Нижегородский Государственный Технический Университет

им. Р.Е. Алексеева

Кафедра “Электроснабжение промышленных предприятий и городов”

Лабораторная работа №8 «Изучение реле времени и низковольтных комплектных устройств»

Вариант 41

Выполнил: ст. гр. 07-ЭЭС

Ананьев В.В.

Проверил: Гардин А.И.

Петров А.А.

Нижний Новгород

2009

Цель работы:

• изучить принцип действия, назначение и конструкции реле времени, использующих различные способы замедления;

• изучить технические характеристики реле времени;

• научиться изображать схему управления АД в ручном режиме от кнопок управления «Пуск», «Стоп» и в автоматическом режиме от реле времени КТ и реле управления КС по заданным логическим уравнениям;

• закрепить навыки выбора ЭА в силовой цепи и цепи управления по заданной мощности электрического двигателя и напряжения сети.

Экспериментальная часть

1 Реле времени с электромагнитным замедлителем РП–252

Рисунок 1 – Электрическая схема

2 Реле времени с пневматическим механизмом РВП–72–3–220–00УХЛ4

Рисунок 2 – Электрическая схема

3 Моторное реле времени ВС–10–32–У4

Рисунок 3 – Электрическая схема

1 Реле времени с часовым механизмом РВ–245–УХЛ4

Рисунок 4 – Электрическая схема

Индивидуальное задание

Задание 1.

Изобразить:

а) принципиальную схему подключения асинхронного двигателя к электрической силовой сети со всеми видами аппаратов защиты и управления.

б) схему управления асинхронным двигателем:

• в ручном режиме от кнопок управления «Пуск», «Стоп»;

• в автоматическом режиме от реле времени КТ и от реле управления КС (использовать замыкающие контакты). Логические функции КТ и КС определены состоянием датчиков параметров технологического процесса A - G. Схемы соединения датчиков задаются логическими уравнениями.

Для принципиальной схемы составить таблицы истинности и указать в них режимы пуска и останова. Дать словесное описание работы схемы в обоих режимах.

Исходные данные:

Таблица 1.1 – Логические уравнения реле КС и КТ:

№ второй цифры варианта	Логические уравнения	Выдержка времени реле KT, сек
Х1	КС=A+B+C+D
	КТ=E+F·G	1,5

Работа схемы в ручном режиме

Включается автоматический выключатель QF. Ключ управления SAC переводится в положение - "Руч.". Пуск и останов двигателя осуществляется кнопками SB1 и SB2. При нажатии на кнопку SB2 получает питание катушка пускателя КМ и под действием электромагнитной силы якорь притягивается к сердечнику. При этом механически связанные с якорем подвижные контакты КМ замыкаются с неподвижными контактами. В силовой цепи замыкаются главные контакты, и напряжение сети поступает на зажимы электродвигателя, по обмоткам статора электродвигателя начинает протекать ток, образуя вращающееся электромагнитное поле, под действием которого ротор двигателя начинает вращаться. В цепи управления замыкаются вспомогательные контакты пускателя КМ и электрически закорачивают (шунтируют),блокируют, кнопку SB2, которую можно отпустить, и питание катушки КМ будет осуществляться через них.

Останов электродвигателя осуществляется либо нажатием кнопки SB1, либо при размыкании контактов теплового реле КК, либо при размыкании цепи ключа управления SAC (перевод в положение "0"). При этом катушка пускателя КМ "теряет питание", якорь под действием отключающих и контактных пружин "отпадает от сердечника", разрываются главные контакты в силовой цепи, двигатель останавливается под действием тормозного момента нагрузки на валу электродвигателя. В цепи управления размыкаются вспомогательные контакты пускателя КМ, кнопка SB2 дешунтируется (разблокируется), и запуск электродвигателя возможен только при повторном нажатии кнопки SB2 (исключается самозапуск двигателя при исчезновении напряжения в сети).

Работа схемы в автоматическом режиме

В положении ключа управления SAC "Авт." пуск и останов двигателя осуществляется контактами реле управления КС и контактами реле времени КТ, включенными в цепь катушки пускателя КМ.

Замыкающие контакты реле управления КС и реле времени КТ включаются последовательно друг с другом, так как работа электродвигателя ставится в зависимость от их совместной работы.

Катушки реле КС и КТ получает питание также только в положении ключа управления SAC "Авт." в зависимости от состояния контактов A, B, C, D, E, F, G.

Пуск электродвигателя может быть осуществлен только при включенных вместе реле КС и KT, когда их контакты замкнуты. Это возможно при определенном положении контактов A, B, C, D, E, F и G в соответствии с таблицей истинности.

Таблица 1.2 – Таблица истинности для схемы управления пуском и остановом эл. двигателя

№	A	B	C	D	E	F	G	KC	KT	Примечание
1	1	*	*	*	1	*	*	1	1	Пуск
2	1	*	*	*	*	1	1	1	1	Пуск
3	*	1	*	*	1	*	*	1	1	Пуск
4	*	1	*	*	*	1	1	1	1	Пуск
5	*	*	1	*	1	*	*	1	1	Пуск
6	*	*	1	*	*	1	1	1	1	Пуск
7	*	*	*	1	1	*	*	1	1	Пуск
8	*	*	*	1	*	1	1	1	1	Пуск
9	0	*	*	*	*	*	*	0	*	Останов
10	*	0	*	*	*	*	*	0	*	Останов
11	*	*	0	*	*	*	*	0	*	Останов
12	*	*	*	0	*	*	*	0	*	Останов
13	*	*	*	*	0	0	*	*	0	Останов
14	*	*	*	*	0	*	0	*	0	Останов

Для пуска должен быть замкнут один из контактов A, B, C, D и должен быть замкнут E или одновременно F и G.

Останов

Останов возможен при выполнении не менее одного из следующих условий:

1. разомкнут один из контактов A, B, C или D (положение остальных контактов безразлично);

2. одновременно разомкнуты контакты E и F(положение остальных контактов безразлично)

3. одновременно разомкнуты контакты E и G(положение остальных контактов безразлично)

Задание 2.

Выбрать электрические аппараты для схемы, изображенной в п.1. Исходные данные по вариантам приведены в таблице.

Исходные данные:

Таблица 2.1

№ варианта	1
Номинальная мощность электродвигателя, кВт	1,1
Напряжение сети, В	380
Коэф.мощности	0,76

2.1. Выбор аппаратов в силовой цепи:

Мощность электродвигателя Р=1,1 кВт

1) автоматический выключатель

Выбираем ВА-101–3Р–003А–С с номинальным рабочим током расцепителя 3 А.

Таблица 2.2 – Технические характеристики автоматического выключателя ВА-101

Характеристики	Значение
Соответствие стандартам	ГОСТ Р 50345-99 (МЭК 60898-95)
Число полюсов, P	1, 2, 3, 4
Номинальное рабочее напряжение Ue, В	230/400
Номинальный ток In, А	1, 2, 3, 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63
Номинальная частота сети переменного тока	50/60 Гц
Номинальная отключающая способность Icn, А	4500
Рабочая отключающая способность Ics, А	4500
Кривая отключения (диапазон токов мгновенного расцепления)	B, C, D
Механическая износостойкость, циклов В-О, не менее	6000
Коммутационная износостойкость, циклов В-О, не менее	4000
Максимальное сечение подключаемого провода, мм2	25
Диапазон рабочих температур, С	-5 - +40
Степень защиты	IP 20
Усилие затяжки клеммных зажимов, Нм	2

2) контактор

Для управления асинхронным двигателем выбираем силовой контактор типа КМ-102 таким образом, чтобы его номинальный рабочий ток был не менее расчетного тока электродвигателя.

Из условия выбираем из каталога электрооборудования компании DEKraft контактор КМ102-009А-230В-10.

Таблица 2.3 – Технические характеристики контактора КМ102-009А-230В-10

Узел контактора	Номинальные величины		Дополнительные характеристики
	Ток, А	Напряжение, В
Главная цепь	9	400	Максимальная мощность ЭД при коэффициенте мощности :
Катушка		230	Мощность потребления: при срабатывании , cosφ = 0,75 при удержании cosφ = 0,3
Вспомогательные контакты	10	до 660	Рабочая мощность при напряжении 220В: 2,2 кВА Максимальная кратковременная нагрузка 100А

Расчет дополнительных и недостающих характеристик:

Катушка:

Рабочая мощность при напряжении 220В:

.

Характеристики электрической цепи катушки управления:

Полное сопротивление катушки управления в момент срабатывания:

,

Ток катушки управления в момент срабатывания:

,

Сопротивление катушки управления в момент удержания:

,

Ток катушки управления в момент удержания:

.

3. тепловое реле

По расчетному току выбираем тип теплового реле таким образом, чтобы расчетный ток электродвигателя находился в пределах диапазона тока регулирования теплового реле.

Выбираем тепловое реле РТ01-09-18–1,80А–2,50А с диапазоном регулирования 1,80–2,50А

Таблица 2.4 – Технические характеристики силовой цепи теплового реле типа РТ-01

Параметры	модификации реле
	РТ-01 09-18А	РТ -01 25-32А	РТ-01 40-95А	РТ-01  115-185А
Номинальное рабочее напряжение Ue, В	230,400,660
Номинальное напряжение изоляции Ui, В	660
Номинальное импульсное напряжение Uimp, В	8 – основная цепь, 6 – дополнительная
Частота сети переменного тока, Гц	50/60
Диапазон уставок тока реле, А	0,9-18	4,5-32	12-95	37-185
Класс расцепления	10 А
Момент затяжки, Нм	0,5	1,2	4	6
Условия эксплуатации	УХЛ4	УХЛ4	УХЛ4	УХЛ4
Соответствие стандартам	ГОСТ Р 50030.4.1-2002

Таблица 2.5 – Технические характеристики встроенных дополнительных контактов теплового реле типа РТ-01

	РТ-01 09-18А	РТ -01 25-32А	РТ-01 40-95А	РТ-01  115-185А
Ток термической стойкости Ith, А	6
Максимальная мощность катушки кон­тактора, подключенного к дополнитель­ным контактам, ВА	360
Защита от сверхтоков, предохранители gG,А	5
Момент затяжки, Нм	0,5

2.2. Выбор электрических аппаратов в цепи управления:

1) Выбор кнопки управления «Пуск», «Стоп»:

Выбираем кнопочный выключатель двойной потайной/выступающий с неоновой лампой - индикатором ПЕ22-РРВВ-NЕО на 220В.

Техническое описание:

ПЕ22-РРВВ-NEO предназначен для коммутации электрических цепей и индикации состояния электрических цепей. Состоит из быстросъемного управляющего элемента и контактного элемента. Контактная группа зеленого цвета замыкающая (1з), красного цвета – размыкающая (1р).

Цвет: зеленый – потайной толкатель, красный – выступающий толкатель.

2) реле времени

При этом используется дополнительный контактор КМ102-009А-230В-10 с приставкой выдержки времени ПВ01-ВКЛ-10-180.

Техническое описание:

ПВ01 является механическим устройством, без собственного потребления электроэнергии, коммутирующим своими контактами электрические цепи с заданной выдержкой времени. Используются совместно с КМ-102.

Таблица 2.5 – Технические характеристики ПВ01-ВКЛ-10-180

Характеристика	Значение
Номинальное рабочее напряжение переменного тока, В	до 690
Номинальный ток , А	10
Диапазон выдержки времени, с	0,1-180
Механическая износостойкость, не менее млн. циклов	1,6
Степень защиты	IP20

Дополнительный контактор КМ102-009А-230В-10 выбирается по току цепи управления. Примем ток в цепи управления равным току в цепи катушки контактора КМ102-009А-230В-10 (таблица 2.3) при срабатывании:

.

Таблица 2.6 – Технические характеристики контактора КМ102-009А-230В-10

Узел контактора	Номинальные величины		Дополнительные характеристики
	Ток, А	Напряжение, В
Главная цепь	9	400	Максимальная мощность ЭД при коэффициенте мощности :
Катушка		230	Мощность потребления: при срабатывании , cosφ = 0,75 при удержании cosφ = 0,3
Вспомогательные контакты	10	до 660	Рабочая мощность при напряжении 220В: 2,2 кВА Максимальная кратковременная нагрузка 100А

Мощность, коммутируемая выходными контактами приставки ПВ-01:

Приставка выдержки времени ПВ01-ВКЛ-10-180 позволяет пропустить через себя мощность:

.

Для срабатывания контактора КМ102-009А-230В-10 в силовой цепи необходима мощность 70 ВА – эта величина намного меньше той величины мощности, которую может пропустить сквозь себя приставка выдержки времени (2300ВА > 70ВА), следовательно, реле времени выбрано верно.

3) реле управления

В данном случае также используется контактор типа КМ102, который выбирается по току цепи управления аналогично выбору реле времени:

.

Из условия выбираем из каталога электрооборудования компании DEKraft контактор КМ102-009А-230В-10.

Таблица 2.7 – Технические характеристики контактора КМ102-009А-230В-10

Узел контактора	Номинальные величины		Дополнительные характеристики
	Ток, А	Напряжение, В
Главная цепь	9	400	Максимальная мощность ЭД при коэффициенте мощности :
Катушка		230	Мощность потребления: при срабатывании , cosφ = 0,75 при удержании cosφ = 0,3
Вспомогательные контакты	10	до 660	Рабочая мощность при напряжении 220В: 2,2 кВА Максимальная кратковременная нагрузка 100А

Мощность, коммутируемая выходными контактами реле управления:

.

2070ВА > 70ВА, следовательно, реле управления выбрано верно.

Задание 3.

Изучить низковольтные комплектные устройства (НКУ) распределения электроэнергии типа ПР-11, фирм: Легран, ИЭК (установлены в лаборатории). Выписать технические характеристики, изобразить электрические схемы в однолинейном и многолинейном исполнении.