Методические указания
по организации контрольной работы студентов
по дисциплине «Электрические и электронные аппараты»
Кумертау 2015
Введение
Дисциплина «Электрические и электронные аппараты» относится к дисциплинам базовой (общепрофессиональной) части профессионального цикла. Дисциплина логически и содержательно-методически тесно связана с рядом теоретических дисциплин и практик предшествующего периода обучения: «Физика», «Химия», «Экология», «Высшая математика». Является основой для освоения дисциплин: «Электроэнергетика», «Энергосбережение», «Электрические станции и подстанции».
Цель практических занятий – более прочное и глубокое усвоение студентами теоретических положений курса, а также приобретение ими расчетных и экспериментальных навыков.
Целью написания настоящих методических указаний является следующее: студент должен уметь преломить теоретические знания в практическое их использование.
Издание содержит основные методики расчета ограничения перенапряжения
- методы расчета обеспечения надежной работы электрических систем и оборудования при воздействии на него короткого или кратковременно возникающих перенапряжениях и др
Методические указания дополнены подробными примерами расчетов.
Общие вопросы
Перед выполнением практической работы следует тщательно проработать теоретический материал (изучить соответствующие разделы основной литературы по данной теме), внимательно разобрать приведенный пример расчета. При этом необходимо проанализировать все исходные данные и справочные величины, требуемые для проведения вычислений. Исходные данные для каждой работы приведены в приложении А. Задание выдается индивидуально по вариантам. По всем непонятным вопросам обращаться к преподавателю.
Оформление отчета по практическим работам следует выполнять в строгом соответствии с требованиями СТП.
Отчет по контрольной работе должен содержать:
1) название работы;
2) цель работы;
3) исходные данные;
4) собственный пример расчета по выданным исходным данным;
5) таблицы и электрические схемы, поясняющие или дополняющие расчеты;
6) результаты вычислений;
7) ответы на контрольные вопросы;
8) вывод по работе.
Подготовка к защите отчета по контрольной работе включает в себя изучение теоретического материала по вопросам, представленным в методических указаниях, а также анализ полученных результатов.
Защита контрольной работы проходит в виде коллективного или индивидуального собеседования с преподавателем по заданным вопросам.
КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА
Тема:Расчет магнитного пускателя и теплового реле
Цель работы:
1. Произвести выбор контактора, магнитного пускателя и теплового реле для управления и защиты асинхронного двигателя серии 4А, работающего в продолжительном режиме.Определить основных параметров системы.
2. Составить отчет по контрольной работе
Задание
1. Выбрать по выданным исходным данным приведенные ниже (в таблице 1.1. и приложениям 1,2 и 3) магнитный пускатель (контактор) для управления и защиты асинхронного двигателя типа 4А 132М6У3, работающего в продолжительном режиме по выданным исходным данным приведенные ниже в таблице 1.1 и таблице 1.2.
2. Сделать выводы по контрольной работе, составить отчет.
Пример расчета
Произвести выбор контактора, магнитного пускателя и теплового реле для управления и защиты асинхронного двигателя серии 4А, работающего в продолжительном режиме. Тип двигателя в соответствии с индивидуальным вариантом контрольного задания выбрать из приложения 1. Схема прямого пуска и защиты асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором представлена рис. 1
Рисунок 1- Схема пуска и защиты двигателя
Требуется выбрать магнитный пускатель (контактор) для управления и защиты асинхронного двигателя типа 4А 132М6У3, работающего в продолжительном режиме. Схема прямого пуска и защиты приведена на рис. 1.
По типу двигателя из справочной литературы определим его технические параметры:
- номинальная мощность, P ном – 7,5 кВт;
- коэффициент полезного действия, η ном – 85,5 %;
- коэффициент мощности, cosφ – 0,81;
- номинальное линейное напряжение на обмотке статора, U ном – 380 В;
- коэффициент кратности пускового тока, К I – 6;
- время пуска двигателя, t n – 5 с.
Определим параметры, по которым производится выбор магнитного пускателя:
а) род тока – переменный, частота – 50 Гц;
б) номинальное напряжение – 380В, номинальный ток не должен быть меньше номинального тока двигателя;
в) согласно схеме включения двигателя (рис. 1) аппарат должен иметь не менее трех замыкающихся силовых контактов и одного замыкающегося вспомогательного контакта;
г) категория применения, аппарат должен работать в одной из категорий применения: АС – 3 или АС – 4 (приложение 3);
д) режим работы аппарата – продолжительный с частыми прямыми пусками двигателя.
Для выбора аппарата по основным техническим параметрам необходимо произвести предварительные расчеты номинального и пускового токов двигателя. Определим номинальный ток (действующее значение):
(1)
Пусковой ток (действующее значение):
(2)
Ударный пусковой ток (амплитудное значение):
(3)
1) Выбор магнитного пускателя
Произведем выбор магнитного пускателя по основным техническим параметрам.
Выбираем магнитный пускатель со встроенным тепловым реле по основным техническим параметрам, приведенным в приложении 2 табл.2, для заданного схемного решения (рис.1) – типа ПМЛ 221002.
Проверим возможность работы выбранного аппарата в категориях применения АС – 3 и АС – 4 (Приложение 3).
Согласно данным из приложения 2 табл.2 в категории применения АС – 3 магнитный пускатель должен включать в нормальном режиме коммутации ток:
,
а в режиме редких коммутаций:
.
Оба условия пускателя ПМЛ 221002 выполняются, так как:
В категории применения АС – 4 магнитный пускатель ПМЛ 221002 с номинальным рабочем током 22 А должен отключать в номинальном режиме коммутации ток:
,
который меньше пускового тока двигателя.
В режиме редких коммутаций ток:
,
который выше ударного пускового тока двигателя. Поэтому пускатель ПМЛ 221002 с номинальным током 22 А, может быть пригоден для работы в категории АС-3 и АС – 4, для данной схемы.
Тепловые реле серии РТЛ, встроены в магнитные пускатели имеют регулируемое время срабатывания t СР = (4,5 - 9)с, что приемлемо для заданных условий пуска двигателя: 1,5 t П < t СР < t П.
2) Выбор контактора
Выбираем контактор по основным техническим параметрам, приведенным в приложении 2 табл.3, для заданного схемного решения (рис.1) – типа МК 2-30У3А.
Проверим возможность работы выбранного аппарата в категориях применения АС-3 и АС-4.
Согласно данным из приложения 3 в категории применения АС-3 контактор должен включать в нормальном режиме коммутации ток:
,
а в режиме редких коммутаций:
.
Оба условия контактор МК 2 – 30У3А выполняются, так как:
В категории применении АС – 4 контактор МК 2-30У3А с номинальным рабочим током 25А должен отключать в номинальном режиме коммутации ток:
,
который больше пускового тока двигателя.
В режиме редких коммутаций ток:
,
который также выше ударного пускового тока двигателя. Поэтому контактор МК 2- 30У3А с номинальным током 25 А, пригоден для работы в категории АС-3 и АС – 4, для данной схемы (рис. 1).
Таблица 1.1 исходные данные
| Фамилия | АБВ | ГДЕ | ЖЗИ | КЛМ | НОП | РСТ | УФ | ХЦЧ | ШЩ | ЭЮЯ |
| Двигатель |
Приложение 1
Таблица1-Технические данные асинхронных электродвигателей серии 4А
| Тип | Рном, кВт | η,% | соs φ | Iпуск/Iном | Uном., В | |
| 4A132S4У3 | 7,5 | 87,5 | 0,86 | 7,5 | ||
| 4A132M4У3 | 11,0 | 87,5 | 0,87 | 7,5 | ||
| 4A160S4У3 | 15,0 | 88,5 | 0,88 | 7,0 | ||
| 4A160M4У3 | 18,5 | 89,5 | 0,88 | 7,0 | ||
| 4A180S4У3 | 22,0 | 90,0 | 0,90 | 6,5 | ||
| 4A180M4У3 | 30,0 | 91,0 | 0,89 | 6,5 | ||
| 4A200M4У3 | 37,0 | 91,0 | 0,90 | 7,0 | ||
| 4A200L4У3 | 45,0 | 92,0 | 0,90 | 7,0 | ||
| 4A225M4У3 | 55,0 | 92,5 | 0,90 | 7,0 | ||
| 4A250S4У3 | 75,0 | 93,0 | 0,90 | 7,0 |
Приложение 2
Таблица 2-Технические данные магнитных пускателей серии ПМЕ иПАЕ
Таблица 3-Технические данные контакторов переменного тока
| Тип | Uном,В | Iном,А | Число полюсов | Допустимая частота включения |
| КТ6000 | 380,660 | 100,160,250,400,650,1000 | 2,3,4,5 | |
| КТ7000 | 380,660 | 100,160 | 2,3,4,5 | |
| КВДК 630 | ||||
| КБК | ||||
| КТД121 | До 500 | |||
| КТПВ 600 | До 380 | 63,100,160,250 |
Приложение 3
Категории применения пускателей
Для унификации требований к контактам в стандартах Международной Электротехнической Комиссии (МЭК, международная аббревиатура IEC) произведена классификация категорий применения электрооборудования при работе на постоянном (DC) и переменном (AC) токе.
Категория применения аппарата характеризуется одним или несколькими из следующих условий эксплуатации:
§ током(ми), выраженным(ми) в кратности к номинальному рабочему току;
§ напряжением(ями), выраженным(ми) в кратности к номинальному рабочему напряжению;
§ коэффициентом мощности или постоянной времени;
§ работоспособностью в условиях короткого замыкания;
§ селективностью;
§ прочими условиями эксплуатации в меру их необходимости.
| Род тока | Категория применения | Типичные области применения |
| Переменный | АС-1 | Неиндуктивные или слабоиндуктивные нагрузки, печи сопротивления |
| АС-2 | Двигатели с контактными кольцами: пуск, отключение | |
| АС-3 | Двигатели с короткозамкнутым ротором: пуск, отключение без предварительной остановки1) | |
| АС-4 | Двигатели с короткозамкнутым ротором: пуск, торможение противотоком, повторно-кратковременные включения | |
| АС-5а | Коммутирование разрядных электроламп | |
| АС-5b | Коммутирование ламп накаливания | |
| АС-6а | Коммутирование трансформаторов | |
| АС-6b | Коммутирование батарей конденсаторов | |
| АС-7а3) | Слабоиндуктивные нагрузки бытового и аналогичных назначений | |
| АС-7b3) | Двигательные нагрузки бытового назначения | |
| АС-8а | Управление герметичными двигателями компрессоров холодильников с ручным взводом расцепителей перегрузки2) | |
| АС-8b | Управление герметичными двигателями компрессоров холодильников с автоматическим взводом расцепителей перегрузки2) | |
| Постоянный | DC-1 | Неиндуктивные или слабоиндуктивные нагрузки, печи сопротивления |
| DC-3 | Шунтовые двигатели: пуск, торможение противотоком, повторно-кратковременные включения. Динамическое отключение двигателей постоянного тока | |
| DC-5 | Сериесные двигатели: пуск, торможение противотоком, повторно-кратковременные включения. Динамическое отключение двигателей постоянного тока | |
| DC-6 | Коммутирование ламп накаливания | |
| 1) Категория АС-3 может предусматривать случайные повторно-кратковременные включения или торможение противотоком ограниченной длительности, например при наладке механизма; в эти ограниченные периоды число срабатываний не должно превышать пяти в 1 мин или более 10 за 10 мин. | ||
| 2) Герметичный двигатель компрессора холодильника представляет собой комбинацию компрессора и двигателя, заключенную в одну оболочку, без наружного вала или его уплотнения, причем двигатель работает в холодильнике. |
Список использованных источников
1. Калентионок Е.В. устойчивость электроэнергетических систем.- Минск.; Техноперспектива,2006,-313с.
2. Неклепаев Б.Н., Крючков И.П. Электрическая часть электростанций и подстанций: Справочные материалы для курсового и курсового проектирования: Учеб.пособие для вузов. – 4 изд-е, перераб. и доп. М.: Энергоатомиздат, 1989.
3. Справочник по проектированию электроснабжения / Под ред. Ю.Г. Барыбина и др. М.: Энергоатомиздат, 1990. (Электроустановки промышленных предприятий)
4. Коновалова Л.Л., Рожкова Л.Д. Электроснабжение примышленных приедприятий и установок: Учебное пособие для техникумов – М. Энергоатомиздат, 1989.
5. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей и правила безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей. М.: Энергоатомиздат, 2003.
