Proiect echipamente electrice
Click here to load reader
-
Upload
anca-stefan -
Category
Documents
-
view
2.447 -
download
12
Transcript of Proiect echipamente electrice
UNIVERSITATEA „LUCIAN BLAGA” din SIBIU
FACULTATEA DE INGINERIE HERMANN OBERTH
Proiect echipamente electrice
COORDONATOR : STUDENT:
Conf. Dr. Ing. LIZETA POPESCU Tutelea Dan-Ştefan GR. 331/2, EM
Temă de proiect
Să se dimensioneze o schemă electrică de comandă, pornire, protecţie şi semnalizare, a unui motor electric asincron de uz general, cu rotorul în scurtcircuit, de putere 11 kw (±5%) şi numărul de poli 4.
Schema electrică va realiza o pornire cu limitare a curentului şi cel puţin 3 semnalizări. Comanda se va face cu contactoare de c.c., iar protecţiile vor fi cel puţin la suprasarcină şi scurtcircuit. Schema de comandă va fi alimentată în c.c. prin transformator de separare şi punte redresoare.
Se vor parcurge etapele:
a. Alegerea unei acţionări cu motorul impus, explicarea acesteia, bilanţul energetic şi estimarea randamentului total;
b. Prezentarea caracteristicilor tehnice ale motorului (3 producători);c. Desenarea Schemei Electrice Desfăşurate şi explicarea funcţionării ei;d. Alegerea echipamentelor de forţă (contactoare, siguranţe fuzibile, relee termice şi cabluri de
alimentare);e. Alegerea echipamentelor de comandă şi semnalizare (transformatorul de separare, puntea
redresoare, siguranţele fuzibile, rezistenţele economizatoare, releul de temporizare, butoane, lămpi de semnalizare şi conductoare de alimentare);
f. Determinarea caracteristicii de protecţie temporală şi explicarea ei;Pentru fiecare echipament ales se va preciza metoda (relaţia) de alegere, vor fi alese 3
variante constructive, de la 3 producători diferiţi, şi se vor prezenta caracteristicile lor tehnice.
2
1.Descrierea aplicatiei:
Am ales să folosesc motorul trifazat asincron de uz general, cu rotorul în scurtcircuit, de putere 11 KW pentru acţionarea cutiei de viteze a unui masini de frezat universale FU32. Cu ajutorul maşinii de frezat FU 32 se pot realiza următoarele operaţii:
• Prelucrarea canelurilor prin frezare.
• Prelucrarea canalelor de pana prin frezare
• Prelucrarea roţilor dinţate cilindrice prin frezare.
• Prelucrarea roţilor dinţate conice prin frezare.
• Prelucrarea canalelor prin frezare.
• Prelucrarea suprafeţelor plane cu cap de frezat.
Motorul folosit pentru acţionarea cutiei de viteze este cel al producatorului ABB Group.
Fig1. Masina de frezat FU 32
1.Placa de bază; 2.Consola; 3.Sania transversală; 4.Lampa de iluminat; 5.Arborele principal; 6.Contralagarul; 7.Traversa; 8.Tabloul de comandă; 9.Cutia de viteze; 10.Sania longitudinală; 11.Instalatia electrică.
3
Fig.2 Schema bloc
2. BILANŢUL ENERGETIC ŞI RANDAMENTUL
Randamentul creşte odată cu puterea utilă.
ηtot = ηmotor*ηfulie*ηcv; η motor = 0.88;η masină frezat = 0.85;η fulie = 0.95;ηcv= 0.82;P1=puterea absorbită de la reţea de către motor;P2 = puterea care ajunge la cutia de viteze, fiind transmisă de fulie;P1 =3Uf*If*cosφ =3*230*22.2*0,81 =12.4 Kw;η fulie = P2/Pn motor => 0,95 = P2/11 => P2 = 0.95*11 =10.45 kw;η tot = ηmotor*ηfulie*ηcv* η masină frezat = 0.88*0.95*0.82*0.85= 0.77.
3. ALEGEREA MOTORULUI
Gradele de protectie: IP 55; Forma de montaj: IM-B3; Metodă de răcire: IC 411 Clasa de izolatie: F;
4
Alte caracteristici de protectie:
Altitudinea locului de montare va fi de maxim:1000[m]; Temperatura mediului ambient va fi de maxim:40[0C]; Umiditatea relative a aerului va fi de maxim 80% la 20[0C]; Tratarea suprafeţelor: 2 straturi de vopsea epoxidica ≥ 100μm
3.1 Trei variante de motoare de la 3 producatori diferiţi
Producator: ABB Group
Putere
[kw]
Tipul motorului
Rot/minη
[%]cosφ
In[A]la
230V
In[A]la
400 VIp/In
Mn [Nm]
Mp/Mn Mmax/MnJ= 1/4 GD2
[kgm2]
11
M2BA 160MLA
1459 88.2 0.81 22.2 13.2 6.5 71.9 2.3 2.6 0.068
Producator: Electroprecizia
Putere
[kw]
Tipul motorului
Rot/minη[%]
cosφ
In[A]la
230 V
In[A]la
400 VIp/In
Mn [Nm]
Mp/Mn Mmax/MnJ = 1/4 GD2
[kgm2]
11 MAR 160M 1450 87 0.84 21.7 13.1 8.5 69.4 2 2.2 0.0438
Producator: Bracomotoarelectrice
5
Putere
[kw]
Tipul motorului
Rot/minη%
cosφ
In[A]la
230 V
In[A]la
400 VIp/In
Mn [Nm]
Mp/Mn Mmax/MnJ = 1/4 GD2
[kgm2]
11 BR 132MB4 1460 89.4 0.86 20.8 12.9 7.5 71.99 2.2 2.2 0.041
3.2 Explicarea codului motorului
A B C D, E, F
----------- ------------ ------------------------------- ----------------
M2BA 160 MLA 3 G B A 1 6 2 0 4 1 – A D G
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
A- Tipul motorului C- Codul producatorului B- Marimea motorului D- Tipul prinderii
E-Tensiunea si frecvenţa F-Generare de cod, urmată de coduri variantă
M- motor
BA-carcasă de fontă
3GBA- motor complet închis, cu rama din fontă
4- A= rotorul in colivie de veveriţă (in scurtcircuit)
5,6- H nominal: 16= 160
7- perechi de poli: 2= 2 perechi de poli
8,9,10- număr de ordine: 041
6
11- Tipul prinderii : A= prindere cu talpă
12- Tensiunea si frecvenţa: D= 400V,50Hz
13- Generare de cod: versiunea G
Fig.3 Cotele de gabarit
Tip motor
D GA F E Lmax A B B’ C HD K H M N P S
160 42 45 12 110 584 254 210 254 108 413 14.5 160 300 250 350 19
Toleranţe:
A,B ±0,8 D ISO k6 < Ø 50 mm
ISO m6 > Ø 50 mm F ISO h9 H -0,5 N ISO j6 C ±0,8
3.3 Pornirea stea–triunghi
7
Condiţii:
- UN=UL;
- momentul la pornire de 3 ori mai mic decât momentul nominal la pornire în gol sau cuplă;
- 6 borne statorice;
Se poate efectua la MAS ale căror înfăşurări statorice au accesibile toate cele şase borne având t.e.m. de fază egală cu t.e.m. de linie a reţelei. La joasă tensiune: UL= 0,4 kV; iar la medie tensiune UL = 6 kV .
Majoritatea motoarelor nu permit pornirea prin conectare directă la reţea şi necesită metode speciale de pornire care urmăresc reducerea şocului de curent concomitent cu obţinerea unor parametrii energetici cât mai buni.
Una din metodele cele mai folosite de pornire a motoarelor asincrone cu rotor în scurt circuit este pornirea stea–triunghi. Metoda face parte din grupul metodelor de pornire cu tensiune redusă.
Metoda constă în alimentarea iniţială a motorului la tensiunea de fază prin conectarea în Y a statorului şi comutarea ulterioară pentru tensiunile de linie prin conexiunea în Δ a statorului. Momentul comutaţiei se face când turaţia a atins cel puţin 90% din turaţia nominală.
Pentru sesizarea momentului comutaţiei se poate folosi un tahogenerator sau în cazul sarcinilor constante un releu de temporizare, a cărui reglare se face experimental.
Prin comutarea Y-Δ tensiunile şi curenţii cresc de ori, iar momentul creşte de 3 ori, de aceea metoda se aplică motorului care porneşte în gol sau cu sarcina redusă (motoare cuplate prin cuple elastice
8
Fig.4 Variaţia curentului şi momentului la pornirea stea-triunghi
Conform diagramei prezentate în figura 3 la pornirea stea–triunghi datorită alimentării iniţial a motorului cu tensiunea de fază, curentul de pornire (dar şi momentul de pornire) sunt de trei ori mai mici decât în cazul conectării directe la reţea la tensiunea de linie. Rezultă că această metodă de pornire se redusă sau poate aplica motoarelor cu porniri uşoare (cu sarcină cu cuplaje). Motoarele asincrone cu rotor în scurtcircuit care folosesc pornirea stea–triunghi trebuie să aibă tensiunea nominală egală cu tensiunea de linie a reţelei şi să aibă acces la ambele capete ale bobinelor statorice (şase borne statorice pe cutia de borne).
Comutatoarele stea-triunghi se realizează cu comutatoare tip tambur, sau cu came cu controlere sau comutatoare pachet. Pentru motoare cu puterea mai mare de 1kW sau a căror putere instalată depăşeşte 0,2% din puterea transformatorului de alimentare nu este permisă pornirea prin conectare directă la reţea datorită faptului că, curentul de pornire poate lua valori periculoase pentru motor, pentru mecanismele acţionate şi poate perturba funcţionarea altor consumatori
9
Schema electrică desfăşurată
3.4 Modul de funcţionare al schemei
Alimentarea schemei de comandă, protecţie şi control se face prin transformatorul de separare T (care poate juca şi rol de reducător de tensiune). Protecţia la scurtcircuit în primar a transformatorului se face prin siguranţele fuzibile F6, F7, iar a secundarului prin F8 şi F9; transformatorul poate fi alimentat în primar la tensiunea de fază sau linie. Prezenţa tensiunii de alimentare este semnalizată prin lampa H1. Transformatorul T1 are în primul rând rol de protecţie ne mai permiţând ca pantele mari de curent sau tensiune din instalaţia de forţă să treacă în caz de avarie în instalaţia de comandă, deoarece contactoarele sunt de curent continuu instalaţia de comandă este alimentată printr-o punte redresoare V1, montată în secundul transformatorului şi protejată la scurtcircuit de siguranţele fuzibile F8 şi F9 .
Condensatorul C0 are rol de filtraj; lampa H2 semnalizează prezenţa tensiunilor de comandă – adică a corecta funcţionarea transformatorului şi a diodei redresoare.
Siguranţa fuzibilă F10 asigură protecţia în scurtcircuit a punţii redresoare V1 şi a schemei de comandă.
Butonul S1 este de oprire şi S2 de pornire. La acţionarea butonului de pornire S2(3-5), dacă conexiunea în Δ nu este realizată (k3(3-5) închis), bobina contactorului k2(0-1) va fi alimentată şi prin închiderea contactorului de forţă (RA SB TC) se realizează conexiunea Y a statorului.
Iniţial k2(3-5) este normal închis şi şuntează rezistenţa economizatoare R1 astfel încât la acţionarea curentului prin electromagnet este mare şi deci acţionarea rapidă şi sigură. După acţionarea lui k2, k2(3-5) se deschide introducând în circuitul bobinei contactul k2 rezistenţa economizatoare R1. Această rezistenţă are rolul de a limita curentul prin electromagnetul de acţionare în poziţie închisă la o valoare de ≈10%In suficientă pentru a menţine atrasă armatura electromagnetului şi care reduce solicitarea termică a bobinei de excitaţie.
Odată cu acţionarea lui k2 se închide şi k2(2-4) care alimentează bobina contactorului k2(0-1). Dacă conectarea contactorului principal s-a realizat k1(0-1), atunci k1(2-4) memorează comanda de pornire a lui S2.
Contactorul principal k1 se automenţine prin k1(6-8).
Rezistenţa economizatroare R2 a contactorului k1 este comandată prin k1(3-5) .
După acţionarea lui k1 prin k1(2-4) este alimentată bobina reală de temperatură k4T(0-1); după trecerea temperaturii (timp prestabilit), se închide k4T(2-4), alimentarea bobinei cu k3(0-1); k3(3-5) va declupla pe k2, iar k3(2-4) va automenţine contactul k3. Automatizarea este posibilă doar dacă k2 a fost dezactivat, adică dacă k2(7-9) a revenit în poziţia închisă (interblocaj).
Rezistenţa economizatoare R3 este şuntată şi introdusă în circuit de k3(7-9), iar funcţionarea în conexiune Y este semnalizată de lampa H3(0-1) şi în Δ de H4(0-1).
10
După acţionarea lui k4T prin k4T(3-5) el se autodezactivează.
Oprirea voită a motorului se face de la butonul S1, iar în caz de suprasarcină, în funcţie de mărimea ei, acţionează temporizat protecţia termică F4 sau instantaneu blocul de protecţie elec-tromagnetică F5 (releu maximal de curent), ce poate acţiona asupra contactului său normal închis F5(7-9), deschizând contactul lor normal deschis înseriat cu bobina contactorului, ceea ce conduce la deconectarea motorului de la reţea. În caz de scurtcircuit acţionează în timpul cel mai scurt siguranţele fuzibile, montate în amonte de contactor, întrerupând alimentarea motorului.
Protecţia la scăderea tensiunii este asigurată de însăşi bobina contactorului care dezvoltă o forţă activă mai mică decât forţa rezistentă de îndată ce tensiunea de alimentare scade sub ≈ 70% din valoarea nominală, astfel contactele contactorului se deschid şi deconectează motorul de la reţea.
Protecţia la scurtcircuit prin siguranţe fuzibile asigură rapiditatea necesară, iar caracteristica releului termobimetalic (puternic dependentă) permite ca la pornire Ip=5÷8In protecţia să nu acţioneze (de aceea siguranţele fuzibile acţionează de la 10÷15In).
Fig. 5 Caracteristica de protecţie
1 - caracteristica releului termobimetalic dependentă;
2 - caracteristica releului electromagnetic;
3 - caracteristica siguranţei fuzibilă dependentă;
4 - caracteristica de stabilitate termică a motorului;
11
4. Alegerea echipamentelor de forţă
4.1 Întrerupătorul principal
Ca şi întrerupător principal am ales un întrerupător tetrapolar capsulat de 100 A, mai jos am prezentat caracteristicile a 3 astfel de întrerupătoare de la 3 producători diferiţii:
Producător ABB
Caracteristici generale:
Tipul MS100;
Temperatura mediului ambiant: -25 ... +80°C;
Umiditatea relativă: 50% la 40°C sau 90% la 20°C;
Mediul ambiant: fără pericole de explozii, fără praf, ceaţă, ploaie, ulei, fum, zăpada, deci în medii specifice halelor industriale;
Altitudinea maximă:2000m;
Anduranţă mecanică: 107 acţionări;
Grad de protecţie: IP20;
Caracteristici electrice:
Tensiunea nominală de utilizare: 400Vc.a.;
Tensiunea nominală de izolare: 660Vc.a.;
Curentul termic convenţional in aer liber: 100A;
Curentul nominal de utilizare: 100A;
Frecvenţa nominală: 50Hz;
Anduranţă electrică: 106 acţionări
12
Producător Electrocontact Botoşani
Caracteristici generale:
Tipul 1303;
Temperatura mediului ambiant: -30 ... +40°C;
Standard de referinţă:SR EN 60947-1, SR EN 60947-3+A1;
Domeniul de utilizare:Se utilizează la conectarea şi deconectarea instalaţiilor electrice de joasă tensiune;
Umiditatea relativă: 50% la 40°C sau 90% la 20°C;
Mediul ambiant: fără pericole de explozii, fără praf, ceaţă, ploaie, ulei, fum, zăpada, deci în medii specifice halelor industriale;
Altitudinea maximă:2000m;
Grad de protecţie: IP20;
Anduranţă mecanică: 105 acţionări;
Caracteristici electrice:
Tensiunea nominală de utilizare: 400Vc.a.; Tensiunea nominală de izolare: 660Vc.a.;
Curentul termic convenţional in aer liber: 100A;
Curentul nominal de utilizare: 100A;
Frecvenţa nominală: 50Hz;
Anduranţă electrică: 104 acţionări
Producător Moeller
Caracteristici generale:
Tipul PKZM16;
Temperatura mediului ambiant: -25 ... +80°C;
Standard de referinţă: IEC/EN 60947, VDE 0660, UL 508, CSA C 22.2 No. 14;
13
Umiditatea relativă: 50% la 40°C sau 90% la 20°C;
Mediul ambiant: fără pericole de explozii, fără praf, ceaţă, ploaie, ulei, fum, zăpada, deci în medii specifice halelor industriale;
Altitudinea maximă:2000m;
Anduranţă mecanică: 106 acţionări;
Grad de protecţie: IP20;
Caracteristici electrice:
Tensiunea nominală de utilizare: 400Vc.a.;
Tensiunea nominală de izolare: 660Vc.a.;
Curentul termic convenţional in aer liber: 100A;
Curentul nominal de utilizare: 100A;
Frecvenţa nominală: 50Hz;
Anduranţă electrică: 106 acţionări
Fig.6 Cote de gabarit
14
4.2 Contactoare
Contactorul electromagnetic este definit ca un aparat de comutaţie electromecanică, acţionat altfel decât manual (de un electromagnet la joasă tensiune), cu o singură poziţie de repaus, capabil să stabilească, să suporte şi să întrerupă curenţi nominali şi curenţi mai mari decât cei nominali, dar care apar în mod normal (nu curenţi de scurtcircuit). Este destinat în vederea efectuării unui mare număr de comutaţii în sarcină (105 – 106) şi unui număr şi mai mare de comutaţii fără sarcină (107).
Contactoarele sunt aparate de comutaţie care pot realiza operaţiile de închidere, deschidere şi
comutare a unor circuite ca urmare a unei comenzi date de un releu, de un traductor sau de
operatorul uman, la anumiţi parametri electrici prestabiliţi. Ele pot fi acţionate de un
operator, prin utilizarea unui buton de comandă montat în apropierea aparatului sau de la
distanţă.
IK≥1.1*InM=1.1*22.2=24.42 [A]
Se alege din STAS contactoare din clasa AC3. Acest tip de contactor se foloseşte pentru pornirea motoarelor în scurtcircuit şi la oprirea acestora în plin mers. Pentru motorul ales, avem curentul nominal la 400V de 22.2 A, conform stasului trebuie sa alegem un contactor cu IK≥24.42 A. Astfel am ales următorii 3 producătorii de contactoare:
Producător Moeller:
Caracteristici generale:
Tipul DILM 32-10.; Capacitatea mecanică: 5000 manevre/h; Altitudine: maxim 3000m; Rezistenţa la şoc: 10GN Grad de protecţie: IP00 Condiţii normale de funcţionare:
- Umiditatea relativă a aerului: max. 50% la +40; - În mediu fără pulberi, gaze corozive, vapori;
Temperatura ambianta:- deschis: - 25800C- in carcasă: - 25400C- depozitare: - 40800C
Caracteristici electrice:
15
Curentul de serviciu 32 A; Tensiune nominală: maxim 690Vc.a.; Tensiunea bobină 24V; Puterea consumată de bobină: 12W la 24 V; P(la 400V) = 15kw; Număr de poli: 3 Limita de frecvenţă: 25400Hz Numar de comutaţii: 107
Curentul accidental admisibil (de scurtă durată): - 1s – 900A- 10s – 520A- 1 min – 260A- 10 min – 110A
Acest contactor are ataşat si un releu termic de tipul: ZB32-38, curent de reglaj: 25÷32 A
Producător ABB:
Caracteristici generale:
Tipul A 30; Capacitatea mecanică: 750 manevre/h; Altitudine: maxim 2000m; Rezistenţa la şoc: 10GN Grad de protecţie: IP20 Clasa de izolaţie a bobinei: A Condiţii normale de funcţionare:
- Temperatura mediului ambiant: -15…+40 0C- Umiditatea relativă a aerului: max. 50% la +40- În mediu fără pulberi, gaze corozive, vapori
16
107
36
46
(20)104
74
(15)
48 24
2xΦ
45
69,5
Φ4,
5 48
123
Fig.7 Cote de gabarit
Caracteristici electrice:
Curentul de serviciu 32 A; Tensiune nominală: maxim 690Vc.a.; Tensiunea bobină 24V; Puterea consumată de bobină: 16W la 24 V; P(la 400V) = 15kw; Număr de poli: 3 Curent termic convenţional al contactelor auxiliare: 10 A Limita de frecvenţă: 25400Hz Numar de comutaţii: 107
Acest contactor are ataşat si un releu termic de tipul: TA 42 DU 32, curent de reglaj: 20÷32 A
Fig. 8 Cote de gabarit
Producător Ganzkk:
Caracteristici generale:
Tipul DIL-K11; Durata mecanică: 3*107 comutaţii; Capacitatea mecanică: 650 manevre/h; Altitudine: maxim 2000m; Rezistenţa la şoc: 10GN Grad de protecţie: IP20 Clasa de izolaţie a bobinei: A Condiţii normale de funcţionare:
17
- Temperatura mediului ambiant: -15…+40 0C- Umiditatea relativă a aerului: max. 50% la +40- În mediu fără pulberi, gaze corozive, vapori
Caracteristici electrice:
Curentul de serviciu 32 A; Tensiune nominală: maxim 690Vc.a.; Tensiunea bobină 24V; Puterea consumată de bobină: 14W la 24 V; P(la 400V) = 15kw; Număr de poli: 3 Curent termic convenţional al contactelor auxiliare: 16 A Limita de frecvenţă: 25400Hz Numar de comutaţii: 106
Curentul limită de scurtă durată: - 1s – 400A- 5s – 280A
Acest contactor are ataşat si un releu termic de tipul: H0-2K, cu următoarele caracteristicii:
Tensiunea nominalã de izolaþie: 500 V;
Pierderi în cãile principale de curenţi: 4 VA;
Clasa de declanşare: 10;
Frecvenþa de conectare: 15 conectării/oră;
Curentul de reglaj: 21,5÷32 A;
Grad de protecţie: IP 20;
18
Fig. 9 Cotele de gabarit
Locul dimensiunii Simbol DIL-K11 [mm]
Înãlþimea contactorului
H1 85
Contactor + releu termic
H2 120
Contactor + bloc auxiliar
B 69
4.3 Releu electromagnetic maximal de curent
Imc=Ip/In*1,1*Inm=6.5*1.1*22.2=158,73[A]
Producător Schneider electric:
Caracteristici generale:
Tipul SSR PCDS; Durata mecanică: 106 comutaţii; Altitudine: maxim 2000m;
19
Grad de protecţie: IP20; Grad de protecţie pentru borne: IP00; Condiţii normale de funcţionare:
- Temperatura mediului ambiant: -20…+80 0C;- Umiditatea relativă a aerului: max. 80% la +20;- Medii lipsite de praf, pulberi conducătoare electric sau substanţe active din punct de vedere chimic;
Caracteristici electrice:
Curent de serviciu: 160 A;
Curent limită termic: maxim 550 A;
Curent de reglaj: 50-180 A;
Consumul: 140 VA;
Rezistenţa la izolaţie: minim 50 M;
Coeficient de revenire: minim 0,85;
Eroare de indicare: ±5%;
Timp de acţionare: 0,025 s;
Anduranţă electrică: 104 acţionări;
Fig.10 Cote de gabarit
20
Producător Relpol:
Caracteristici generale:
Tipul RSR; Durata mecanică: 105 comutaţii; Altitudine: maxim 2000m; Grad de protecţie: IP20; Grad de protecţie pentru borne: IP00; Condiţii normale de funcţionare:
- Temperatura mediului ambiant: -20…+80 0C;- Umiditatea relativă a aerului: max. 80% la +20;- Medii lipsite de praf, pulberi conducătoare electric sau substanţe active din punct de vedere chimic;
Caracteristici electrice:
Curent de serviciu: 160 A;
Curent limită termic: maxim 500 A;
Curent de reglaj: 60-170 A;
Consumul: 140 VA;
Rezistenţa la izolaţie: minim 20 M;
Coeficient de revenire: minim 0,85;
Eroare de indicare: ±5%;
Timp de acţionare: 0,025 s;
21
Fig.11 Cote de gabarit
Producător S.c. Ee Test S.a.:
Caracteristici generale:
Tipul RE08; Durata mecanică: 105 comutaţii; Altitudine: maxim 2000m; Grad de protecţie: IP20; Grad de protecţie pentru borne: IP00; Condiţii normale de funcţionare:
- Temperatura mediului ambiant: -20…+80 0C;- Umiditatea relativă a aerului: max. 90% la +15;- Medii lipsite de praf, pulberi conducătoare electric sau substanţe active din punct de vedere chimic;
Caracteristici electrice:
Curent de serviciu: 160 A;
Curent limită termic: maxim 500 A;
Curent de reglaj: 40-160 A;
Consumul: 140 VA;
Rezistenţa la izolaţie: minim 25 M;
22
Coeficient de revenire: minim 0,85;
Eroare de indicare: ±5%;
Timp de acţionare: 0,025 s;
Anduranţă electrică: 104 acţionări.
4.4 Siguranţe fuzibile
Isf=1,1*10*Ip/In*1/√3*Inm=1,1*10*6.5*1/√3*22,2= 922 A
Producător electrogrupaparataj:
Caracteristici:
Standarde:IEC 60269-1; IEC 60269-4; VDE 0636-23; Grupa:3
Clasa de izolaţie: C - conf.VDE 0110;
MPR 630 A
Capacitatea de rupere:100KA;
CosF=0,2;
Caracteristica de declanşare gL-gG;
Tensiune nominala 500 V / 50 Hz;
Materiale:
- Contacte: Cupru argintat
- Şuruburi: Oţel zincat
- Baza: Porţelan
23
Fig.12 Siguranţă fuzibilă MPR 630 A
Producător Comtec-int:
Caracteristici:
Conform normelor EN-60269; Tip: MF0006-20793 Grupa:3
Materiale anticorozive acoperite cu argint;
MPR 630 A
Capacitatea de rupere:120KA;
Caracteristica de declanşare gL-gG;
Tensiune nominala 500 Vc.a;
Fig.13 Siguranţă fuzibilă MPR 630 A
Producător Agerom:
Caracteristici:
Conform normelor SREN 60439; Tip: MH1 Grupa:3
Materiale anticorozive acoperite cu argint;
MPR 630 A
24
Capacitatea de rupere:100KA;
Caracteristica de declanşare gM-gG;
Tensiune nominala 500 Vc.a;
Fig.14 Siguranţă fuzibilă MPR 630 A
4.5 Cabluri
Pentru alimentarea motorului am ales, cablu de Cupru: MYYM 4x4 (cablu de uz general, cu izolaţie şi manta de PVC, liţat):
Negru - alimentarea panoului de coamdă al motoruluiGalben+Verde pământarea
Producător RCB Electro:
Date tehnice:
Tensiunea nominală: Uo/U=300/500 V;
Temperatura minimă a cablului la montaj: +5°C;
Temperatura minimă a cablului in exploatare: -10°C;
Temperatura maximă a conductorului in timpul exploatării: +70°C;
Condiţii de încercare: 2 KV, 50 Hz, 5 minut;
25
Producător Iproeb Bistriţa:
Date tehnice:
Tensiunea nominală: Uo/U=300/500 V;
Temperatura minimă a cablului la montaj: +5°C;
Temperatura minimă a cablului in exploatare: -10°C;
Temperatura maximă a conductorului in timpul exploatării: +70°C;
Condiţii de încercare: 2 KV, 50 Hz, 5 minute;
Standard de referinţa : SR HD 21.5 S3;
Standard de produs : ST7-2001-IPROEB.
Producător Romcab:
Date tehnice:
Conform SR CEI 60228
Izolaţie de PVC
Înveliş comun
Manta interioară
Armătură din bandă de oţel
Manta exterioară de PVC
Tensiunea de încercare: 3,5 kV, 50 Hz, timp de 5 minute
Temperatura maximă admisă pe conductor în condiţii normale de exploatare: +70 °C;
26
Fig. 15 Cabluri de tip MYYM
5. ALEGEREA ECHIPAMENTELOR DE COMANDĂ ŞI SEMNALIZARE
5.1. Transformatorul de separare
Tensiunea din primarul transformatorului este de 230 V. În secundarul transformatorului se stabileşte în funcţie de locul de utilizare al motorului pentru a putea asigura protecţia utilizatorului uman. Astfel în secundar vom alege 24 V. Pentru a stabili puterea transformatorului este necesar a se vedea consumatorii posibili de energie. Astfel pentru schema noastră transformatorul trebuie să asigure energie pentru 2 contactoare (C1 şi C2), releu de temporizare (d1) şi pentru 4 becuri (4H).
Bilanţul puterilor pentru situaţia cu 4 becuri:
Pc=2*Pki+Pkd+PK4T+4×PH=2*1,2+12+1.8+4*6=40.2
Pkd=12 W;
PK4T= 1.8 W;
PH= 6 W;
Pki=0,1*Pkd=0,1*12=1,2 W;
27
cosφ=0.8;
η=0.8;
S=Pc/(η*cosφ)=40.2/(0.8*0.8)=62.8;
Pentru a asigura puterea necesară consumatorilor alegem conform STAS transformatorul TMAC 63.
Producător Electrotehnica Echipamente Electrice:
Condiţii de funcţionare:- Clasa I / II de protecţie electrică (în funcţie de solicitări ) -implicit clasa I- Grad de poluare P2- prezintă o poluare neconducătoare- Condiţiile generale de mediu în care funcţionează produsul: -25 C +40 C;- Umiditatea medie relativă admisibilă a aerului 80% la 20 C;- Altitudinea maximă în timpul utilizării: 1000m;
- În medii lipsite de substanţe puternic corozive, vapori inflamabili sau explozivi şi fără pulberi conducătoare de electricitate sau alte substanţe active chimic; - Standarde de referinţă:SREN61558-1+A1:2000
Caracteristici tehnice ale transformatorului:
Tensiunea în primar : 230 V;
Tensiunea în secundar: 24 V;
Grad de protecţie: IP 00;
Clasa de izolaţie: E;
Regimul de funcţionare: RC;
Frecvenţa: 50 sau 60 Hz;
Căderea de tensiune secundară de la mersul în gol la mersul în sarcină inductivă la cosf=0,4 nu depăşeşte 5% din valoarea nominală;
Precizia tensiunii secundare la mers în sarcină fată de valoarea nominală este de maximum ±5%.
Miez magnetic executat din tole în manta;
Piese de fixare şi strângere;
Conectori de legătură;
28
Ecran de protecţie între înfăşurări.
Tip
TRAFO
Puterea în regim de durată
(VA)
Puterea maximă admisă în regim de scurtă durată
50 ms (VA)
Cote de gabarit
(mm) Greutate
(Kg)
Cote de montaj
(mm)
cos f =1
cos f =0,4
cos f =0,3
cos f =0,5
cos f =0,7
L B HDesen
e b fA
TMA 63 VA
63 158 160 125 100 120 80 140 Fig.8 4,9 100 63 6
29
Fig.16. Transformatorul TMA 63
Producător Moeller:
Condiţii de funcţionare:
- Condiţiile generale de mediu în care funcţionează produsul: -25 C +40 C;
- Umiditatea medie relativă admisibilă a aerului 80% la 20 C;
- Altitudinea maximă în timpul utilizării: 1000m;
- În medii lipsite de substanţe puternic corozive, vapori inflamabili sau explozivi şi fără pulberi conducătoare de electricitate sau alte substanţe active chimic
- Standarde de referinţă:IEC/EN 61558-2-2,VDE 0570 Part 2-2;
Caracteristici tehnice ale transformatorului:
Tensiunea primară maximă: 660 V;
Tensiunea secundară maximă: 250 V;
Grad de protecţie: IP 00;
Clasa de izolaţie: B;
Greutate:6,8 Kg;
Randament:0,83;
Fig. 17 Transformatorul STN0,63
30
Producător Electrocontact Botoşani
Condiţii de funcţionare:
- Clasa I / II de protecţie electrică (în funcţie de solicitări ) -implicit clasa I- Grad de poluare P2- prezintă o poluare neconducătoare- Condiţiile generale de mediu în care funcţionează produsul: -25 C +40 C;- Umiditatea medie relativă admisibilă a aerului 80% la 20 C;- Altitudinea maximă în timpul utilizării: 1000m;
- În medii lipsite de substanţe puternic corozive, vapori inflamabili sau explozivi şi fără pulberi conducătoare de electricitate sau alte substanţe active chimic;
- Standarde de referinţă:SR EN 60076, STAS 1703-80;
Caracteristici tehnice ale transformatorului:
Tensiunea primară maximă: 660 V;
Tensiunea secundară maximă: 250 V;
Grad de protecţie: IP 00;
Clasa de izolaţie: F;
Regimul de funcţionare: RC;
Execuţie climatică:N2;
Randamentul :0,84;
31
Fig.18 Cote de gabarit
Cote de gabarit
(mm)
Greutate
(Kg)
Cote de montaj
(mm)
A B H Desen a b f
190 140 180 Fig. 8 96 113 8,4
5.2. Puntea redresoare şi condensatorul de filtraj
Curentul mediu redresat este I2N [A]. Tensiunea medie redresată este U2 [V].
I2n=S*η /(U2n *cosφ)=63*0.82/(24*0.8)=2.69 [A]
I1n=S/(U1n*cosφ)=63/(230*0.8)=0.34 [A]
Din toate aceste considerente am ales puntea redresoare 3PM05.
32
Producator: IPRS Bucureşti
Uinv. de vârf repetitivă=50 V
- Curentul nominal ID=3 A
- Curentul direct de vârf de suprasarcină accidentală IFSM=80 A
- Integrala de curent I2.t=24 A2s
Producător Alfa
- Uinv. de vârf repetitivă=50 V
- Curentul nominal ID=3 A
- Curentul direct de vârf de suprasarcină accidentală IFSM=70 A;
Producător Vishay
- Uinv. de vârf repetitivă=50 V;
- Curentul nominal ID= 3 A;
- Curentul direct de vârf de suprasarcină accidentală IFSM=60 A;
Se alege un condensator electrolitic pentru filtraj cu codul EG 35.52 cu următoarele date caracteristice:
Producător IPRS Bucureşti
- capacitate C=10 [pF]
- toleranţa -20% ... +50%
- 0 la 100Hz şi 20oC şi tensiuni mai mari de 100 V
- tensiunea de vârf 1,1.UN=26,4 [V]
- dimensiuni: diametru D=16 [mm]
- lungimea L=31 [mm]
33
Producător Vishay
- capacitate C=10 [pF];
- toleranţa -20% ... +50%
- U=250V;
Producător Chorus
- capacitate C=10 [pF]
- toleranţa -10% ... +40%
- dimensiuni: diametru D=16 [mm]
- lungimea L=31 [mm
- U=250V
5.3 Siguranţe fuzibile
Isf10=1,1*Ks10*I2n*0.86=1,1*2*2.69*0.86= 5.089[A];
I’sf10≥Is10 6≥5.089
Ks10’=I'sf10/(1.1*I2n*0.86)=6/(1.1*2.69*0.86)= 2.357;
Ks89=1.2*K’s10=1.2*2.35=2.83;
Isf89=1.1*Ks89*I2n=1.1*2.83*2.69= 8.37[A];
I’sf89≥Isf89 9≥8.37;
K’s89=I’sf89/(1.1*I2n)=9/(1.1*2.69)=3.04;
Ks67=1.2*K’s89=1.2*3,04=3.64;
Isf67=1.1*Ks67*I1n=1.1*3.64*0,34=1,36[A];
I’sf67≥Isf67 2≥1,36;
K’s67=I’sf67/(1.1*I1n)=2/(1.1*0.34)=5,34;
K’s10<1.2*K’s89<1,2K’s67 2.35<1.2*3.04<1.2*5.34
2.35<3.65<6.04
34
F10 – siguranţă rapidă – 6 A
F8-9 – 9 A
F6-7 –2 A
F10- Siguranţa fuzibilă cu filet mignon de 6 A:
Producător: Syscom
Model/cod produs
Current nominal[A]
Tensiune nominală[V]
CaracteristicaStandarde respectate
FSF06 6 500V gGEN 60269
Producător: Electroaparataj
Fig.19 Siguranţa fuzibilă rapidă
Model/cod produs
Current nominal[A]
Tensiune nominală[V]
CaracteristicaStandarde respectate
D1 6 400V gGEN 60269
Producător: Mivarom
Model/cod produs
Current nominal[A]
Tensiune nominală[V] Caracteristica
Standarde respectate
A6 5Z2 6 500V gG
EN 60269
35
F8-9 Siguranţa fuzibilă cu filet de 9 A
Producător: Syscom
Fig.20 Siguranţa fuzibilă cilindrică
Current nominal[A]
Tensiune nominală[V] Caracteristica
Standarde respectate
9 500V gG
EN 60269
Producător: Electroaparataj
Current nominal[A]
Tensiune nominală[V] Caracteristica
Standarde respectate
9 400V gG
EN 60269
Producător: Mivarom
Current nominal[A]
Tensiune nominală[V] Caracteristica
Standarde respectate
5 400V gG
EN 60269
36
F6-7 Siguranţa fuzibilă cu filet de 2 A
Producător: Syscom
Fig.21 Siguranţa fuzibilă cu filet
Current nominal[A]
Tensiune nominală[V] Caracteristica
Standarde respectate
2 500V gG
EN 60269
Producător: Electroaparataj
Current nominal[A]
Tensiune nominală[V] Caracteristica
Standarde respectate
2 400V gG
EN 60269
Producător: Mivarom
Current nominal[A]
Tensiune nominală[V] Caracteristica
Standarde respectate
2 500V gG
EN 60269
37
5.4 Releul de temporizare
Aceste relee nu au rol de protecţie propiuzis, dar sunt folosite în schemele electrice de protecţie, acţionare şi automatizări alături de aparatele electrice de comutaţie şi protecţie.
Aceste relee determină un semnal în circuitul de ieşire după un anumit interval de timp din momentul aplicării sau întreruperii tensiunii din circuitul lor de intrare.
Există relee de timp cu temporizare la acţionare, care determină un semnal în circuitul de ieşire după un anumit interval de timp (reglabil) din momentul aplicării semnalului de intrare şi relee de timp cu temporizare la revenire, care determină un semnal în circuitul de ieşire după un anumit interval de timp din momentul întreruperii semnalului de intrare.
Producător: Relee Mediaş
Caracteristici generale
Tipul RST-2D
Cod: RS-76090
Temperatura de funcţionare: -250C ÷ +550C
Temperatura de transport: -33÷ +550C
altitudinea maximă 2000m
Presiunea atmosferică: 86÷106 kPa
Umiditatea relativă: max. 80% la +200C
Anduranţă electrică: 5x105 acţionări
Anduranţă mecanică 107 acţionări
grad de protecţie IP40 cu excepţia bornelor care au IP00
Circuitul de comadă
Tensiunea nominală: 24 Vc.c
Consumul de putere: 8W
Puterea absorbită maxim 5 VA
fiabilitatea temporizării 1,5%
38
Temporizarea: 1,5 la 10 s, reglat la 7s
Producător Moeller
Caracteristici generale:
Tip: DILET11-30-A
Variaţia de temperatură: -200C … +600C;
Presiunea atmosferică: 86 … 106 kPa;
Umiditatea relativă: max. 80% la +200C;
Durata de funcţionare: 30x106 acţionări;
Medii lipsite de praf, pulberi conducătoare electric sau substanţe active din punct de vedere chimic;
Grad de protecţie:IP 40;
Circuitul de control:
39
Fig.22 Releu de temporizare
Tensiunea nominală: 24 V
Tensiunea de acţionare: 0,7 la 1,1 din tensiunea nominală
Tensiune de revenire: 0,03Un
Consumul de putere: 1,8 W
Temporizarea: 1,5-30 s, reglat la 7s
Fig. 23 Cote de gabarit
Producător Fuji
Caracteristici generale:
Variaţia de temperatură: -100C … +500C;
Umiditatea relativă: max. 85% la +200C;
Durata de funcţionare: 20x106 acţionări;
Medii lipsite de praf, pulberi conducătoare electric sau substanţe active din punct de vedere chimic;
Grad de protecţie:IP 40;
Circuitul de control:
Tensiunea nominală: 24 V
40
Tensiunea de acţionare: 0,9 la 1,1 din tensiunea nominală
Tensiune de revenire: 0,04Un
Consumul de putere: 2 W
Temporizarea: 2-30 s, reglat la 7s
Fig.24 Releu de timp ST7P-2A13T-ADC
5.5 Rezistenţe economizatoare:
Fig .25 Conectarea rezistenţei economizatoare.
41
Se utilizează următoarele rezistenţe economizatoare:
Producător: Royalohm
Tip Putere nominală
Tensiune maximă de lucru
Tensiune de suprasarcină
Valoare
MGR 200 15W 500 V 1200V 20 KΩ
Aceste rezistenţe au toleranţa de ±5% , valorile fiind indicate prin codul culorilor.
Fig. 26 Cote de degabarit
Producător: Tyco Electronics
Tip Putere Tensiune Tensiune de Valoare
42
nominalămaximă de lucru suprasarcină
HSA10 16W 550 V 1400V 20KΩ
Rezistenţele economizatoare produse de Tyco Electronics sunt prevăzute cu radiator de Aluminiu.
Fig. 27 Cotele degabarit ale rezistenţei economizatoare Tyco Electronics.
Producător: VISHAY
Tip Putere nominală
Tensiune maximă de lucru
Tensiune de suprasarcină
Valoare
VSH10 14W 550 V 1200V 20KΩ
5.6 Butoane şi lampi de semnalizare
Butoanele si lămpile de semnalizare folosite sunt prevăzute cu inel frontal de plastic cu diametrul Φ=22mm, tensiunea de 24 V iar suportul pe care sunt montate fiind din aluminiu.
Butoane:
Producător: Moeller
43
Butonul Start
- cod:M22S-D-W/K10
- culoare verde
- buton plat cu revenire
Butonul STOP
- cod:M22-PV/K01- culoare roşie- buton tip ciupercă cu automenţinere
Producător: Ganz KK
Butonul Start
- cod: V-N-Z-I
- culoare verde
- buton plat cu revenire
Butonul STOP
- cod: G-E- culoare roşie- buton tip ciupercă cu automenţinere- revenire prin rotire
Producător: Oanta
Butonul Start
- culoare verde
- buton plat cu revenire
Butonul STOP
- culoare roşie- buton tip ciupercă cu automenţinere- revenire prin rotire
44
Fig.28 Buton comandă START Fig.29 Buton tip ciupercă STOP
Lămpi de semnalizare :
Pentru partea de semnalizare am folosit lămpi de semnalizare cu led, prevăzute cu inel frontal de plastic cu diametrul Φ=22mm, tensiunea de 24 V iar suportul pe care sunt montate fiind din aluminiu.
- pentru semnalizare tensiune comandă culoare verde- pentru semnalizare stea culoare albă- pentru semnalizare triunghi culoare albă- pentru semnalizare avarie culoare rosie
Producător: Moeller
-Tensiunea de lucru Ue=12÷30Vc.a/c.c
- Curentul absorbit Ie= 8÷15mA
- Puterea consumată Pmax=6 W la 24V
- Durata de viaţă 105 ore
- Grad de protecţie IP 65
Producător: Ganzkk
-Tensiunea de lucru Ue=24 V
- Intensitatea luminoasă 60 cd/m²
- Puterea consumată Pmax=6 W
- Durata de viaţă 105 ore
45
- Grad de protecţie IP 65
Producător: Oanta
-Tensiunea de lucru Ue=24 V
- Curentul absorbit Ie= 12mA
- Puterea consumată Pmax=6 W
- Durata de viaţă 106 ore
- Grad de protecţie IP 66
- Intensitatea luminoasă 50 cd/m²
Fig.30 Lămpi de semnalizare
5.7 Conductori
Pentru partea de comandă am ales conductori de tipul MYf de 1,5 mm2, cablu de uz general, cu izolaţie şi manta de PVC, ce conţine un conductor cu secţiunea de 1,5 mm2.
- Roşu – tensiunea de comandă în c.a
- Albastru – tensiunea de comandă în c.c- Negru – alimentarea transformatorului- Galben+Verde – pământarea transformatorului-
Producător: RCB Electro- Tensiunea de 450 V- Tensiunea de încercare 2,5 KV,50 Hz, timp de 15 minute .- Temperatura minimă a mediului ambiant : la montaj +5 ºС, în exploatare -30 ºС.- Temperatura maximă admisă pe conductor în condiţii normale de exploatare +70
ºС.Producător: Iproeb Bistriţa
- Tensiune nominală 450V.
46
- Tensiunea de încercare în mediu umed 2500V.- Temperatura de funcţionare -25°C...+70°C;- Secţiunea 1,5 mm².
Producător: Romcab- Tensiune nominală 450V.- Tensiunea de încercare în mediu umed 2500V.- Temperatura de funcţionare -25°C...+70°C;- Secţiunea 1,5 mm².
Fig.31 Conductori de tip MYf
Bibliografie
47
http://www05.abb.com
http://www.borgeraquatech.ro
http://inginerie.ulbsibiu.ro/cat.iee/mat/EECursvol2PopescuLizeta.pdf
http://www.agenda-electrica.ro
http://www2.emersonprocess.
http://www.relpol.pl
http://www.comatelectro.com
http://www.iproeb.ro
http://www.global-download.schneider-electric.com
http://www.icpe.ro
http://www.relee.ro
http://www.electrocontact.ro
http://www.ganzkk.ro
http://www.relpol.co.uk
www.rs.ro
www.chint.ro
www.macrofil.ro
www.royalohm.com
48