ЛАБ-2 Задание-2012(по_контакторам)

Задание и методические указания по выполнению лабораторной работы №2 «Изучение контакторов и магнитных пускателей» (для 2012г.)

(в дополнение к п.4 ЗАДАНИЯ, стр.18 методических указаний «Изучение магнитных пускателей и тепловых реле», лабораторная работа №1, 1990г.)

Исходные данные

Задан контактор переменного тока типа КМИ из Каталога электротехнической продукции компании IEK, Коммутационное оборудование, 2008г., Интернет-сайт - www.iek.ru

Параметры главной (силовой) цепи контактора		Технические характеристики полюсов (контактов силовой цепи) для номера соответствующего первой цифре заданного варианта
		1		2	3	4	5	6	7		8			9	0
Типоисполнение контактора		1 09 10		1 12 10	1 18 10	2 25 10	2 32 10	3 40 12	3 50 12		4 65 12			4 8012	4 9512
Номинальное рабочее напряжение переменного тока, В		400
Номинальное напряжение изоляции, В		660
Номинальный рабочий ток в категории применения АС-3, А		9		12	18	25	32	40	50		65			80	95
Номинальная мощность по АС-3 для напряжения 400В, кВт		4		5,5	7,5	11	15	18,5	22		30			37	45
Параметры цепи катушки управления		Технические характеристики цепи управления для номера соответствующего второй цифре заданного варианта
		1	2		3	4	5	6		7			8	9	0
Номинальное напряжение катушки управления, В		24	42		110	230	400	24	42			110		230	400
Мощность рассеяния, Вт		3	3		3	3,5	3,5	10	10			10		10	10
Диапазоны напряжения управления, В	срабатыв.	(0,8 -1,0) от номинального напряжения катушки
	отпускание	(0,3 -0,6) от номинального напряжения катушки
Мощность потребления катушки, ВА	срабатыв. коэф. мощн 0,75	60	60		60	90	90	200	200			200		200	200
	удержание коэф. мощн 0,3	7	7		7	7,5	7,5	20	20			20		20	20
Время срабатывания, мС	замыкание*	60	70		80	90	100	110	120			130		140	150
	размыкание	4	6		7	8	9	10	11			12		14	16

*время искусственно увеличено в 5 раз в учебных целях, фактическое время срабатывания не превышает 22-35 мС. Время от момента включения цепи втягивающей катушки до момента первоначального касания силовых (главных) контактов называется собственным временем включения контактора. Время от момента снятия напряжения с втягивающей катушки до момента появления зазора между главными контактами называется собственным временем отключения магнитного пускателя.

Пояснения

1. Расшифровка маркировки (типоисполнения) контактора КМИ 1 09 1 0 (1- габарит, 09 - номинальный рабочий ток в категории применения АС-3 составляет 9А, 1 – нереверсивный, 0 – имеется один замыкающий вспомогательный контакт.

2. Вспомогательный контакт обладает следующими техническими характеристиками: номинальное напряжение - до 660В, номинальное напряжение изоляции – 660В, ток термической стойкости (номинальный ток контакта) – 10А, Минимальная включающая способность - 24В, 10мА, максимальная кратковременная нагрузка (менее 1С) -100А.

Задание

1. На основе паспортных данных контактора записать его технические характеристики (ток, напряжение, мощность) для электрической цепи: а) главных контактов, б) катушки управления, в) вспомогательных контактов.

2. Дать техническое описание контактора.

3. Нарисовать принципиальную электрическую схему контактора.

4. Определить характеристики электрической цепи катушки управления в режиме срабатывания и в режиме удержания якоря (полное сопротивление, ток, активное сопротивление, индуктивное сопротивление, коэфф. мощности, угол сдвига фаз между током и напряжением, тангенс угла сдвига фаз между током и напряжением).

5. По заданному времени срабатывания электромагнитного механизма (ЭММ) контактора изобразить в масштабе осциллограмму тока в электрической цепи катушки управления.

6. Определить характеристики контактора как релейного элемента: коэффициент возврата ЭММ, коэффициент усиления контактора, коэффициент запаса, коэффициент защиты минимального напряжения.

Дата выдачи задания – 04.10.2012г.(ЭС-2)

Методические указания

1. К п.1 Задания. Использовать данные, приведенные на стр.3-9 Каталога, или данные с Интернет-сайта - www.iek.ru , рассчитать недостающие и дополнительные характеристики, занести их в таблицу

   Узел контактора		Номинальные величины		Дополнительные характеристики
   		Ток, А	Напряжение, В
   Главная цепь				Максимальная мощность электродвигателя при коэф. мощности – 0,7071
   Катушка в режиме	срабатывания			Мощность потребления в режимах
   	удержания якоря
   Вспомогательные контакты				Рабочая мощность при напряжении 220В, Максимальная кратковременная нагрузка

2. К п.2 Задания. Использовать информацию на стр.4 Каталога, или данные с Интернет-сайта - www.iek.ru

3. К п.3 Задания. Использовать информацию на стр. 5, 6 Каталога, или данные с Интернет- сайта.

4. К п.4 Задания

   0. 4.1. Изобразить схему замещения электрической цепи катушки управления.

   1. 4.2. Определить полное сопротивление электрической цепи катушки управления в режиме срабатывания и в режиме удержания якоря по выражению полной мощности электрической цепи при номинальном напряжении катушки управления.

   2. 4.3. По закону Ома определить токи в режиме срабатывания и в режиме удержания якоря при номинальном напряжении катушки управления.

   3. 4.4. Определить активное сопротивление электрической цепи катушки управления, используя значение полного сопротивления электрической цепи катушки управления в режиме срабатывания полученное в п.4.2 и условие равенства активного и индуктивного сопротивления в режиме срабатывания. По закону Джоуля-Ленца рассчитать значение активной мощности в режиме удержания якоря и проверить, чтобы эта величина не превосходила паспортного значения мощности рассеяния.

   4. 4.5. По теореме Пифагора определить индуктивное сопротивление электрической цепи катушки управления в режиме срабатывания и в режиме удержания якоря.

   5. Построить треугольник сопротивлений и, используя тригонометрические функции, определить: коэфф. мощности, угол сдвига фаз между током и напряжением, тангенс угла сдвига фаз между током и напряжением.

   6. 4.6. Занести полученные результаты в таблицу.

      Наименование величин	Значение величин		Примечание
      	при срабатывании	при удержании
      Напряжение, В
      Ток, А
      Мощность, ВА
      Сопротивление: полное/активное/индуктивное, Ом
      Коэф. мощности/угол/тангенс угла

5. К п.5 Задания

   0. Нарисовать оси координат тока и времени. По оси тока нанести значения тока, полученные в п.4.3. По оси времени нанести заданное время срабатывания электромагнитного механизма (ЭММ) контактора увеличенное на время равное одному периоду частоты 50 Гц.

   1. Нарисовать вспомогательные тонкие линии (огибающие амплитуды тока) и изобразить в масштабе осциллограмму тока.

6. К п.6 Задания. Определить характеристики по формулам:

• для определения коэффициента возврата - К_В= U_отп / U_сраб , используя крайние левые значения из диапазона напряжения управления (срабатывания и отпускания).

• для определения коэффициента усиления - К_У=Р_ВЫХ / Р_ВХ, отношение мощности силовой цепи (максимальная мощность в нагрузке управляемой цепи) к значению мощности катушки в режиме удержания якоря. Катушка мощностью в несколько Вт управляет двигателем мощностью несколько десятков кВт.

• для определения коэффициента запаса - (К_зап=U_ном / U_сраб). Чем выше коэффициент запаса, тем быстрее и надежнее будет работать ЭММ контактора.

• для определения коэффициента защиты минимального напряжения - К_защ=U_отп / U_ном.

Результаты расчета оформить в виде таблицы с головкой: «Наименование коэффициента», «расчетная формула», «величина».