ-121

Величина пускателя по второму условию равна 1

Номинальная сила тока пускателя по второму условию равна 10A

В итоге:

В результате тип выбранного магнитного пускателя равен

ПМЛ-121002. Величина магнитного пускателя равна 1.

Номинальная сила тока магнитного пускателя равна 10A.

        Магнитный пускатель ПМЛ–121002 первой величины, нереверсивный с реле, с кнопкой “Реле”.

Основные параметры магнитных пускателей сведены в табл. 2.2

Таблица 2.2

Технические данные магнитных пускателей

        2.2.2. Расчет и выбор тепловых реле

        Тепловые реле предназначены для отключения электроэнергии при протекании через них тока выше допустимой нормы в течении определенного времени.

Защита от перегрузок осуществляется при помощи следующих  тепловых реле: двухполюсных типа ТРН в пускателях ПМЕ и ПАЕ 0, 1, 2 и 3, однополюсных типа ТРН в пускателях ПАЕ−4, 5 и 6 величин и трехфазных типа РТЛ в пускателях ПМЛ. Диапазон регулирования тока уставки реле ТРН и ТРП от 0,75 до 1,25 Iн. Регулировка тока плавная и производится регулятором при повороте валика эксцентрика отверткой (ТРН) или перемещением поводка (ТРП). Шкала регулятора имеет десять делений, по пять делений вправо и влево от нулевой риски. Каждое деление соответствует 5% номинального тока теплового элемента [4].

        Выбор и настройку тепловых реле производят в следующем порядке:

        1) Среднее значение силы тока теплового элемента реле должно быть равно или немного больше номинального тока защищаемого двигателя

                                               Iср.т.э. ≥ Iн.дв.,                                           (2.6)

где        Iср.т.э – среднее значение силы тока теплового элемента реле, A;

        Iн.дв –  номинальный ток двигателя ,А.

        Двигатель М1 имеет две скорости и защищен двумя тепловыми реле КК1, КК2. Тепловое реле КК1 защищает двигатель М1 при 720 об/мин, а тепловое реле КК2 защищает двигатель М1 при 1440 об/мин.

        Выбираю тепловое реле КК1 для двигателя М1. Выбор и настройка тепловых реле производится в следующем порядке:

        1) Среднее значение силы тока теплового элемента реле должно быть равно или немного больше номинального тока защищаемого двигателя

Iср.т.э. ≥ Iн.дв.,

где        Iср.т.э. = 16 А – среднее значение силы тока теплового элемента реле [4];

        Iн.дв = 14 А – номинальный ток двигателя.

16 ≥ 14 А

Выбираю тепловое реле РТЛ–102104 с номинальным током реле 25 А. Регулятор реле устанавливаю на значение 15 А (предел регулирования данного реле 13 – 19 А) [ 4 ].

        Выбираю тепловое реле КК2 для двигателя М1. Выбор и настройка тепловых реле производится в следующем порядке:

        1) Среднее значение силы тока теплового элемента реле должно быть равно или немного больше номинального тока защищаемого двигателя

Iср.т.э. ≥ Iн.дв. ,

где        Iср.т.э = 12 А – среднее значение силы тока теплового элемента реле [4];

        Iн.дв = 11 А – номинальный ток двигателя.

12 ≥ 11 А

Выбираю тепловое реле РТЛ–101604 с номинальным током реле 25 А. Регулятор реле устанавливаю на значение 12 А (предел регулирования данного реле 9.5 – 14 А) [ 4 ].

        Выбираю тепловое реле КК3 для двигателя М2. Выбор и настройка тепловых реле производится в следующем порядке:

        1) Среднее значение силы тока теплового элемента реле должно быть равно или немного больше номинального тока защищаемого двигателя

Iср.т.э. ≥ Iн.дв.,

где        Iср.т.э = 3.52 А – среднее значение силы тока теплового элемента реле [4];

        Iн.дв = 3.05 А  номинальный ток двигателя.

3.52 ≥ 3.05 А

Выбираю тепловое реле РТЛ–100804 с номинальным током реле 25 А. Регулятор реле устанавливаю на значение 4 А (предел регулирования данного реле 2.4 – 4.0 А) [ 4 ].

        Выбираю тепловое реле КК4 для двигателя М3. Выбор и настройка тепловых реле производится в следующем порядке:

        1) Среднее значение силы тока теплового элемента реле должно быть равно или немного больше номинального тока защищаемого двигателя

Iср.т.э. ≥ Iн.дв.,

где        Iср.т.э = 0.52 А – среднее значение силы тока теплового элемента реле [4];

        Iн.дв = 0.4 А – номинальный ток двигателя.

0.52 ≥ 0.4 А

Выбираю тепловое реле РТЛ–100404 с номинальным током реле 25 А. Регулятор реле устанавливаю на значение 0.5 А (предел регулирования данного реле 0.38 – 0.65 А) [ 4 ].

        Выбираю тепловое реле КК5 для двигателя М4. Выбор и настройка тепловых реле производится в следующем порядке:

        1) Среднее значение силы тока теплового элемента реле должно быть равно или немного больше номинального тока защищаемого двигателя

Iср.т.э. ≥ Iн.дв.,

где        Iср.т.э = 1.3 А – среднее значение силы тока теплового элемента реле [4];

        Iн.дв = 0.86 –  номинальный ток двигателя.

1.3 ≥ 0.86 А

Выбираю тепловое реле РТЛ–100604 с номинальным током реле 25 А. Регулятор реле устанавливаю на значение 1 А (предел регулирования данного реле 0.95 – 1.6 А) [ 4 ].

        Выбираю тепловое реле КК6 для двигателя М5. Выбор и настройка тепловых реле производится в следующем порядке:

        1) Среднее значение силы тока теплового элемента реле должно быть равно или немного больше номинального тока защищаемого двигателя

Iср.т.э. ≥ Iн.дв.,

где        Iср.т.э = 2 А – среднее значение силы тока теплового элемента реле [4];

        Iн.дв = 2 А – номинальный ток двигателя.

2 = 2 А

Выбираю тепловое реле РТЛ–100704 с номинальным током реле 25 А. Регулятор реле устанавливаю на значение 2.5 А (предел регулирования данного реле 1.5 – 2.6 А) [ 4 ].

Основные параметры тепловых реле сведены в табл. 2.3

Таблица 2.3

Технические данные тепловых реле

4. Расчет и выбор автоматических выключателей

        В настоящее время для защиты электрических сетей и электрических приемников от повреждений , вызываемых током , превышающих допустимую величину , все шире применяются автоматические выключатели. Они выпускаются с тепловыми , электромагнитными и комбинированными (тепловыми и электромагнитными) расцепителями с различным числом полюсов - одним, двумя и тремя. В однофазных цепях применяют одно и двухполюсные, а в трехфазных трехполюсные. Автоматические выключатели с электромагнитными расцепителями применяются для защиты сети и электрического приемника от повреждений, вызываемых током короткого замыкания, действующим даже кратковременно. Автоматические выключатели применяются не только для отключения приемников при токах короткого замыкания, но и для нечастых включений и отключений их вручную при нормальной работе. Возникающая при размыкании цепи электрическая дуга гасится в воздухе или масле. В зависимости от этого автоматические выключатели называются воздушными или масляными. В цепях с напряжением 500 В применяются в основном воздушные выключатели. Рекомендуется применять автоматические выключатели серий АП−50, АЕ−20, А3100, АК−63. 

        Выбираю автоматический выключатель QF1 в следующем порядке:

Произвожу расчет и выбор теплового (номинального) расцепителя

Iтр. > К  (ΣIн + I).,                                              (2.7)

где        Iтр – ток силового расцепителя, А;

        ΣIн = Iн1 + Iн2 + Iн3 + Iн4 + Iн5 – сумма номинальных (расчетных) токов группы силовых потребителей, А;

        I= I1 + I2 + I3 – ток в цепи управления, А;

        I1 = 0.61 А – ток в первичной обмотке трансформатора ТV1;

        I2 = 0.42 А – ток в первичной обмотке трансформатора ТV2;

        I3 = 0.14 А – ток в первичной обмотке трансформатора ТV3;

        К = 1.25 – коэффициент учитывающий разброс теплового расцепителя.

ΣIн = 14 + 3.05 + 0.4 + 0.86 + 2 = 20.31 А

I = 0 .61 + 0.42 + 0.14 = 1.17

Iтр > 1.25*  (20.31 + 1.17) = 26.85 А

Выбираю автомат АЕ–2046Р с номинальным током автомата Iн.а.=63 А; напряжением U=380 В; номинальным током теплового расцепителя Iт.р.=32 А; пределом регулирования тока уставки теплового расцепителя (0.9 – 1.15)Iн; кратности тока срабатывания электромагнитного расцепителя 12 Iн.  [ 5 ]

Произвожу расчет и выбор электромагнитного расцепителя

Iэ.р. > 1.25 (Iп. + Σ′Iн.),                                   (2.8)

где        Iп = Iном. * Кпуск = 14  *7.5 = 105 А – пусковой ток самого мощного двигателя М1;

        Σ′Iн = Iн2 + Iн3 + Iн4 + Iн5 = 6.3 А – сумма номинальных (расчетных) токов остальных потребителей.

Iэ.р. = 1.25  (105 + 6.3) = 139 А

Проверяю автомат на возможность ложных срабатываний при пуске двигателя (потребителя)

Iэ.р. < I э.р.кат.,                                            (2.9)

где        I э.р.кат – ток срабатывания электромагнитного расцепителя по каталогу

I э.р.кат. = 12* Iт.р.,                                         (2.10)

Iэ.р.кат. = 12  20 = 240 А

139 < 240 А

Так как I э.р.кат ≥ Iэ.р., то ложных срабатываний при пуске не будет, следовательно автоматический выключатель выбран правильно.

        Выбираю автоматический выключатель QF2 в следующем порядке:

Произвожу расчет и выбор теплового (номинального) расцепителя

Iтр. > 1.1* К * ΣIн. ,

где        Iтр – ток теплового расцепителя, А;

        ΣIн = Iн1 + Iн3  – сумма номинальных (расчетных) токов группы силовых потребителей, А;

        1.1 – поправочный коэффициент означающий, что автоматический выключатель установлен в в шкафу;

        К = 1.25 – коэффициент, учитывающий разброс теплового расцепителя.

ΣIн = 14 + 0.4 = 14.4 А

Iтр > 1.25*  14.4  *1.1 = 19.8 А

Выбираю автомат АЕ–2036Р с номинальным током автомата Iн.а.=25 А, напряжением U=380 В, номинальным током теплового расцепителя Iт.р.=20 А, пределом регулирования тока уставки расцепителя (0.9 – 1.15)Iн, кратности тока срабатывания электромагнитного расцепителя 12 Iн.  [ 5 ]

Произвожу расчет и выбор электромагнитного расцепителя

Iэ.р. > 1.25* (Iп. + Σ′Iн.),

где        Iп = Iном. * Кпуск = 14  *7.5 = 105 А – пусковой ток самого мощного двигателя М1;

        Σ′Iн  = 0.4 А - сумма номинальных (расчетных) токов остальных потребителей.

Iэ.р. = 1.25 * (105 + 0.4) = 131.75 А

Проверяю автомат на возможность ложных срабатываний при пуске двигателя (потребителя)

Iэ.р. < I э.р.кат.,

где        I э.р.кат – ток срабатывания электромагнитного расцепителя по каталогу

 I э.р.кат. = 12 *Iт.р.,

Iэ.р.кат. = 12 * 20 = 240 А

240 > 131.75 А

Так как I э.р.кат ≥ Iэ.р, то ложных срабатываний при пуске не будет, следовательно автоматический выключатель выбран правильно.

        Выбираю автоматический выключатель QF3 на ЭВМ с помощью специально разработанной программы на языке программирования PASCAL 7.0. в следующем порядке (распечатка выполнения программы):

Расчет и выбор автоматического выключателя для магистральной линии к группе потребителей.

Исходные данные:

Общее число двигателей или нагрузок: 3

Число одновременно включающихся двигателей или нагрузок: 1

Номинальные токи одновременно включающихся двигателей:

            1 двигатель:   3.05 А

 Коэффициенты пуска одновременно включающихся двигателей:

             1 двигатель:   3.50

 Номинальные токи оставшихся двигателей:

            2 двигатель:   0.86 А

            3 двигатель:   2.00 А

 Автоматический выключатель установлен в шкафу

РЕШЕНИЕ

 Рассчитываем номинальный ток теплового расцепителя по условию:

Iт.р.>=k1*EI,

где        Iт.р. - номинальный ток теплового расцепителя, А;

        EI =  5.91 А - сумма номинальных токов двигателей (нагрузок);

        k1 =  1.25 - коэффициент, учитывающий условия работы автомата

Iт.р. >= 1.25*1.1*5.91 = 8.1 А

 Данному условию удовлетворяют автоматический выключатель AE2036P с током теплового расцепителя Iтр=  10.00 А

 Рассчитываем ток срабатывания электромагнитного расцепителя по условию:

Iэл.р.>=1.25*(E *Iп'+E* Iн'),

где        Iэл.р. - ток срабатывания электромагнитного расцепителя, А;

        E Iп' = E kп*Iн = (  3.05*  3.50) =  10.68 А - сумма пусковых токов одновременно запускаемых двигателей;

        EIн' = (  0.86+  2.00) =   2.86 А - сумма номинальных токов остальных двигателей

Iэл.р.>=1.25*( 10.68+  2.86) = 16.92 А

 Проверяем автомат на возможность ложного срабатывания по условию:

Iэл.р.кат.>=Iэл.р.,

где        Iэл.р.кат.= 96.00 А - каталожный ток срабатывания электромагнитного расцепителя для данного типа автомата.

 Условие выполняется. Ложного срабатывания не будет.

Основные параметры автоматических выключателей сведены в табл. 2.4

Таблица 2.4

Технические данные автоматических выключателей

        2.3 Расчет и выбор проводов и кабеля

        Правильный выбор и расчет внутренних электропроводок имеет большое значение. От долговечности и надежности электропроводок зависит бесперебойность работы электроприемников, безопасность людей находящихся в данном помещении. При выборе электропроводок необходимо учитывать вид электроприемника (стационарный, мобильный) , условия окружающей среды, требования электро и пожаробезопосности. Для внутренних электрических сетей в основном применяются провода и кабели с алюминиевыми и медными жилами марок: АПВ сечением от 2.5 до 95 мм2 — провод с алюминиевой жилой в полихлорвиниловой изоляции; ПВ, ПР — такие же провода, но с медными жилами.

2. Расчет и выбор проводов для электродвигателей

        Сечение проводов  выбирается по нагреву током нагрузки. Выбранное сечение проверяется по условиям механической прочности, защиты  от токов короткого замыкания иногда по допустимой потере напряжения в рабочем режиме и в период прохождения пусковых токов. Для выбора сечения проводов по условиям нагрева определяют расчётный ток нагрузки и подбирают минимально допустимое сечение. Удельное сечение алюминиевых проводов больше, чем медных, поэтому для них при том же сечении допускается меньший ток. Медные провода могут применятся сечением от 1 мм2 , а алюминиевые — только от 2.5 мм2 и выше из–за их малой механической прочности.

        2.3.1.1. Расчет и выбор провода к электродвигателю М1

        Сечение проводов и кабелей определяется по двум условиям:

Условие 1. По условию нагрева длительным расчетным током[4]

Iдоп. ≥ Iр.,                                               (2.11)

где        Iр. = 14 А – расчетный ток двигателя;

        Iдоп. - допустимый ток провода , А.

Iдоп. ≥ 14 А

Условие 2. По условию соответствия аппарата защиты [4]

Iдоп. ≥ Кз.* Iср.т.э.,                                             (2.12)

где        Iср.т.э. = 16 А – ток аппарата защиты ( среднее значение силы тока теплового расцепителя), А;

        Кз. = 1.25 – коэффициент запаса.

Iдоп. ≥ 16 * 1.25 = 20 А

        Согласно ПУЭ сечение проводов определяемые по второму условию можно принимать на одну ступень меньше.

        Пользуясь таблицей ПУЭ и определяя сечение провода по двум условиям, окончательно выбираю установочный провод ПВ (провод с однопроволочной медной жилой в поливинилхлоридной изоляции) сечением 1.5 мм2 , с допустимой токовой нагрузкой 17 А. Для электрического питания двигателя выбираю 3 провода ПВ в трубке ПХВ диаметром 12 мм [ 4 ].

        2.3.1.2. Расчет и выбор провода к электродвигателю М2

Сечение проводов и кабелей определяется по двум условиям:

Условие 1. По условию нагрева длительным расчетным током

Iдоп. ≥ Iр.,

где        Iр. = 3.05 А – расчетный ток двигателя;

        Iдоп. – допустимый ток провода , А.

Iдоп. ≥ 3.05 А

Условие 2. По условию соответствия аппарата защиты

Iдоп. ≥ Кз * Iср.т.э.,

где        Iср.т.э. = 3.2 А – ток аппарата защиты (среднее значение силы тока теплового расцепителя), А ;

        Кз. = 1.25  коэффициент запаса.

Iдоп. ≥ 3.2*  1.25 = 4 А

        Пользуясь таблицей ПУЭ и определяя сечение провода по двум условиям, окончательно выбираю установочный провод ПВ (провод с однопроволочной медной жилой в поливинилхлоридной изоляции) сечением 1 мм2 , с допустимой токовой нагрузкой 15 А. Для электрического питания двигателя выбираю 3 провода ПВ в трубке ПХВ диаметром 12 мм [ 4 ].

        2.3.1.3. Расчет и выбор провода к электродвигателю М3

        Сечение проводов и кабелей определяется по двум условиям:

Условие 1. По условию нагрева длительным расчетным током

Iдоп. ≥ Iр.,

где        Iр. = 0.4 А – расчетный ток двигателя;

        Iдоп. – допустимый ток провода , А.

Iдоп. ≥ 0.4 А

Условие 2. По условию соответствия аппарата защиты

Iдоп. ≥ Кз. * Iср.т.э.,

где        Iср.т.э. = 0.52 А – ток аппарата защиты (среднее значение силы тока теплового расцепителя), А ;

        Кз. = 1.25 – коэффициент запаса.

Iдоп. ≥ 0.52 * 1.25 = 0.65 А

        Пользуясь таблицей ПУЭ и определяя сечение провода по двум условиям, окончательно выбираю установочный провод ПВ (провод с однопроволочной медной жилой в поливинилхлоридной изоляции) сечением 1 мм2 , с допустимой токовой нагрузкой 15 А. Для электрического питания двигателя выбираю 3 провода ПВ в трубке ПХВ диаметром 12 мм [ 4 ].

        2.3.1.4. Расчет и выбор провода к электродвигателю М4

        Сечение проводов и кабелей определяется по двум условиям:

Условие 1. По условию нагрева длительным расчетным током

Iдоп. ≥ Iр.,

где        Iр. = 0.86 А – расчетный ток двигателя;

        Iдоп. – допустимый ток провода , А.

Iдоп. ≥ 0.86 А

Условие 2. По условию соответствия аппарата защиты

Iдоп. ≥ Кз.*  Iср.т.э.,

где        Iср.т.э. = 1.3 А – ток аппарата защиты (среднее значение силы тока теплового расцепителя), А;

        Кз. = 1.25 – коэффициент запаса.

Iдоп. ≥ 1.3 * 1.25 = 1.625 А

        Пользуясь таблицей ПУЭ и определяя сечение провода по двум условиям, окончательно выбираю установочный провод ПВ (провод с однопроволочной медной жилой в поливинилхлоридной изоляции) сечением 1 мм2 , с допустимой токовой нагрузкой 15 А. Для электрического питания двигателя выбираю 3 провода ПВ в трубке ПХВ диаметром 12 мм [ 4 ].

        2.3.1.5. Расчет и выбор провода к электродвигателю М5

        Сечение проводов и кабелей определяется по двум условиям:

Условие 1. По условию нагрева длительным расчетным током

Iдоп. ≥ Iр.,

где        Iр. = 2 А – расчетный ток двигателя;

        Iдоп. – допустимый ток провода , А.

Iдоп. ≥ 2 А

Условие 2. По условию соответствия аппарата защиты

Iдоп. ≥ Кз. * Iср.т.э. ,

где        Iср.т.э. = 2 А – ток аппарата защиты (среднее значение силы тока теплового расцепителя), А;

        Кз. = 1.25 – коэффициент запаса.

Iдоп. ≥ 2  *1.25 = 2.5 А

        Пользуясь таблицей ПУЭ и определяя сечение провода по двум условиям, окончательно выбираю установочный провод ПВ (провод с однопроволочной медной жилой в поливинилхлоридной изоляции) сечением 1 мм2 , с допустимой токовой нагрузкой 15 А. Для электрического питания двигателя выбираю 3 провода ПВ в трубке ПХВ диаметром 12 мм [ 4 ].

        Данные расчетов проводов приведены в табл. 2.5

Таблица 2.5

Технические данные проводов и способы их прокладки

        2.3.2. Расчет и выбор вводного кабеля к станку

        Сечение проводов и кабелей определяется по двум условиям:

Условие 1. По условию нагрева длительным расчетным током

Iдоп. ≥ Iр.,

где        Iр = 20.31 А – общий расчетный ток всех электродвигателей

Iдоп. ≥ 20.31 А

Условие 2. По условию соответствия аппарата защиты

Iдоп. ≥ Кз.  Iз.,

где Iз = 20 А – ток аппарата защиты (номинальный ток теплового расцепителя), А;

        Кз = 1.25 – коэффициент запаса.

Iдоп. ≥ 20  *1.25 = 25 А

Пользуясь таблицей ПУЭ выбираю кабель марки АВРГ (трехжильный с алюминиевыми жилами, гибкий, с резиновой изоляцией) сечением жилы 4 мм2  с допустимой токовой нагрузкой 28 A [ 4 ].

        Кабель АВРГ применяют для прокладки непосредственно по строительным основаниям в помещениях сырых, пожароопасных и со средой, агрессивно воздейсвующей на металлические оболочки, для монтажа осветительных и силовых сетей.

        2.4. Расчет и выбор элементов схемы управления

        Управление современными электроприводами осуществляется электротехническими устройствами, называемыми аппаратами управления и эащиты. От электрических аппаратов во многом зависит сохранность и долговечность работы дорогостоящих электроприводов, производительность рабочих механизмов, качество продукции и безопасность эксплуатации. Для увеличения срока службы электроприводов необходимо правильно, технически грамотно выбрать необходимую аппаратуру управления и защиты. Поскольку эта аппаратура в основном поставляется комплектно, в проекте производится проверочный выбор элементов схем управления.

        2.4.1. Расчет и выбор силовых трансформаторов

        Маломощные однофазные и трехфазные трансформаторы (автотрансформаторы), применяются для освещения, питания цепей управления, в выпрямителях и в различных электрических аппаратах.

        Расчет трансформатора TV1 начинают с определения его вторичных мощностей.

Задаюсь значениями: U1 = 380 В; U2 = 24 В; U3 = 110 В; U4 = 5 В;I2 = 2 A;

I3 = 1.5 A; I4 =1 A,

где        U1 – напряжение на первичной обмотке трансформатора, В;

        U2, U3, U4 – напряжение на вторичных обмотках трансформатора, В;

        I2, I3, I4 – токи в вторичных обмотках трансформатора, А.

        На основании заданных нагрузок подсчитываю вторичную полную мощность трансформатора [1]

S2 = U2*  I2 + U3  *I3 + U4 * I4,                                     (2.13)

где S2 – вторичная полная мощность трансформатора, В.А

S2 = 24  2 + 110  1.5 + 5  1 = 218 В.А.

        Первичная полная мощность трансформатора определяется по формуле [1]

S1 = S2 / η,                                                    (2.14)

где        S1 – первичная полная мощность трансформатора, ВА;

        η = 0.94 – кпд трансформатора [1].

S1 = 218 / 0.94 = 231.9 B.A

        Нахожу сечение сердечника трансформатора (мм2) [1]

Qс = k* √ S1 / 2 f 10,                                           (2.15)

где        Qс – поперечное сечение сердечника трансформатора, мм;

        f = 50Гц – частота тока в сети;

        k – постоянная, для воздушных трансформаторов, k = 6 ÷ 8 [1].

Qc = 6 * √ 231.9 / 2 * 50 * 10 = 913 мм

При учете изоляции между листами, сечение сердечника получается на 10% больше, т.е.

Qcф =1.1* Qc,                                                (2.16)

где Qcф – сечение  сердечника  фактическое, при учете изоляции между листами, мм

Qсф = 1.1 * 913 = 1004 мм

Принимаю следующие  размеры трансформатора: ширина стержня А =30 мм; Hс = 3.5  30 = 105 мм; c = Hc / m =105 / 2.5 = 42 мм; толщина пакета пластин В = 50 мм.

        Определяю фактическое сечение выбранного сердечника [1]

Qc.ф. = А* В,                                                  (2.17)

где Qс.ф. – фактическое сечение трансформатора, мм

Qс.ф. = 30 * 50 = 1500 мм

        Определяю ток первичной обмотке по формуле [1]:

I1 = S1 / U1,                                                 (2.18)

где I1 – ток первичной обмотки, А

I1 = 231.9 / 380 = 0.61 A

        Определяю сечение проводов первичной и вторичной обмоток, исходя из условия плотности тока равной δ = 2 А / мм   [1] ,

s1 = I1 / δ,                                                   (2.19)

s2 = I2 / δ,                                                   (2.20)

s3 = I3 / δ,

s4 = I4 / δ,

где        s1 – сечение провода первичной обмотки, мм;

        s2, s3, s4 – сечение провода вторичных обмоток, мм.

        Сечения обмоток трансформатора

s1 = 0.61 / 2 = 0.305 мм

s2 = 2 / 2 = 1 мм

s3 = 1.5 / 2 = 0.75 мм

s4 = 1 / 2 = 0.5 мм

        Принимаю по справочнику [1] для первичной и вторичной обмоток провод марки ПЭВ – 1 (медный провод изолированный одним слоем эмали винифлекса) со следующими данными:

d1 = 0.63 мм

d2= 1.12 мм

d3 = 1 мм

d4 = 0.8 мм

где        d1 – диаметр провода первичной обмотки, мм;

        d2,d3,d4 – диаметры проводов вторичных обмоток, мм.

        Определяю число витков первичной и вторичной обмоток, приняв магнитную индукцию сердечника Вс = 1.25 Тл. [1]

W1 = U1 *10 / 2.22* Bc* Qс.ф.,                               (2.21)

W1 = 380  10 / 2.22  1.25  1500 = 913 витков

W2 = W1  U2 / U1,                                          (2.22)

W2 = 913 * 24 / 380 = 58 витков

W3 = 913 * 110 / 380 = 264 витка

W4 = 913  *5 / 380 = 12 витков

        С учетом компенсации падения напряжения в проводах (вводится поправочный коэффициент величиной 1.1) число витков вторичных обмоток принимаю:

W2 = 1.1 *58 = 63 витков

W3 = 1.1 *264 = 290 витков

W4 = 1.1 * 12 = 13 витков

        Проверяю разместятся ли обмотки в окне сердечника. Площадь занимаемая первичными и вторичными обмотками, определяется по формуле  [1] :

Qобщ = Qобщ1 + Qобщ2 + Qобщ3 + Qобщ4,              (2.23)

Q = dп W,                                        (2.24)

где        dп = 1.1 * d – диаметр проводов с изоляцией, мм;

        W – число витков обмотки, с учетом компенсации падения напряжения в проводе.

Qобщ = 1.1*  0.63  *913 + 1.1  *1.12*  63 + 1.1 * 1  *290 + 1.1 * 0.8 * 13 = 814 мм

        Площадь окна находиться по формуле [1] :

Qо = Нс *С,                                               (2.25)

Qo = 105*  30 = 3150 мм

        Нахожу отношение расчетной и фактической площади окна сердечника

k = Qобщ / Qo,                                            (2.26)

где        k – отношение расчетной и фактической площади окна сердечника

k = 814 / 3150 = 0.258

Следовательно, обмотки свободно разместятся в окне, выбранного сердечника трансформатора.

        Выбираю трансформатор ОСМ-0.25УЗ мощностью 250 Вт. [5]

        Расчет трансформатора TV2 начинают с определения его вторичных мощностей.

Задаюсь значениями: U1 = 380 В; U2 = 29 В; U3 = 5 В; I2 = 4.5 A; I3 = 3.5 A;

где        U1 – напряжение на первичной обмотке трансформатора, В;

        U2, U3 – напряжения на вторичных обмотках трансформатора, В;

        I2, I3 – токи в вторичных обмотках трансформаторах, А.

        На основании заданных нагрузок подсчитываю вторичную полную мощность трансформатора [1]

S2 = U2 *I2 + U3 *I3,

где S2 – вторичная полная мощность трансформатора, ВА

S2 = 29 * 4.5 + 5 *3.5 = 148 В.А.

        Первичная полная мощность трансформатора определяется по формуле [1]

S1 = S2 / η,

где        S1 – первичная полная мощность трансформатора, ВА;

        η = 0.92 – кпд трансформатора [1].

S1 = 148 / 0.92 = 160.9 B.A

        Нахожу сечение сердечника трансформатора (мм2) [1]

Qс = k √ S1 / 2 f 10,

где        Qс – поперечное сечение сердечника трансформатора, мм;

        f – частота тока в сети, Гц, f = 50Гц;

        k – постоянная, для воздушных трансформаторов, k = 6 ÷ 8 [1].

Qc = 6  √ 160.9 / 2 * 50 * 10 = 761 мм

При учете изоляции между листами сердечника получается на 10% больше, т.е.

Qcф =1.1 Qc,

где Qcф – сечение  сердечника  фактическое, при учете изоляции между листами, мм

Qсф = 1.1  *761 = 837 мм

Принимаю следующие  размеры трансформатора : ширина стержня А =35 мм; Hс = 2.5  35 = 87 мм; c = Hc / m =87 / 3.3 =26 мм; толщина пакета пластин В = 42 мм.

        Определяю фактическое сечение выбранного сердечника [1]

Qc.ф. = А *В,

где Qс.ф. – фактическое сечение трансформатора, мм

Qс.ф. = 35 * 42 = 1470 мм

        Определяю ток первичной обмотке по формуле [1]:

I1 = S1 / U1,

где I1 – ток первичной обмотки, А

I1 = 160.9 / 380 = 0.42 A

        Определяю сечение проводов первичной и вторичной обмоток, исходя из условия плотности тока равной δ = 2.5 А / мм   [1] ,

s1 = I1 / δ,

s2 = I2 / δ,

s3 = I3 / δ,

где        s1 – сечение провода первичной обмотки, мм;

        s2, s3 – сечения проводов вторичных обмоток, мм.

        Сечения обмоток трансформатора

s1 = 0.42 / 2.5 = 0.17 мм

s2 = 4.5 / 2.5 = 1.8 мм

s3 = 3.5 / 2.5 = 1.4 мм

        Принимаю по справочнику [1] для первичной и вторичной обмоток провод марки ПЭВ – 1 (медный провод изолированный одним слоем эмали винифлекса) со следующими данными:

d1 = 0.5 мм

d2= 1.6 мм

d3 = 1.4 мм

где        d1 – диаметр провода первичной обмотки, мм;

        d2,d3 – диаметры проводов вторичных обмоток, мм.

        Определяю число витков первичной и вторичной обмоток, приняв магнитную индукцию сердечника Вс = 1.35 Тл. [1]

W1 = U1 *10 / 2.22 *Bc *Qс.ф.,

W1 = 380  10 / 2.22  1.35  1470 = 862 витка

W2 = W1* U2 / U1,

W2 = 862  29 / 380 = 65 витков

W3 = 862  5 / 380 = 11 витков

        С учетом компенсации падения напряжения в проводах число витков вторичных обмоток принимаю:

W2 = 1.1* 65 = 71 виток

W3 = 1.1* 11 = 12 витков

        Проверяю разместится ли обмотка в окне сердечника. Площадь занимаемая первичными и вторичными обмотками, определяется по формуле  [1] :

Qобщ = Qобщ1 + Qобщ2 + Qобщ3,

Q = dп* W,

где        dп = 1.1  d – диаметр проводов с изоляцией, мм;

        W – число витков обмотки, с учетом компенсации падения напряжения в проводах.

Qобщ = 1.1 * 0.5 * 862 + 1.1  *1.6*  71 +1.1 *  1.4 * 12 = 462 мм

        Площадь окна находиться по формуле [1] :

Qо = Нс *С,

 Qo =87*  26 = 2262 мм

        Нахожу отношение расчетной и фактической площади окна сердечника

k = Qобщ / Qo,

где        k – отношение расчетной и фактической площади окна сердечника

k = 462 / 2262 = 0.204

Следовательно, обмотки свободно разместятся в окне, выбранного сердечника трансформатора.

        Выбираю трансформатор ОСМ-0.16УЗ мощностью 160 Вт. [5]

        Расчет трансформатора TV3 начинают с определения его вторичной мощности.

Задаюсь значениями: U1 = 380 В; U2 = 56 В; I2 = 1 A;

где        U1 – напряжение на первичной обмотке трансформатора, В;

        U2,– напряжение на вторичной обмотке трансформатора, В;

        I2 – ток в вторичной обмотке трансформатора, А.

        На основании заданных нагрузок подсчитываю вторичную полную мощность трансформатора [1]

S2 = U2 *I2

где S2 – вторичная полная мощность трансформатора, ВА

S2 = 56  *1 = 56 В.А.

        Первичная полная мощность трансформатора определяется по формуле [1]

S1 = S2 / η,

где        S1 – первичная полная мощность трансформатора, ВА;

        η = 0.88 – кпд трансформатора [1].

S1 = 56 / 0.88 = 63 B.A

        Нахожу сечение сердечника трансформатора (мм2) [1]

Qс = k *√ S1 / 2* f *10,

где        Qс – поперечное сечение сердечника трансформатора, мм;

        f – частота тока в сети, Гц, f = 50Гц;

        k – постоянная, для воздушных трансформаторов, k = 6 ÷ 8 [1].

Qc = 6*  √ 63 / 2  *50 * 10 = 476 мм

При учете изоляции между листами сердечника получается на 10% больше, т.е.

Qcф =1.1 *Qc,

где Qcф – сечение  сердечника  фактическое, при учете изоляции между листами, мм

Qсф = 1.1  476 = 524 мм

Принимаю следующие  размеры трансформатора : ширина стержня А =20 мм;

 Hс = 2.5 * 20 = 50 мм; c = Hc / m = 50 / 2.5 =20 мм; толщина пакета пластин В = 25 мм.

        Определяю фактическое сечение выбранного сердечника [1]

Qc.ф. = А *В,

где Qс.ф. – фактическое сечение трансформатора, мм

Qс.ф. = 20*  25 = 500 мм

        Определяю ток первичной обмотки по формуле [1]:

I1 = S1 / U1,

где I1 – ток первичной обмотки, А

I1 = 56 / 380 = 0.14 A

        Определяю сечение проводов первичной и вторичной обмоток, исходя из условия плотности тока равной δ = 2.8 А / мм   [1] ,

s1 = I1 / δ,

s2 = I2 / δ,

где        s1 – сечение провода первичной обмотки, мм;

        s2 – сечение провода вторичной обмотки, мм.

        Сечения обмоток трансформатора

s1 = 0.14 / 2.8 = 0.05 мм

s2 = 1 / 2.8 = 0.36 мм

        Принимаю по справочнику [1] для первичной и вторичной обмоток провод марки ПЭВ – 1 (медный провод изолированный одним слоем эмали винифлекса) со следующими данными:

d1 = 0.3 мм

d2= 0.7 мм

где        d1 – диаметр провода первичной обмотки, мм;

        d2 – диаметр провода вторичной обмотки, мм.

        Определяю число витков первичной и вторичной обмоток, приняв магнитную индукцию сердечника Вс = 1.4 Тл. [1]

W1 = U1 *10 / 2.22 *Bc *Qс.ф.,

W1 = 380 * 10 / 2.22 * 1.4 * 500 = 2445 витков

W2 = W1* U2 / U1,

W2 = 2445*  56 / 380 = 360 витков

        С учетом компенсации падения напряжения в проводах число витков вторичных обмоток принимаю:

W2 = 360 * 1.1 = 396 витков

        Проверяю разместится ли обмотка в окне сердечника. Площадь занимаемая первичными и вторичными обмотками, определяется по формуле  [1] :

Qобщ = Qобщ1 + Qобщ2,

Q = dп *W,

где        dп  = 1.1  d – диаметр провода с изоляцией, мм;

        W – число витков обмотки, с учетом компенсации падения напряжения в проводах.

Qобщ = 1.1*  0.3 * 2445 + 1.1 * 0.7  *360 = 479 мм

        Площадь окна находиться по формуле [1] :

Qо = Нс *С,

 Qo = 50*  20 = 1000 мм

        Нахожу отношение расчетной и фактической площади окна сердечника

k = Qобщ / Qo,

где        k – отношение расчетной и фактической площади окна сердечника

k = 479 / 1000 = 0.479

Следовательно, обмотки свободно разместятся в окне, выбранного сердечника трансформатора.

        Выбираю трансформатор ОСМ-0.063УЗ мощностью 63 Вт. [5]

        2.4.2. Расчет и выбор автоматических выключателей

        Выбираю автоматический выключатель QF4 в следующем порядке:

Произвожу расчет и выбор теплового (номинального) расцепителя

Iтр. > 1.1*  К * Iр. ,                                         (2.27)

где        Iтр – ток силового расцепителя, А;

        Iр – расчетный ток протекающий через автомат, А;

        1.1 – поправочный коэффициент означающий, что автоматический выключатель установлен в шкафу;

        К = 1.25 – коэффициент, учитывающий разброс теплового расцепителя.

Находим расчетный ток автомата

Iр = Рл / Uл. ,                                                 (2.28)

где        Рл= 40 Вт – мощность лампы;

        Uл= 24 В – напряжение питания лампы.

Iр = 40 /24 = 1.6 А

Iт.р. ≥ 1.1*  1.25 * 1.6 = 2 А

Iт.р. = 2А

Выбираю автомат АЕ–2036Р с номинальным током автомата Iн.а.=25 А, напряжением U=380 В, номинальным током теплового расцепителя Iт.р.=2 А, пределом регулирования тока уставки расцепителя (0.9 – 1.15)Iн, кратности тока срабатывания электромагнитного расцепителя 12 Iн.  [ 5 ]

Произвожу расчет и выбор электромагнитного расцепителя

Iэ.р. =Iкр.*  К,                                               (2.29)

где        Iкр. – критичный ток, А;

        К = 1.25 – коэффициент учитывающий разброс по току электромагнитного расцепителя.

Iкр. = Iр*  К ,                                                (2.30)

где        Iр = 1.6 А – расчетный ток;

        К = 1.25 – коэффициент кратности тока.

Iк.р. = 1.6 * 1.25 = 2 А

Iэ.р. = 2 * 1.25 = 2.5 А

Проверяем автомат на возможность ложных срабатываний при пуске двигателя (потребителя)

Iэ.р. < I э.р.кат.,

где        I э.р.кат – ток срабатывания электромагнитного расцепителя по каталогу

 I э.р.кат. = 12* Iт.р.,

Iэ.р.кат. = 12 * 2 = 24 А

2.5 < 24 А

Так как I э.р.кат ≥ Iэ.р, то ложных срабатываний при пуске не будет, следовательно автоматический выключатель выбран правильно.

        Выбираю автоматический выключатель QF5 в следующем порядке:

Произвожу расчет и выбор теплового (номинального) расцепителя

Iтр. > 1.1 * К*  Iр. ,

где        Iтр – ток силового расцепителя, А;

        Iр – расчетный ток протекающий через автомат, А;

        1.1 – поправочный коэффициент означающий, что автоматический выключатель установлен в шкафу;

        К = 1.25 – коэффициент, учитывающий разброс теплового расцепителя.

Находим расчетный ток автомата

Iр = 4 * Iп + Iв ,                                            (2.31)

где        Iп= 0.3 А – ток пускателей КК1, КК2, КК3, КК4;

        Iв= 0.3 А – ток реле времени КТ1.

Iр = 4*  0.3 + 0.3 = 1.5 А

Iт.р. ≥ 1.1 * 1.25 * 1.5 = 2 А

Iт.р. = 2А

Выбираю автомат АЕ–2036Р с номинальным током автомата Iн.а.=25 А, напряжением U=380 В, номинальным током теплового расцепителя Iт.р.=2 А, пределом регулирования тока уставки расцепителя (0.9 – 1.15)Iн, кратности тока срабатывания электромагнитного расцепителя 12 Iн.  [ 5 ]

Произвожу расчет и выбор электромагнитного расцепителя

Iэ.р. =Iкр.  *К,

где        Iкр. – критичный ток, А;

        К = 1.25 – коэффициент учитывающий разброс по току электромагнитного расцепителя.

Iкр. = Iв * К + (Iр – Iв) ,                                      (2.32)

где        Iв= 0.3 А – ток реле времени КТ1;

        Iр = 1.5 А – расчетный ток;

        К = 1.25 – коэффициент кратности тока.

Iк.р. = 0.3 * 1.25 + (1.5 – 0.3) = 1.575 А

Iэ.р. = 1.575 * 1.25 = 2 А

Проверяем автомат на возможность ложных срабатываний при пуске двигателя (потребителя)

Iэ.р. < I э.р.кат.,

где        I э.р.кат – ток срабатывания электромагнитного расцепителя по каталогу

 I э.р.кат. = 12 *Iт.р.,

Iэ.р.кат. = 12*  2 = 24 А

2 < 24 А

Так как I э.р.кат ≥ Iэ.р, то ложных срабатываний при пуске не будет, следовательно автоматический выключатель выбран правильно.

        Выбираю автоматический выключатель QF6 в следующем порядке:

Произвожу расчет и выбор теплового (номинального) расцепителя

Iтр. > 1.1*  К  *Iр. ,

где        Iтр – ток силового расцепителя, А;

        Iр – расчетный ток протекающий через автомат, А;

        1.1 – поправочный коэффициент означающий, что автоматический выключатель установлен в шкафу;

        К = 1.25 – коэффициент, учитывающий разброс теплового расцепителя.

Находим расчетный ток автомата

Iр = IHL2 + IHL3 ,                                            (2.33)

где        IHL2= 0.3 А – ток протекающий через лампу HL2;

        IHL3= 0.3 А – ток протекающий через лампу HL3.

Iр = 0.3 + 0.3 = 0.6 А

Iт.р. ≥ 1.1  *1.25 * 0.6 = 0.8 А

Iт.р. = 0.8 А

Выбираю автомат АЕ–2036Р с номинальным током автомата Iн.а.=25 А, напряжением U=380 В, номинальным током теплового расцепителя Iт.р.=0.8 А, пределом регулирования тока уставки расцепителя (0.9 – 1.15)Iн, кратности тока срабатывания электромагнитного расцепителя 12 Iн.  [ 5 ]

Произвожу расчет и выбор электромагнитного расцепителя

Iэ.р. =Iкр. * К,

где        Iкр. – критичный ток, А;

        К = 1.25 – коэффициент учитывающий разброс по току электромагнитного расцепителя.

Iкр. = Iр * К ,

где        Iр = 0.6А – расчетный ток;

        К = 1.25 – коэффициент кратности тока.

Iк.р. = 0.6 * 1.25= 0.75 А

Iэ.р. = 0.75 * 1.25 = 1 А

Проверяем автомат на возможность ложных срабатываний при пуске двигателя (потребителя)

Iэ.р. < I э.р.кат.,

где        I э.р.кат – ток срабатывания электромагнитного расцепителя по каталогу

 I э.р.кат. = 12* Iт.р.,

Iэ.р.кат. = 12 * 0.8 = 9.6 А

1 < 9.6 А

Так как I э.р.кат ≥ Iэ.р, то ложных срабатываний при пуске не будет, следовательно автоматический выключатель выбран правильно.

Основные параметры автоматических выключателей сведены в табл. 3.1

Таблица 3.1

Технические данные автоматических выключателей

        2.4.3. Расчет и выбор предохранителей

        Предохранители применяются для защиты электроустановок от токов короткого замыкания. Защита от перегрузок с их помощью возможно при условии, что защищаемые элементы установки будут выбраны с запасом по току, превышающим примерно на 25 % номинальный ток плавких вставок.

Плавкие вставки предохранителей выдерживают токи на 30...50 % выше номинальных в течении 1 ч и более. При токах, превышающих номинальный ток плавких вставок на 60...100 %, последние плавятся за время, менее 1 ч. Наиболее распространенными предохранителями, применяемыми для защиты электроустановок напряжением до 1000 В, являются: ПР2 — предохранитель разборный; НПН — насыпной предохранитель неразборный; ПН2 — предохранитель насыпной разборный. Основные типы предохранителей рассчитаны на номинальные токи 15...1000 А.

Плавкие предохранители делят на инерционные (с большой тепловой инерцией, т.е. способные выдерживать значительные кратковременные перегрузки) и безынерционные(с малой тепловой инерцией, т.е. с ограниченной способностью к перегрузкам). К первым относятся все установочные предохранители с винтовой резьбой и свинцовым токопроводящим мостиком; ко вторым — трубчатые предохранители со штампованными вставками открытого типа.

Предохранители по сравнению с другими аппаратами защиты (автоматическими выключателями для сетей напряжением до 1000 В)обладают следующими преимуществами: меньшей стоимостью, простотой и надежностью в эксплуатации, большой разрывной способностью, быстродействием и токоограничивающей способностью. К недостаткам предохранителей следует отнести обеспечение ими в основном защиты от токов короткого замыкания и в меньшей степени от токов перегрузок, возможность работы приемников на двух фазах при перегорании одного предохранителя, одноразовость действия.

        Произвожу расчет и выбор предохранителя FU1:

Предохранитель выбирается по току плавкой вставки которая находиться:

Iвст ≥ Iпуск / α,                                            (2.34)

где Iпуск – пусковой ток элементов, входящих в схему, А;

      α = 2.5– поправочный коэффициент.

Iпуск = I′пуск + ∑ Iном,                                     (2.35)

где I′пуск – пусковой ток одновременно пускающихся электромагнитных муфт YC1, YC2, А;

      ∑ Iном–сумма номинальных токов остальных элементов, входящих в схему, А

I′пуск = (1 + 1)  *2.5 = 5 А

Нахожу сумму номинальных токов элементов:

∑ Iном = 1 + 1 + 1 + 0.3 + 1 = 4.3 А

Нахожу пусковой ток элементов:

Iпуск = 5 + 4.3 = 9.3 А

Нахожу плавкую вставку предохранителя:

Iвст = 9.3 / 2.5 = 3.7 А

Выбираю предохранитель ПРС – 6 с плавкой вставкой на 4А.

Выбор и расчет предохранителя FU2 аналогичен.

Основные параметры предохранителей сведены в табл3.2

Таблица 3.2

Технические данные предохранителей

        2.4.4. Расчет и выбор полупроводникового выпрямителя

        Рассчитать выпрямитель – значит правильно выбрать выпрямительные диоды. В преобладающем большинстве случаев в качестве блока питания используют двухполупериодный выпрямитель, диоды которых включены по мостовой схеме.

        Произвожу расчет и выбор полупроводникового выпрямителя VD5 – VD8.

        Исходными данными для расчета выпрямителя служат: требуемое напряжение нагрузки Ud = 29 В и ток Id = 0.7 А.

        Расчет веду в следующей последовательности:

По току нагрузки определяю максимальный ток, текущей через каждый диод выпрямительного моста:

Iд = 0.5 * C * Id,                                             (2.36)

где Id = 0.7 А – ток через диод;

      C = 1.5 – коэффициент зависящий от тока нагрузки.

Iд = 0.5 * 1.5 * 0.7 = 0.5 А

Подсчитываю обратное напряжение, которое будет приложено к каждому диоду выпрямителя:

Uобр = 1.5* Ud,                                            (2.37)

где Uобр – обратное напряжение, В;

      Ud = 29 В – напряжение на нагрузке.

Uобр = 1.5 * 29 = 43.5 В

Выбираю диоды , у которых значение выпрямленного тока и обратного напряжения равны или превышают расчетное.

        Предъявленным требованиям удовлетворяет диод КД202Б.

        2.4.5. Расчет и выбор электромагнитных реле

        В автоматических устройствах широко применяются электромагнитные реле постоянного и переменного тока, которые выполняют функции усиления и передачи сигналов, увеличения количества оперативных цепей, а также различные логические функции. Промышленность выпускает реле постоянного тока серий РЭС, РПН, РКН, РКМ, РКС. Среди реле переменного тока наиболее распространены серии МКУ−48, ПЭ−21, РПТ, РПУ (реле промежуточное универсальное). С внедрением реле серии РП−20, серии логических элементов "Логика И" и герконовых реле будет создан комплекс аппаратуры для монтажа на рейку, что позволит оптимально проектировать современные системы управления объектами.

        Реле переменного тока менее экономичны, чем реле постоянного тока и имеют меньший срок службы. Однако, для их включения не нужны источники постоянного тока.

        Реле постоянного тока выбираются по рабочему току, току срабатывания и потребляемой мощности, с учетом типа и количества контактов и их нагрузочной способности, массы и габаритов.

        Призвожу расчет и выбор электромагнитного реле КV12:

        Пользуясь каталогом выбираю реле РП 21 – 004УХЛ4, сопротивление обмотки Rоб = 340 Ом, напряжение срабатывания Uср = 16 В. [6]

        Определяю ток срабатывания [6]:

Iср = Uср / Rоб,                                             (2.38)

Iср = 16 / 340 = 0.04 A

        Определяю параметры реле:

Нахожу рабочий ток по формуле [6]:

Iр = U / Rоб,                                               (2.39)

где        U – напряжение реле, В

Iр = 24 / 340 = 0.07 А

Определяю коэффициент запаса [4];

Кзап = Iр / Iср,                                             (2.40)

Кзап = 0.04 / 0.07 = 1.7

Как показала практика коэффициент запаса не должен быть меньше 1.5. В данном случае это соблюдается и реле будет срабатывать надежно.

        Определяю мощность потребляемую обмоткой реле [6]:

Pоб = U  / Rоб,                                              (2.41)

Роб = 24 / 340 = 1.69 Вт

Что допустимо для любого режима работы.

        Произвожу расчет и выбор электромагнитного реле КV13:

        Пользуясь каталогом выбираю реле РЭС 22 паспортный номер которого  РС4.523.023 – 07, сопротивление обмотки Rоб = 480 Ом, напряжение срабатывания Uср = 18 В [6].

        Реле РЭС – 22 зачехленное, двухпозиционное, одностабильное, с четырьмя переключающими контактами, предназначено для коммутации электрических цепей постоянного и переменного тока.

        Определяю ток срабатывания [6]:

Iср = Uср / Rоб,

Iср = 18 / 480 = 0.03 A

        Определяю параметры реле:

Нахожу рабочий ток по формуле [6]:

Iр = U / Rоб,

где        U – напряжение реле, В

Iр = 24 / 480 = 0.05 А

Определяю коэффициент запаса [4];

Кзап = Iр / Iср,

Кзап = 0.05 / 0.03 = 1.7

Как показала практика, коэффициент запаса не должен быть меньше 1.5. В данном случае реле будет срабатывать надежно.

        Определяю мощность потребляемую обмоткой реле [6]:

Pоб = U/ Rоб,

Роб = 24 / 480 = 1.2 Вт

Что допустимо для любого режима работы.

        2.4.6.Расчет и выбор проводов в схеме управления

        Рассчитываю провод в цепи полупроводникового выпрямителя VD5 – VD8.

        Сечение проводов и кабелей определяется по двум условиям:

Условие1: по условию нагрева длительным расчетным током

Iдоп. ≥ Iр.,

где        Iдоп. – допустимый ток, проходящий по проводу, А;

        Iр. = 0.7 А – расчетный ток, проходящий по проводу, А.

Iдоп. ≥ 0.7 А

Этому току соответствует сечение 0.5 мм (Iдоп = 11 А).

Условие2: по условию соответствия аппарату защиты

Iдоп. ≥ Кз* Iз,

где        Кз = 1.25 – коэффициент запаса;

        Iз = 4 А – ток аппарата защиты (номинальный ток теплового расцепителя),А.

Iдоп. ≥ 4*  1.25 = 5 А

        Пользуясь таблицей ПУЭ, выбираю провод марки АПВ (провод с алюминиевой жилой в поливинилхлоридной изоляции), сечением 2.5 мм и допустимой токовой нагрузкой 11 А. [4]

3. ОРГАНИЗАЦИОННО – ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

        3.1. Принцип работы электропривода станка

        Схема электрическая принципиальная станка приведена на графическом листе 1.

        Перед началом работы необходимо убедится в том, что все защитные автоматические переключатели включены.

        Вводным автоматическим выключателем QF1 электрооборудование автомата подключается к сети. Подается питание в цепи управления и сигнализации. Загорается сигнальные лампы HL1 — “Электросеть подключена”, HL2 — “Автомат отключен”, HL3 — “Двигатель насоса смазки отключен”. Через размыкающий контакт КМ1 выдается сигнал на управляющие электроды тиристоров VS5, VS6, включаются муфты YC1, YC2 — вал электродвигателя М1 заторможен. Кнопкой SB2 включается магнитные пускатели КМ1 – КМ3 (если в момент пуска конечный выключатель SQ6 был нажат , то кнопку следует удержать нажатой   1 – 2 с.).

        Отключаются лампы HL2, HL3 и электромагнитные муфты YC1,         YC2.Подключается к сети электродвигатели главного привода М1, привода насоса охлаждения М3, привода насоса смазки М4.Привод вспомогательного вала М2 включается кнопкой SB4 в толчковом режиме и SB6 в длительном режиме. При  возрастании давления в системе смазки срабатывает реле давления  SР1. Магнитные пускатели КМ1 – КМ3 становятся на самоблокировку. Включается реле времени КТ1, которое управляет электромагнитом YA1 гидрораспределителя подачи масла к тупиковым точкам смазки. Оно выдает сигналы в цепь реле КV9 длительностью 0.1 ... 1 ч. через паузы 0.1 ... 10 ч.. Реле КV9 периодически включается на 3 ... 4 с. разрядным током конденсатора С 18 при сигнале с КТ1. Одновременно включается электромагнит YA1, происходит смазка тупиковых точек. Длительность импульса реле КТ1 настраивается на 0.1 ч., длительность паузы 1 – 2 ч..

        Включение электромагнитных муфт и дополнительных устройств происходит через командоаппарат и наладочный пульт. Автомат останавливается кнопкой SB1 “Стоп”, расположенный на портале или SB5 на наладочном пульте. При этом отключаются магнитные пускатели КМ1 – КМ3, замыкающие контакты которых отключают электродвигатели М1 - М5, а также разрывают цепь питания электромагнитных муфт YC3 - YC6. Включение двигателя М2 происходит с конденсаторным торможением, что исключает выбег вспомогательного и распределительного валов.

        В наладочном режиме муфта YC6 ускоренного вращения распределительного вала включается кнопкой SB4 или SB6 при установке тумблеров SA20 – SA27 во включенное положение “ 1 “. При переходе на автоматический режим тумблера SA20 – SA27 установить согласно заданной программе. На правой панели наладочного пульта расположены следующие аппараты:

 – кнопка аварийной остановки SB5;

 – переключатель SA1 для изменения направления вращения двигателя М1, и установки “перевернутого” диапазона скоростей шпинделя, т.е. 4 правых и 2 левых скорости. Обычное положение SA1 в позиции 4 левых и 2 правых скорости;

 – кнопка SB3 для регулировки и настройки узла смазки, нажатием на кнопку включается магнитный пускатель КМ3. если он не был включен ранее, электромагнит распределителя YA1 на время удержания кнопки;

 – переключатель SA3 для отключения двигателя охлаждения М3;

 – переключатель SA2 для переключения скоростей главного привода;

 – счетчик циклов РС, сигналы на которых выдаются с микропереключателя SВ9 от ригеля распределительного вала.

        Схема командоаппарата представляет собой устройство с двумя входами, осуществляемыми микропереключателями SВ7, SВ8 и восемью последовательными выходами, реализуемые дистанционными переключателями, что соответствует числу команд в цикле. Выдача команд сигнализируется зажиганием светодиодов HL1 – HL8 на наладочном пульте. Электромагнитный поляризованный дистанционный переключатель имеет два переключающих контакта, состояние которых меняется подачей напряжения в управляющие катушки. Включающие катушки обозначены КV1.2 – КV8.2, а отключающие – КV1.1 – КV8.1.

        При снятии напряжения с катушек переключатель остается в заданном положении. Команды с микропереключателей SВ7 и SВ8 выдаются от ригелей распределительного вала, которые устанавливаются по заданной программе работы автомата, SВ7 и SВ8 должны срабатывать поочередно. Последовательное многократное нажатие на один и тот же микропереключатель не реализуется в новую команду на выходе. От SВ7 сигналы появляются на выводе 116 только при освобождении SВ8. Происходит включение одного из четных переключателей: 2, 4, 6, 8. При нажатии  SВ8 прерываются сигналы SВ7 и выдаются на 117 вывод. Происходит включение одного из нечетных переключателей: 1, 3, 5, 7.

        При первоначальном пуске (эта операция производится изготовителем) один из дистанциионных переключателей ставится во включенное положение подачей напряжения непосредственно от источника тока на одну из катушек КV1.1 – КV8.1. При этом необходимо соблюдать полярность. Например, подачей напряжения на катушку КV1.2 включается первый переключатель. Выдается первая команда через контакт 102 – 141, загорается светодиод HL 4.

        При нажатии на микропереключатель SВ7 подается напряжение на катушку КV2.2; включается второй переключатель. Через его контакт 102 – 142 подается напряжение на отключающую катушку КV1.1. Отключится первый переключатель, снимается первая команда и выдается вторая команда. Светодиод HL4 гаснет и загорается светодиод HL5. Дальнейшее действие схемы аналогично выше изложенному. При каждой команде от SВ7 и SВ8 происходит последовательное срабатывание переключателей и последовательная смена команд на выходе схемы (выводы 141 - 148). После срабатывания восьмого переключателя снова включается первый RC - цепочки (R11 – R18, С1 – С8) обеспечивают небольшую задержку на срабатывание отключающих катушек КV1.1 – КV8.1 для обеспечения надежного сигнала на включающие катушки КV1.2 – КV8.2.Выдаваемые команды преобразуются в заранее программируемый режим работы станка через наладочный пульт.

        Многопозиционными переключателями SA4 – SA11 производится выбор скорости шпинделя согласно таблице на панели пульта. При установке переключателей в положение 8 – 10 и 0 все муфты YC1 – YC5 отключены, что соответствует режиму “освобождение шпинделя при включенном электродвигателе”. Переключателями SA12 – SA19 производится включение муфты YC6 – ускоренного вращения распределительного вала.

        Переключателями SA20 – S24  включается реле КV12, магнитный пускатель КМ4 и двигатель привода дополнительных устройств М5. Коммутация муфт YC1 – YC6 и реле КV12 осуществляется тиристорами VS5 – VS11. Отпирание тиристоров происходит при подаче положительного сигнала на управляющий электрод, запирание - при снятии сигнала. Конденсаторы С11 - С16 способствуют быстрейшему затуханию тока при разрыве цепи питания муфт тиристорами.

        Для обеспечения быстродействия и надежности срабатывания электромагнитных муфт в схеме предусмотрено форсированное включение их от командоаппарата. Это достигается воздействием на муфты повышенным напряжением при переключении скоростей. При подаче команд от SВ7 и SВ8 зарядным током конденсаторов С9 или С10 включаются реле КV10 или КV11. Запирается диодно-тиристорный мост UD1; UD2; VS1; VS2 на муфтах отсутствует напряжение питания, тиристоры VS5 – VS11 заперты. Одновременно происходит заряд емкости С17. После заряда емкости С9 или С10 реле КV10 или КV11 отключаются. Происходит разряд емкости С17 на катушку реле КV13. Реле кратковременно (≈0.2 с.) включается. Открывается управляемый диодно-тиристорный мост UD53; UD54; VS3; VS4. На муфты выдается импульс форсированного напряжения (42 – 46В) . При отключении реле КV10 , КV11 восстанавливается работа управляемого моста VS1; VS2; UD1; UD2. При снятии форсированного напряжения на муфты подается номинальное напряжение 24В.

        3.2. Подготовка  к включению электрооборудования в работу

        При выполнении наладочных работ даже на одном объекте наладчик имеет дело с самым различным по номенклатуре электрооборудованием. Нередко оборудование поставляется с отклонениями от проекта или в процессе монтажа допускаются ошибки. При транспортировке и хранении в электрооборудовании могут возникнуть дефекты (ослабление креплений и нарушение регулировки, изменение механических характеристик, образование коррозии, нарушение проводимости контактов и снижение характеристик изоляции).

        Начиная работу на объекте, наладчик на основе проектного решения обязан провести тщательный контроль состояния и анализ соответствия проекту каждой единицы механического (имеющего электропривод) и электротехнического оборудования (пусковой аппаратуры – электродвигателю, защитной аппаратуры – нагрузке линии, номинальных данных катушек пускателей, контакторов и электроприводов – номиналам питающей сети и цепей управления, количества размыкающих и замыкающих контактов – схеме управления), особенно в случае отклонения установочного оборудования от проектного. Таким образом, наладчик начинает работу с электрооборудованием с внешнего осмотра установки и всех ее элементов, внутреннего осмотра и проверки механической части аппаратуры, паспортизации установки.

        Цель осмотра и паспортизации – выявление возможных дефектов оборудования как по техническому состоянию и пригодности к эксплуатации, так и по соответствию его технических характеристик проекту и другому оборудованию.

        Чаще всего при наладочных работах встречаются такие общие дефекты оборудования:

        корпуса – повреждение их в процессе транспортировки, хранения и монтажа, неплотности в стыках, дефекты уплотнений, сварных и бытовых соединений и т.п.;

        обмотки – отклонение номинальных данных от проекта, механические повреждения, увлажнение изоляции, нарушение междувитковой изоляции, соединений в обмотках, токопроводах и выводах, несоответствие маркировки и группы соединения требованиям ГОСТа, заводским паспортам и другим сопроводительным документам, превышение допустимых отклонений сопротивления обмоток постоянному току и т.п.;

        устройства переключения обмоток силовых трансформаторов – механические повреждения приводов, отсутствие фиксации привода в соответствующем положении, неправильное соединение отпаек, отсутствие контакта в переключателе;

        магнитопроводы – коррозия и механические повреждения, приводящие к замыканию отдельных листов стали и между собой, засорение вентиляционных каналов (статоров и роторов машин), нарушение зазоров или неплотное прилегание отдельных частей друг к другу (контакторы, пускатели, реле, электромагниты), нарушение изоляции стяжных болтов и их слабая затяжка (у трансформаторов);

        коммутационные аппараты – неудовлетворительная регулировка тяг, привода и контактной системы, размыкающих и замыкающих контактов, отсутствие или неудовлетворительное состояние искрогасительных камер;

        заземляющие устройства –дефекты соединения соединяющих проводников с корпусами оборудования, несоответствие сопротивлению заземляющего устройства требованиям ПУЭ, ПТЭ, инструкций и др.;

         Обнаружение дефектов и организация своевременного устранения – одна из основных задач наладки. Другой задачей является установление соответствия оборудования техническим условиям (ГОСТу, ПУЭ, ПТЭ),проекту и техническим требованиям, оценка пригодности электрооборудования к эксплуатации и наладке его устройств управления, релейной защиты и автоматики.

        Общие дефекты оборудования и требования к нему определяют общую методику их выявления, которая строится на такой последовательности групп проверок, измерений и испытаний:

        измерения и испытания, определяющие состояние изоляции токоведущих частей электрооборудования;

        проверка состояния механической части и магнитной системы;

        измерения и испытания, определяющие состояние токоведущих частей и качество контактных соединений электрооборудования;

        проверка схем электрических соединений;

        проверка, настройка и испытание устройств релейной защиты, управления, сигнализации, автоматики и других вторичных устройств;

        окончательная оценка пригодности к эксплуатации электрооборудования (опробование работы электрооборудования – индивидуальное и комплексное).

        Задачи быстрейшего ввода объектов в эксплуатацию требуют выполнению максимального количества проверок и испытаний в процессе монтажа электрооборудования до его полного окончания, что учитывается при организации наладочных работ. К таким работам относятся: ревизия электрооборудования, различные измерения, определяющие состояние изоляции обмоток и других токоведущих частей электрических машин и аппаратов; измерение сопротивления постоянному току обмоток, контактов и других частей и т.д.

4.ОХРАНА ТРУДА И ПРОТИВОПОЖАРНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ

В большинстве отраслей промышленности научно-технический прогресс сопровождается улучшением условий труда, широким внедрением новых технических средств обеспечения безопасности. Происходит значительное развитие научно-технических и конструкционных работ в области охраны труда. Безопасность персонала при выполнении работ в электрохозяйстве во многом зависит от точности соблюдения установленных правилами порядка действия персонала. Основными мероприятиями по техники безопасности являются мероприятия по профилактике травматизма, т.е. предупреждения несчастных случаев. Это сознание возможности работать на современных машинах и механизмах, которые исключают опасность захвата движущимися или вращающимися частями, а также получения ранений и ушибов.

        При ремонте электрических устройств необходимо строго соблюдать правила техники безопасности. Несоблюдение этих правил может привести к травмам и даже к смертельному исходу.

        Наиболее опасным является возможность поражения током. Нужно помнить, что от 50 до 100 мА опасны для жизни, а свыше 100 мА - смертельными. Токи высокой частоты (50 Гц и выше.) не вызывают электрического удара, но могут причинить вред (ожоги). Кроме того , они вызывают быструю утомляемость и головную боль.

        Опасность поражения возрастает и с ростом напряжения. Относительно безопасным является напряжение до 36 В для сухого помещения без токоведущих полов и свыше 12 В для помещений с повышенной влажностью. Более высокое напряжение может вызвать смертельное поражение.

        Для обеспечения безопасности работы нужно пользоваться электропаяльником на напряжение не более 36 В. При пользовании паяльником с питанием 127 В или 220 В в случае пробоя изоляции можно попасть под опасное для жизни напряжение.

        Перед осмотром электрооборудования станка необходимо полностью отключить станок от питающей сети, выключить вводный автомат - QF1. Защитное заземление и эксплуатацию электрооборудования станка производить в соответствии с требованием соответствующих правил и норм. Для подсоединения защитного заземления на станине станке и электрошкафу имеется имеются специальные винты с табличками. Электросхема станка должна предусматривать нулевую защиту, исключающая самопроизвольное включение станка (его электропривода) при восстановлении внезапно исчезнувшего напряжения. При нажатии на аварийную кнопку “Стоп” все электродвигатели и пусковые устройства должны и при восстановлении напряжения самопроизвольно не включаться. Для питания светильников местного освещения с лампами накаливания должно применяться напряжение не выше 36 В. Электрооборудование станка должно содержаться в порядке и чистоте. Электродвигатели и электроаппаратуру управления должны периодически осматривать и при необходимости очищать от грязи, пыли и масла. При осмотре электродвигателей необходимо производить очистку обмоток от пыли и грязи.

        Не реже двух раз в год проверять состояние подшипников и заменять смазку. Если контакты обгорели или контактные поверхности потемнели от нагрева, то их необходимо слегка зачистить напильником. Во избежание нагрева и окисления контактов последние в включенном состоянии должны быть плотно прижаты.

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. В. И. Дьяков. Типовые расчеты по электрооборудованию. – М.: Высшая школа, 1991.

2. И. П. Копылов. Справочник по электрическим машинам. – Т. 1. М.: Энергоиздат, 1989.

3. И. П. Копылов. Справочник по электрическим машинам. – Т. 2. М.: Энергоиздат, 1989.

4. И. Л. Каганов. Курсовое и дипломное проектирование. – М.: Агропромиздат, 1990.

5. И. Н. Сидоров и др. Трансформаторы бытовой радиоэлектронной аппаратуры. – М.: Радио и связь, 1994.

6. И. Г. Игловский. Справочник по электрическим реле. – M.: Энергоиздат, 1990.

7. “Единая система планово – предупредительного ремонта и рациональной эксплуатации технологического оборудования машиностроительных предприятий” под редакцией М.О. Якобсона изд. Машиностроение 1967.