7. Проверка выбранного двигателя по перегрузочной способности и пусковому моменту.

Проведем проверку выбранного двигателя по пусковому моменту, так как ДВС имеют повышенное сопротивление трения в момент трогания.

(19)

где: М_{пуск. дв.}=1,4 М_{н. дв.} – пусковой момент двигателя Нм

М_тр.м. – момент трогания машины, Нм

- коэффициент, учитывающий снижение напряжения на зажимах пускаемого двигателя ( =0,7)

265,3 > 204,03 – условие выполняется, следовательно двигатель выбран верно.

Проведем проверку выбранного двигателя по перегрузочной способности:

(20)

где: М_{макс. дв.}=2,4 М_{н. дв.} – максимальный момент двигателя, Нм

М_{макс.р.м.} – максимальный момент рабочей машины, Нм

- коэффициент, учитывающий снижение напряжения на зажимах работающего двигателя на 10% при включении в сеть мощного электродвигателя( =0,9)

629,6 > 233,5 – условие выполняется, следовательно двигатель выбран верно.

8.ОБОСНОВАНИЕ И ОПИСАНИЕ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРИВОДОМ.

Требования к схеме автоматического управления:

1. Управление микропроцессором или ручное —дистанционное и по программе, заданной во времени.

2. Схема должна иметь сигнализацию о режиме работы установки.

3. Отключение вспомогательных двигателей привода жидкостного реостата и насоса подачи топлива производят конечными выключателями.(Так как регулирование частоты вращения осуществляется при помощи частотного преобразователя, то данным пунктом можно пренебречь).

4. Предусматривают защиту двигателей от коротких замыканий и тепловую.

Включение схемы осуществляется посредством автоматического выключателя QF1 и SF1 для цепи управления, одновременно они служат для защиты цепей от коротких замыканий.

1. Автоматический режим.

Для перехода в автоматический режим необходимо выбрать функцию LOC преобразователя частоты Altivar, который обеспечивает автоматический режим работы обкаточно-испытательного стенда. Программа преобразователя настроена следующим образом: при нажатии на кнопку SB2 получает питание катушка магнитного пускателя КМ1, соответственно происходит замыкание его силовых контактов КМ1:1 и блокировочного контакта КМ1:2. Преобразователь получает питание и его блокировочный контакт К1 замыкается. Двигатель М1 запускается и приводит во вращение ДВС Д-50 до заданной скорости 42 рад ∕ с (согласно технологическому процессу), которая регулируется датчиком скорости BV.Двигатель работает на этой скорости 10 минут. Далее происходит автоматическое переключение на 2 заданную скорость вращения 63 рад/с, на которой работает 10 минут.

Аналогично происходит происходят переключения на остальные ступени:

3 заданную скорость вращения 84 рад/с, со временем работы 10 минут.

4 заданную скорость вращения 94,5 рад/с, со временем работы 10 минут. Далее контакт К1 размыкается и разрывает цепь питания магнитного пускателя КМ1 двигатель останавливается. Начинается горячая обкатка.

2 Ручной режим.

Для перехода в ручной режим необходимо выбрать функцию REM преобразователя частоты Altivar. При нажатии на кнопку SB2 получает питание катушка магнитного пускателя КМ1, соответственно происходит замыкание его силовых контактов КМ1:1 и блокировочного контакта КМ1:2. Преобразователь получает питание и его блокировочный контакт К1 замыкается.

Необходимую скорость для 1 ступени холодной обкатки устанавливаем при помощи кнопок SB3-SB5, каждая комбинация которых соответствует определенной заданной скорости.

SB3	1	1	1	0
SB4	1	1	0	1
SB5	0	1	1	1

Так же устанавливать необходимую скорость можно при помощи потенциометра R1, соответствующим положением, следя за показанием на экране прибора.

В схеме предусмотрена аварийная кнопка SB1, которая отключает установку в любой момент технологического процесса. Так же предусмотрен блокировочный контакт К1, который отключит преобразователь при аварийных режимах. Защиту двигателя от аварийных режимов обеспечивает преобразователь частоты.

Рис. 5. Принципиальная электрическая схема управления обкаточно-испытательным стендом

9.ВЫБОР АППАРАТУРЫ УПРАВЛЕНИЯ И ЗАЩИТЫ.

1. Расчет номинального и пускового тока двигателя

(21)

где P_н, U_н, η_н, cosφ_н – номинальные показатели, соответственно мощности, напряжения, КПД, cosφ двигателя.

(22)

где К_п=6,5 – кратность пускового тока.

2. Выбор автоматического выключателя QF1.

Для защиты от токов КЗ и выберем автоматический выключатель серии А37.

(23)

; (24)

(25)

где: U_н.а – номинальное напряжение автомата, В;

I_н,а – номинальный ток автомата , А;

I_раб – рабочий ток двигателя, А;

I_н.э. – ток уставки электромагнитного расцепителя, А.

Выберем автомат АЕ2040М-10Б-54У3А

Автомат для защиты цепи управления SF1 выбираем ВА14-26-14-20У3

Uа=220В, Iа=16А, Iуст=5А, Iэм=12 Iуст.

3. Выбор магнитного пускателя КМ1.

Выберем магнитный пускатель типа ПА.

(26)

(27)

(28)

где: U_н.п – номинальное напряжение пускателя , В;

I_н,п – номинальный ток пускателя , А;

U_кат. – напряжения катушки, В;

;

;

;

Выбираем реверсивный магнитный пускатель ПМЛ-4110У3. Номинальный ток 63 А, нереверсивный. степень зашиты IP54.

4. Выбор кнопок управления [3].

Выберем четыре кнопки КМЕ 5201УХЛ3, номинальный ток 3А, со степенью зашиты, со стороны толкателей IP54, с одним замыкающим контактом для умеренной зоны и одну кнопку КМЕ 5202УХЛ3 с одним размыкающим контактом

5. Выбор потенциометра R1.

Потенциометр предназначен для установления скорости вращения, путем изменения сопротивления.

Выбираем потенциометр ППМФ-ИМ.

6. Выбор преобразователя частоты A1.

Преобразователь частоты выбираем по следующим условиям:

1.По мощности

2.По закону управления. Векторное управление в замкнутой системе.

3.По количеству заданных скоростей- 4 скорости.

4. По типу подключаемой сети, так как у нас ТN-C-S то выбираем преобразователь без дополнительного фильтра ЭМС.

Выбираем преобразователь частоты Altivar 21HU303X

7.Выбор датчика скорости

Выбираем датчик скорости MD-256. Он непосредственно подсоединяется к вращающему валу электродвигателя. 

Датчик скорости MD-256, имеющий высокую разрешающую способность, выдает частотный сигнал пропорциональный скорости вала, обеспечивая точное измерение при малой или изменяющейся скорости вала. Импульсный датчик положения вала предотвращает появление ошибочных сигналов величины скорости вследствие вибрации или колебания вала. 

Технические характеристики

Питание	от +10 до +1 5В пост. тока.
Температура	от -40 до 55 0С
Вход	вращение вала от 0,5 об/мин
Выход	однонаправленный понижающий выход с открытым коллектором  +5В пост. тока, макс. 25 мА (к интегратору)  256 импульсов на оборот  от 2 до 2000 Гц К=1,55

8. В качестве сигнализирующих устройств выбираем светосигнальный индикатор ENR-22 на 230 В.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ УСТРОЙСТВА И МЕСТА РАСПОЛОЖЕНИЯ ПУЛЬТОВ И ШКАФОВ УПРАВЛЕНИЯ, КОНЕЧНЫХ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕЙ.

Обкаточно-испытательный стенд располагается в отдельном помещении ремонтной мастерской.

Электродвигатель, подключенный к сети через силовой шкаф, располагаются в одном помещении. Внутри шкафа располагаются вводный аппарат, автоматический выключатель QF1, при помощи которого силовая цепь и цепь управления присоединяется к питающей сети, так же внутри шкафа располагается магнитный пускатель и автоматический выключатель SF1.На внешнюю сторону дверцы выведены кнопки управления, сигнальная лампа, преобразователь частоты.

Рис.6. Схема расположения электрооборудования в помещении.