Pollife.ru

Стройка и ремонт
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как выбрать магнитный пускатель и автоматический выключатель для асинхронного двигателя

Как выбрать магнитный пускатель и автоматический выключатель для асинхронного двигателя

На примерах рассмотрен принцип выброра магнитного пускателя для управления электродвигателем и автоматического выключателя для его защиты от токов короткого замыкания и перегрузки.

Содержание статьи

Для пуска, реверсирования, принудительной остановки противотоком асинхронных электродвигателей электрики используются контакторы и магнитные пускатели. От правильности выбора коммутационной аппаратуры зависит, как и безотказность системы в целом, так и электробезопасность обслуживающего персонала.

Выбор пускателя и избыточным коммутируемым током ведет к большим финансовым затратам, при его коммутации слышны шлепки большей громкости, чем те что издают маленькие пускатели. Недостаточные по коммутируемой мощности пускатели долго не прослужат, будут греться, и подгорать клеммники и контакты. В результате переходное сопротивление контакта будет расти до тех пор, пока контакт не исчезнет полностью, что приведет к преждевременной замене аппарата.

Как выбрать магнитный пускатель и автоматический выключатель для асинхронного двигателя

Автоматические выключатели также должны быть правильно подобраны, особенно при тяжелом пуске двигателя. Слишком чувствительный автомат будет выбивать при пуске, а если он наоборот взят с излишним запасом по току, то в аварийной ситуации может и не отреагировать, что приведет к повреждению кабеля, обмотки двигателя вплоть до возгорания.

Пуск для электродвигателя сопровождается повышенным током в период разгона его до номинальных оборотов, в случае перегрузки и нехватки мощности двигателя для вращения исполнительных механизмов возможно пониженное число оборотов с повышенными токами, в плоть до того, что он вообще не начнет раскручиваться. И наоборот если мощность двигателя избыточна, то потребляемый им ток будет ниже номинального.

Из-за вышеперечисленных причин и появляется необходимость правильного подбора пусковой и защитной аппаратуры в виде магнитных пускателей, контакторов, тепловых реле и автоматических выключателей.

Автоматические выключатели устанавливаются до магнитного пускателя, чтобы в случае необходимости полностью обесточить систему, как силовую цепь, так и цепь управления (питания катушки).

Вместо автоматических выключателей могут использоваться плавкие вставки или предохранители, но в последнее время такие решения встречаются реже, чем раньше. Это усложняет обслуживание и вызывает необходимость иметь в запасе хотя бы комплект предохранителей.

Автоматические выключатели и магнитные пускатели с тепловыми реле

Выбор магнитного пускателя

Магнитные пускатели выпускаются на определенный номинальный ток, из ряда: 6.3 – 10 – 25 – 40 – 63 – 100 – 160 – 250. Интересно, что линейка номиналов пускателей соотвествует золотому сечению. Еще ему соотвествуют стандартные значения сечения проводов. Подробнее об этом смотрите здесь: Какая связь между сечениями проводов и популяцией кроликов

Схемы магнитных пускателей ПМЛ:

Схемы магнитных пускателей ПМЛ

Часто магнитные пускатели разделяют не по токам, а по величинам от 0 до 7, чем больше ток (или величина пускателя) тем больше его габариты и площадь контактов (0 — 6, 3, 1 — 10, 2 — 25, 3 — 40 и т.д.). Опытный электромонтер может отличить по размеру корпуса, конструкции дугогасителя и габаритам контактных площадок примерный коммутируемые ток и напряжение.

Однако если номинальный ток пускателя соответствует току двигателя, это еще не значит, что их можно использовать в паре. Если такое понятие как категория применения, она характеризует режим работы коммутируемой аппаратуры, частоту и условия коммутации. Иначе говоря – это способность переносить пусковые токи. Пусковые токи асинхронного двигателя могут превышать номинальные и в 10 раз, это зависит от условий пуска, напряжения в сети и прочих факторов.

Категории применения обозначаются: «АС-номеркатегории». Сводная таблица величин и категорий применения для магнитных пускателей расположена ниже.

Сводная таблица величин и категорий применения для магнитных пускателей

Из неё нас интересует строка «АС-3 – управления двигателями с короткозамкнутым ротором (пуск, отключение без предварительной остановки)». Из этого очевидно, что коммутационные аппараты с такой категорией созданы для того, что бы включать и отключать электродвигателя. Они выдерживают прямой пуск.

Далее нужно определиться с номинальным током пускателя. Для этого нам нужно знать технические характеристики коммутируемого двигателя, а именно:

cos Ф – коэффициент мощности,

P – мощность двигателя номинальная;

U – рабочее напряжение (коммутируемое);

Тогда номинальный ток пускателя равен:

Для быстрых расчетов иногда применяют другую методику, когда мощность двигателя умножают на 2 и получают номинальный ток (приблизительно).

Далее нужно определить пусковой ток, в справочниках это указывается либо как «k» либо как «Iп/Iн». Это кратность или соотношение пускового тока к номинальному. Показывает, насколько ток в момент пуска превышает номинальную величину.

Пускатель с категорией применения АС-3 может коммутировать ток в 5-7 раз больше чем номинальный, для чего это сказано я покажу при расчетах ниже.

Выбираем пускатель

Допустим, у нас есть асинхронный двигатель с мощностью 2.2 кВт типа 4АМ100L6У3. На его шильдике написано, что кпд 81.0%, коэффициент мощности – 0.73, в интернете я нашел его технические данные, чтобы узнать кратность пускового тока, она оказалась – 5.5

1. Быстрый способ: IН=2.2*2 = 4.4А

2. Сложный способ: IНОМ=2200/(380*0.81*0.73*1.73)=5.6А

Результаты такого расчета дали больший ток.

Теперь считаем пусковой ток: IП=5.6*5.5=30.8А

Подбираем пускатель, с номинальным током более чем 5.6 А, с категорией применения АС-3. В результате обзора рынка, нам подходит пускатель ПМЕ 111 на 10А с тепловым реле.

Пускатель ПМЕ 111

Выбор автоматического выключателя

Автомат может сработать при пуске или затяжном пуске электродвигателя, когда потребляемый ток значительно превышает максимальный. В автоматическом выключателе за защиту отвечают два узла:

1. Электромагнитный расцепитель. Срабатывает при пиковом токе перегрузке. Этот ток зависит от типа автомата.

2. Тепловой расцепитель. Срабатывает при незначительном но длительном превышении номинального тока.

Номинальный ток двигателя у нас 5.6 А, значит нам нужен автомат не меньше этого значения. Типы автоматов куказывают на доустипое превышение по току в пике:

тип D – 10-50 раз.

Виды защитных характеристик автоматических выключателей

Виды защитных характеристик автоматических выключателей

Пример выбора автоматического выключателя

Так как у нас пусковой ток в 5.5 раз больше чем номинальный, это значит что нам подходит автомат типа С и D. Например, автоматический разъединитель EZ9F34306 Schneider Easy9, рассчитан на 6 А и его тип C, позволит выдержать пусковые токи до 60 А.

Но такой автомат будет работать на пределе да и реальная уставка по току может быть ниже 5.5, т.к. тип С находится в пределах 5-10, нужен запас по току хотя бы в 20%.

Поэтому лучше установить автоматический выключатель на тот же ток или немного больший, но типа D, например ИЭК 6-8А ВА47-29

ИЭК ВА47-29

Или на ток 10А с типом C, например PL4-C10/3 Moeller / Eaton

PL4-C10/3

Требования к автомату заключаются в том, чтобы он стабильно выдерживал номинальный ток, и его не выбило при пуске. Если планируется режим работы двигателя с частыми включения и выключениями лучше использовать автомат типа D, он менее чувствителен к всплескам тока.

Приниципы выбора других электрических аппаратов:

Эксплуатация и ремонт электрических аппаратов:

Заключение

Автоматический выключатель нужен для защиты питающего кабеля и дополнительной защиты двигателя, в случае затяжного пуска или заклинивания вала, дополнительно лучше использовать тепловую защиту. Магнитный пускатель должен выдерживать как напряжение, так и ток, который он будет коммутировать.

Электродвигатель должен быть исправен, отсутствовать витковые замыкания, а его вал должен свободно вращаться. В случае пуска двигателя под нагрузкой лучше брать коммутационную аппаратуру с запасом до 2-х раз для уменьшения вероятности преждевременного подгорания контактов и ложных срабатываний автоматического выключателя.

Питающий кабель должен соответствовать номинальному току, с учетом пусковых токов, как и способ соединения кабеля (использование гильз, наконечников, клеммников и прочего). Состояние всех соединений должно быть в норме – отсутствовать окислы, нагар и прочие механические дефекты, которые могут уменьшить площадь прилягания контакта.

Как правильно подобрать и рассчитать автоматический выключатель (простой расчет автомата).

avtomatАвтоматический выключатель — это устройство, обеспечивающее защиту электропроводки и потребителей (электрических приборов) от коротких замыканий и перенагрузки электросети. Бытует ошибочное мнение, что автоматический выключатель обеспечивает защиту электроприборов от неполадок в сети. Это чушь, тут скорее наоборот, автоматический выключатель защищает проводку от самих потребителей, ведь перенагрузку электросети создают сами потребители.

У каждого автоматического выключателя есть свои технические характеристики, но чтобы сделать правильный выбор автоматического выключателя, нужно понимать и учитывать всего три: это номинальный ток, класс автомата и отключающая способность.

Разберем их по порядку.

Номинальный ток In — это сила тока, которую может пропустить через себя автомат. При превышении номинального тока, происходит размыкание контактов автоматического выключателя, вследствие чего обесточивается участок цепи. По стандартам, отключение автоматического выключателя должно происходить при силе тока в 145% от номинального. Самые распространенные автоматы с номинальным током в 6; 10; 16; 20; 25; 32; 40; 50; 63 А.

Класс автомата — это кратковременное значение силы тока, при котором автомат не срабатывает. Что это значит? Существует такое понятие как пусковой ток. Пусковой ток — это ток, который кратковременно потребляет электроприбор при запуске. Пусковой ток может во много раз превосходить номинальный ток прибора. Например, при включении лампочки в 60 Вт, создается пусковой ток в 10-12 раз больше от рабочего. Это значит, что на протяжении нескольких секунд, лампочка будет потреблять не 0.27 А, а 2.7-3.3 А. Для того чтобы компенсировать пусковые токи и используются классы автоматов.

Существуют 3 класса автоматических выключателей:

  1. класс B (превышение пускового тока в 3-5 раз от номинального)
  2. класс C (превышение пускового тока в 5-10 раз от номинального)
  3. класс D (превышение пускового тока в 10-50 раз от номинального)

Самый оптимальный класс для жилых и коммерческих помещений — это C класс.

Отключающая способность — это предельное значение тока короткого замыкания, которое может выдержать автоматический выключатель без потери работоспособности. На нашем рынке распространенны автоматические выключатели с отключающей способностью в 4,5 кА (килоампер). Но в Европе такие автоматы к установке запрещены, там они должны быть минимум в 6 кА. Если посмотреть на практике, то вполне хватает и 4,5 кА, так как в быту ток короткого замыкания редко превышает 1 кА. Если хотите соответствия стандартам, то выбирайте автомат на 6 кА и больше, если хотите по экономней, то автомат на 4,5 кА самое то.

Расчет автоматического выключателя.

Автоматический выключатель можно рассчитывать двумя методами: по силе тока потребителей или по сечению используемой проводки.

Рассмотрим первый способ — расчет автомата по силе тока.

Первым шагом, нужно подсчитать общую мощность, которую нужно повесить на автомат. Для этого суммируем мощность каждого электроприбора. Например, нужно рассчитать автомат на жилую комнату в квартире. В комнате находится компьютер (300 Вт), телевизор (50 Вт), обогреватель (2000 Вт), 3 лампочки (180 Вт) и еще периодически будет включаться пылесос (1500 Вт). Плюсуем все эти мощности и получаем 4030 Вт.

Вторым шагом рассчитываем силу тока по формуле I=P/U
P — общая мощность
U — напряжение в сети

Рассчитываем I=4030/220=18,31 А

Выбираем автомат, округляя значение силы тока в большую сторону. В нашем расчете это автоматический выключатель на 20 А.

Рассмотрим второй метод — подбор автомата по сечению проводки.

Этот метод намного проще предыдущего, так как не нужно производить никаких расчетов, а значения силы тока брать из таблицы (ПУЭ табл.1.3.4 и 1.3.5.)

6.9 Пример расчета и выбора автоматических выключателей

Произвести расчет и выбрать автоматический выключатель для защиты асинхронного электрического двигателя с короткозамкнутым ротором.

− напряжение сети 380/220 В;

− технические характеристики электрического двигателя:

P = 14 кВт, Kп = 5, cos = 0,85, = 0,87, условия пуска тяжелые.

1 Определяем номинальный ток электрического двигателя по формуле (6.6):

.

2 Определяем пусковой ток электродвигателя по формуле (6.12):

.

3 По табл. 6.2 выбираем автоматический выключатель А3110 с номинальным током IА = 30 А.

4 Проверяем выполнение условия (6.5):

.

Условие (6.5) выполняется.

В заключение следует отметить, что автоматы, несмотря на их более высокую стоимость и сложность конструкции, имеют ряд преимуществ перед плавкими предохранителями. Они более удобны в эксплуатации, надежны и безопасны для обслуживающего персонала. Автоматы всегда готовы к быстрому повторному включению, обладают многократностью действия, обеспечивают одновременное отключение всех фаз поврежденной цепи, не допуская неполнофазных отключений, приводящих к ненормальному режиму работы электроустановок на двух фазах. Наличие в автоматах различных типов расцепителей позволяет производить селективную защиту электроустановок при коротких замыканиях и токовых перегрузках, не допуская при этом ложных отключений.

7 Расчет искусственного освещения помещений

7.1 Требования, предъявляемые к искусственному освещению помещений

Искусственное освещение должно быть достаточным, равномерным, экономичным. Осветительные установки должны обеспечивать постоянство освещенности во времени, электро-, пожаро- и взрывобезопасность, эстетичность, удобство обслуживания.

Для удовлетворения указанных требований при проектировании осветительных установок необходимо выбрать:

световой прибор (светильник);

количество и схему размещения светильников;

нормированное значение освещенности;

7.2 Выбор источника света

В качестве источников света могут использоваться лампы накаливания (ЛН), разрядные лампы низкого давления – люминесцентные лампы (ЛЛ) и разрядные лампы высокого давления – дуговые ртутно-люминесцентные (ДРЛ), дуговые ртутные с излучающими добавками (ДРИ) и другие лампы. Выбор источников света осуществляется на основании сравнения их достоинств и недостатков.

Согласно СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение» [13] и Ост32.120-98 «Нормы искусственного освещения объектов железнодорожного транспорта» [14] общее освещение производственных помещений следует осуществлять светильниками с разрядными источниками света (лампы ДРЛ, ДРИ и люминесцентные лампы).

Лампы накаливания допускается использовать:

для общего освещения только в случае невозможности или технико-экономической нецелесообразности использования разрядных ламп;

для освещения помещений с временным пребыванием людей;

во взрыво- и пожароопасных помещениях и помещениях с тяжелыми условиями среды (сырых, пыльных, с химически активной средой), если применение разрядных ламп по техническим причинам невозможно.

При выборе источников света необходимо учитывать следующее: в низких помещениях (не выше 6…8 м) наиболее экономичны осветительные установки (ОУ) с ЛЛ; в помещениях средней высоты (8…15 м) и очень высоких (свыше 20 м) наиболее выгодны ОУ с лампами ДРИ, в высоких помещениях (от 8…10 до 20 м) наименьшие затраты имеют место для ОУ с лампами ДРЛ, хотя энергетически они менее выгодны, так как установленная мощность в ОУ с лампами ДРЛ больше, чем в ОУ с лампами ДРИ [15].

Для освещения помещений высотой до 5 м в общественных зданиях следует, как правило, применять ЛЛ.

Как рассчитать автомат по мощности

В электросети нередко возникают перегрузки, скачки напряжения, короткие замыкания. При этом нарушается работа линии и повреждается оборудование вплоть до перегорания важнейших элементов. Чтобы не допустить этого, используют автоматы.

Что такое автомат и для чего он нужен

Автомат – устройство для отключения подачи электричества при возникновении перегрузок и короткого замыкания. Срабатывает прибор автоматически. В отличие от классических предохранителей не перегорает после срабатывания и продолжает выполняться свои функции.

Защитное устройство подключают к любому электрическому контуру. Задачи:

Срабатывает устройство при возникновении тока определенной величины. Предохранитель размыкает контакты и подача электричества в линию прекращается. При этом соседний электрический контур, если здесь все в порядке, продолжает работать.

Разновидности автоматов

Выпускают немало вариантов устройства. При покупке необходимо оценить отключающую способность, число полюсов, время-токовые характеристики.

Классификация по отключающей способности

Этот параметр определяет величину тока, которая считается коротким замыканием. При достижении такого показателя автомат размыкает цель и отключает свет и приборы.

  • На 4500 А – используется для защиты электросетей в жилых домах старой постройки. Проводка здесь не рассчитана на высокую нагрузку.
  • На 6000 А – применяется для предотвращения неисправностей в новостройках: жилых домах, офисах, некрупных магазинах.
  • На 10000 А – промышленная установка, используется в крупных общественных зданиях и на производстве. Ток такой величины обычно регистрируется только поблизости от подстанции.

Помимо приборов, автомат защищает от повреждения саму проводку, так как ток большой силы способен пробить изоляционную оболочку.

Классификация по числу полюсов

Показатель указывает, какое максимально число кабелей можно подключить к автомату. При скачке напряжения на полюсах отключается ток.

  • Однополюсный – конструкционно самый простой аппарат. К нему подсоединяют только 2 провода: вход и выход. Он защищает от короткого замыкания и перегрузок, однако полной безопасности не обеспечивает. При подключении нулевой провод подсоединяют к нулевой шине в обход автомата. Поэтому при срабатывании предохранителя отключается только фаза. Нулевой провод остается присоединенным к питанию, поэтому вероятность получить удар током сохраняется.
  • Двухполюсныйвводный предохранитель. Автомат подключают с помощью 4 проводов, из которых 2 приходят от сети, а 2 – выходят. Двухполюсный вариант отключает фазу и ноль одновременно. После его срабатывания можно отключать приборы и обследовать сеть без всякого риска.

В обычной городской квартире рекомендуют ставить двухполюсные автоматы. Они надежны и стоят немного дороже однополюсных. В частном доме тоже отдается предпочтение двухполюсникам, так как в такой системе есть вероятность появления разницы в потенциалах между нулем и заземлением.

Времятоковые характеристики

При нормальном течении тока автомат бездействует. Когда сила тока по каким-то причинам увеличивается выше номинального показателя, срабатывает механизм разъединения и цепь размыкается.

Порог срабатывания и называется времятоковой характеристикой. Он указывает на время срабатывания прибора и на разницу между силой тока и номинальным значением. Мгновенное срабатывание далеко не всегда полезно. Есть немало ситуаций, когда кратковременный скачок тока не имеет отношение к аварии. Время-токовая характеристика указывает на тот временной интервал, в течение которого автомат не отключает ток. Таким образом защищаются от ложных срабатываний.

Опасность несоответствия автомата нагрузке

Осуществляют выбор автомата по мощности. Если прибор не соответствует нагрузке, которую в состоянии выдержать сеть, последует короткое замыкание, которое автомат не идентифицирует и не прервет подачу электричества.

Например, при стандартном напряжении и использовании алюминиевых проводов сечением в 2,5 мм к сети одновременно подключают 5 конвекторов и утюг. По отдельности потребители не слишком мощные, но вместе создают нагрузку выше 5 кВт. Сила тока в сети при этом возрастает до 24 А. Если прибор установлена на 30 А, он не отреагирует на такую силу тока, ведь она ниже критического значения. Однако алюминиевые провода нагреваются слишком сильно и расплавляют изоляцию.

В результате цепь будет разрушена, часть приборов наверняка выйдет из строя. В худшем случае дело закончится пожаром.

По нормам ПУЭ для такого проводника максимальная нагрузка должна составлять 4 кВт, а предел по току – 20 А.

Расчет номинала автомата

Функция автомата – защита электропроводки. Расчеты его параметров выполняют с помощью онлайн-калькулятора с учетом следующих показателей.

  • Суммарная мощность – учитываются все подбрели – от светодиодной лампочки до стиральной машинки.
  • Реактивная мощность – в паспорте изделия указывают активную мощность. Однако при подключении устройства с электроприводом приходится учитывать и индуктивную. Рассчитывают ее по соответствующей формуле и включают в полную мощность.
  • Стартовый ток – включение мощного прибора, наподобие насоса, сопровождается броском тока. Длительность его невысока – до 2 секунд, но сила может быть значительной.
  • Коэффициент спроса – или количество одновременно подключенных потребителей. Величина зависит от числа: при 1 включенном аппарате коэффициент равен 1, при 6 – 0,7.

Данные для расчетов берут из паспорта изделий.

По мощности нагрузки

Расчет автомата по мощности выполняется с учетом фазового сдвига для коррекции дополнительных нагрузок. Значение резистивной мощности берут из паспортных данных без изменений. Значение cos ϕ приводится в таблицах в справочнике по электромонтажу.

Вычисляют ток следующим образом:

  • P/U – постоянные источники питания, учитываются резистивные нагрузки;
  • P/ (U * cos ϕ) = P/ (220 * cos ϕ) – одна фаза,

Реальное напряжение можно уточнить с помощью мультиметра.

Автоматы выпускаются определенного номинала, поэтому по результатам вычислений нужно подобрать соответствующий аппарат. Для этого итог умножают на 1,45 и получают предельное значение номинала. Затем, используя таблицы, выполняют подбор аппарата.

голоса
Рейтинг статьи
Читайте так же:
Выключатель устанавливать натяжные потолки
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector