电气元件参数计算及选择课件.ppt
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1、YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3.4 电气元件参数计算及选择电气元件参数计算及选择 起动电阻级数确定以后,对于平衡短接法,转起动电阻级数确定以后,对于平衡短接法,转子每相串联的各级电阻值,可以用下面公式计算:子每相串联的各级电阻值,可以用下面公式计算: Rn = km-n r (3-1)式中,式中,m为起动电阻级数;为起动电阻级数;n为各级起动电阻的序号,为各级起动电阻的序号,n=1表示第一级,即最先被接的电阻;表示第一级,即最先被接的电阻;k为常数;为常数;r为为最后被短接的那一级电阻值。最后被短接的那一级电阻值。YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3.4 电气
2、元件参数计算及选择电气元件参数计算及选择 k 、r值可分别由下列两个公式计算:值可分别由下列两个公式计算: msk1 1=(3-2) 1 11 13 31 12 22 2-)-(mkkIsEr=式中,式中,s为电动机额定转差率;为电动机额定转差率;E2为正常工作中电为正常工作中电动机转子电压(动机转子电压(V););I2为正常工作时电动机转子为正常工作时电动机转子电流(电流(A)。)。 每相起动电阻的功率为:每相起动电阻的功率为: (3-3) YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3.4 电气元件参数计算及选择电气元件参数计算及选择 RIPs2 22 23 31 12 21 1) (
3、=(3-4) 式中,式中,I2s为转子起动电流(为转子起动电流(A),取),取I2s=1.5 I2;R为为每相串联电阻(每相串联电阻()。)。 3.4.1.2 笼式异步电动机制动电阻的计算笼式异步电动机制动电阻的计算反接制动时,三相定子回路中各相串联的限流反接制动时,三相定子回路中各相串联的限流电阻及可按下面经验公式近似计算:电阻及可按下面经验公式近似计算: sIUR=k(3-5) YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3.4 电气元件参数计算及选择电气元件参数计算及选择 式中,式中,U为电动机定子绕组相电压(为电动机定子绕组相电压(V););Is为全压为全压起动电流(起动电流(A)
4、;);k为系数,当要求最大反接制动电为系数,当要求最大反接制动电流流ImIs时,时,k =0.13 ;当要求;当要求Im 1/2Is时,时,k =1.5。 若在反接制动时,仅在两相定子绕组中串接电若在反接制动时,仅在两相定子绕组中串接电阻,选用电阻值应为上述计算值的阻,选用电阻值应为上述计算值的1.5倍,而制动电倍,而制动电阻的功率为:阻的功率为: RIPN2 24 41 12 21 1) (=(3-6) 式中,式中,IN为电动机额定电流;为电动机额定电流;R为每一相串接的限流为每一相串接的限流电阻值。电阻值。 根据制动频繁程度适当选取前面系数。根据制动频繁程度适当选取前面系数。 YXSH现代
5、电气自动控制技术现代电气自动控制技术3.4 电气元件参数计算及选择电气元件参数计算及选择 3.4.2 鼠笼型电机能耗制动参数计算鼠笼型电机能耗制动参数计算图图3-14为能耗制动整流装置的原理图。为能耗制动整流装置的原理图。3.4.2.1 能耗制动直流电流与电压的计算能耗制动直流电流与电压的计算从制动效果来看,希从制动效果来看,希望直流电流大些。但是,望直流电流大些。但是,过大的电流会引起绕组发过大的电流会引起绕组发热,耗能增加,而且当磁热,耗能增加,而且当磁路饱和后对制动力矩的提路饱和后对制动力矩的提高也不明显,通常制动直高也不明显,通常制动直流电流按下式选取:流电流按下式选取:YXSH现代电
6、气自动控制技术现代电气自动控制技术3.4 电气元件参数计算及选择电气元件参数计算及选择 ID=(24)IO 或或 ID=(12)IN (3-7) 式中,式中,IO为电动机空载电流;为电动机空载电流;IN为电动机额定电流。为电动机额定电流。 制动时,直流电压为:制动时,直流电压为: UD= IDR (3-8)式中,式中,R为两相串联定子绕组的冷电阻。为两相串联定子绕组的冷电阻。3.4.2.2 整流变压器参数计算整流变压器参数计算 对单相桥式整流电路,变压器二次交流电压为:对单相桥式整流电路,变压器二次交流电压为: 9 90 02 2.DUU =(3-9)YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控
7、制技术3.4 电气元件参数计算及选择电气元件参数计算及选择 变压器容量计算变压器容量计算 :由于变压器仅在能耗制动时:由于变压器仅在能耗制动时工作,故容量允许比长期工作小。根据制动频繁程度,工作,故容量允许比长期工作小。根据制动频繁程度,取计算容量的(取计算容量的(1/21/4)。)。3.4.3 控制变压器容量计算控制变压器容量计算当控制线路比较复杂,控制电压种类较多时当控制线路比较复杂,控制电压种类较多时,需需要采用控制变压器进行电压变换要采用控制变压器进行电压变换,以提高工作的可靠以提高工作的可靠性和安全性。性和安全性。控制变压器的容量可以根据由它供电的控制线路控制变压器的容量可以根据由它
8、供电的控制线路在最大工作负载时所需要的功率来考虑,并留有一定在最大工作负载时所需要的功率来考虑,并留有一定的余量。即的余量。即 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3.4 电气元件参数计算及选择电气元件参数计算及选择 CTTSKS=(3-10)式中,式中,ST为控制变压器容量(为控制变压器容量(VA););SC为控制电为控制电路在最大负载时所有吸持电器消耗功率的总和路在最大负载时所有吸持电器消耗功率的总和(VA),对交流电磁式电器,),对交流电磁式电器,SC应取其吸持视在功应取其吸持视在功率(率(VA););KT为变压器容量储备系数,一般取为变压器容量储备系数,一般取1.11.25
9、。 常用交流电磁式电器的起动与持功率(均为视常用交流电磁式电器的起动与持功率(均为视在功率)列于表在功率)列于表3-2中。中。 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3.4 电气元件参数计算及选择电气元件参数计算及选择 3.4.4 常用电器元件的选择常用电器元件的选择 在控制系统原理图设计完成之后,就可根据线路在控制系统原理图设计完成之后,就可根据线路要求,选择各种控制电器,并以元件目录表形式列在要求,选择各种控制电器,并以元件目录表形式列在标题栏上方。标题栏上方。YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3.4 电气元件参数计算及选择电气元件参数计算及选择 正确、合理地选用各
10、种电器元件,是控制线路正确、合理地选用各种电器元件,是控制线路安全、可靠工作的保证,也是使电气控制设备具有安全、可靠工作的保证,也是使电气控制设备具有一定的先进性和良好的经济性的重要环节。下面从一定的先进性和良好的经济性的重要环节。下面从设计、使用角度简要介绍一些常用控制电器的选用设计、使用角度简要介绍一些常用控制电器的选用依据。依据。3.4.4.1 常用电器元件的选择原则常用电器元件的选择原则 根据对控制元件功能的要求,确定电气元件根据对控制元件功能的要求,确定电气元件的类型。比如,当元件用于通、断功率较大的主电的类型。比如,当元件用于通、断功率较大的主电路时,应选用交流接触器。若有延时要求
11、,应选用路时,应选用交流接触器。若有延时要求,应选用延时继电器。延时继电器。YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3.4 电气元件参数计算及选择电气元件参数计算及选择 确定元件承载能力的临界值及使用寿命。主确定元件承载能力的临界值及使用寿命。主要是根据电气控制的电压、电流及功率大小来确定要是根据电气控制的电压、电流及功率大小来确定元件的规格。元件的规格。 确定元器件预期的工作环境及供应情况。如确定元器件预期的工作环境及供应情况。如防油、防尘、货源等。防油、防尘、货源等。 确定元件在供应时所需的可靠性等。确定用确定元件在供应时所需的可靠性等。确定用以改善元件失效率用的老化或其它筛选实验
12、。采用以改善元件失效率用的老化或其它筛选实验。采用与可靠性预计相适应的降额系数等。进行一些必要与可靠性预计相适应的降额系数等。进行一些必要的计算和校核。的计算和校核。 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3.4 电气元件参数计算及选择电气元件参数计算及选择 3.4.4.2 电器元件的选择电器元件的选择 (1)按钮、开关的选择按钮、开关的选择按钮按钮 通常用来短时接通或断开小电流控制电路通常用来短时接通或断开小电流控制电路的一种主令电器。的一种主令电器。选用依据主要是根据需要的触头对数、动作要求、选用依据主要是根据需要的触头对数、动作要求、结构形式、颜色以及是否需要带指示灯等要求。结
13、构形式、颜色以及是否需要带指示灯等要求。目前,按钮产品有多种结构形式,多种触头组合目前,按钮产品有多种结构形式,多种触头组合以及多种颜色,供不同使用条件选用。以及多种颜色,供不同使用条件选用。如起动按钮选绿色,停止按钮选红色,紧急操作如起动按钮选绿色,停止按钮选红色,紧急操作选蘑菇式等。选蘑菇式等。YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3.4 电气元件参数计算及选择电气元件参数计算及选择 其额定电压有交流其额定电压有交流500V、直流、直流440V,额定电流,额定电流为为5A。常选用的按钮有。常选用的按钮有LA2,LAl0,LAl9及及LA20等等系列。符合系列。符合IEC国际标准的
14、新产品有国际标准的新产品有LAY3系列,额系列,额定工作电流为定工作电流为1.58A。刀开关刀开关 又称为闸刀,主要用于接通和切断长期又称为闸刀,主要用于接通和切断长期工作设备的电源以及不经常起动、制动和容量小于工作设备的电源以及不经常起动、制动和容量小于75kW的异步电动机。的异步电动机。 主要技术参数有额定电压、电流、通断能力、主要技术参数有额定电压、电流、通断能力、动稳定电流、热稳定电流等。动稳定电流、热稳定电流等。YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3.4 电气元件参数计算及选择电气元件参数计算及选择 在使用时其额定电压应等于或大于电路的额定在使用时其额定电压应等于或大于电
15、路的额定电压;额定电流应等于或稍大于电路的额定电流。电压;额定电流应等于或稍大于电路的额定电流。若用刀开关控制电动机,则必须考虑电动机的若用刀开关控制电动机,则必须考虑电动机的起动电流比较大,应选用额定电流大一级的刀开关。起动电流比较大,应选用额定电流大一级的刀开关。此外刀开关的通断能力、动稳定电流值等均应符合此外刀开关的通断能力、动稳定电流值等均应符合电路要求。电路要求。刀开关选用时,主要是根据电源种类、电压等刀开关选用时,主要是根据电源种类、电压等级、断流容量及需要极数。当用刀开关来控制电动级、断流容量及需要极数。当用刀开关来控制电动机时,其额定电流要大于电动机额定电流的机时,其额定电流要
16、大于电动机额定电流的3倍。倍。 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3.4 电气元件参数计算及选择电气元件参数计算及选择 组合开关组合开关 主要用于电源的引入与隔离,又叫电主要用于电源的引入与隔离,又叫电源隔离开关。其选用依据是电源种类、电压等级、源隔离开关。其选用依据是电源种类、电压等级、触头数量以及断流容量。当采用组合开关来控制触头数量以及断流容量。当采用组合开关来控制5kW以下小容量异步电动机时,其额定电流一般取以下小容量异步电动机时,其额定电流一般取设备的(设备的(1.53)I N倍。接通次数小于(倍。接通次数小于(1520)次)次h,常用的组合开关为,常用的组合开关为HZ
17、10系列。系列。行程开关行程开关 主要用于控制运动机构的行程、位置主要用于控制运动机构的行程、位置控制或联锁等。根据控制功能、安装位置、电压电控制或联锁等。根据控制功能、安装位置、电压电流等级,触头种类及数量来选择结构和型号。常用流等级,触头种类及数量来选择结构和型号。常用的有的有LX2,LX19,JLXKl型行程开关以及型行程开关以及JXW-11、JLXKl-11型微动开关等。型微动开关等。YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3.4 电气元件参数计算及选择电气元件参数计算及选择 对于要求动作快、灵敏度高的行程控制,可采对于要求动作快、灵敏度高的行程控制,可采用无触头接近开关,特别
18、是近年来出现的霍尔接近用无触头接近开关,特别是近年来出现的霍尔接近开关性能好,寿命长,是一种值得推荐的无触头行开关性能好,寿命长,是一种值得推荐的无触头行程开关。程开关。断路器断路器(自动开关自动开关) 具有过载、欠压、短路保具有过载、欠压、短路保护作用,故在电气设计的应用中越来越多。护作用,故在电气设计的应用中越来越多。自动开关的类型较多,有框架式、塑料外壳式、自动开关的类型较多,有框架式、塑料外壳式、限流式、手动操作式和电动操作式。限流式、手动操作式和电动操作式。 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3.4 电气元件参数计算及选择电气元件参数计算及选择 在选用时,主要从保护特性
19、要求(几段保护),在选用时,主要从保护特性要求(几段保护),分断能力、电网电压类型、电压等级、长期工作负分断能力、电网电压类型、电压等级、长期工作负载的平均电流、操作频繁程度等几方面去确定它的载的平均电流、操作频繁程度等几方面去确定它的型号。型号。断路器的主要技术参数有:额定电压、额定电断路器的主要技术参数有:额定电压、额定电流、极数、脱扣器类型及其整定电流范围、分断能流、极数、脱扣器类型及其整定电流范围、分断能力、动作时间等。常用的有力、动作时间等。常用的有DZ10系列(额定电流分系列(额定电流分10,100,200,600A四个等级)。符合四个等级)。符合IEC标准的标准的有有3VE系列(
20、额定电流从系列(额定电流从0.163A)。)。 YXSH现代电气自动控制技术现代电气自动控制技术3.4 电气元件参数计算及选择电气元件参数计算及选择 在初步确定自动开关的类型和等级后,各级保在初步确定自动开关的类型和等级后,各级保护动作值的整定还必须注意和上、下级开关保护特护动作值的整定还必须注意和上、下级开关保护特性的协调配合,从总体上满足系统对选择性保护的性的协调配合,从总体上满足系统对选择性保护的要求。要求。 (2)接触器的选择接触器的选择接触器的额定电流或额定功率随使用场合及控接触器的额定电流或额定功率随使用场合及控制对象的不同、操作条件与工作繁重程度不同而变制对象的不同、操作条件与工
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