Download doc - Proiect echipamente electrice

UNIVERSITATEA „LUCIAN BLAGA” din SIBIU

FACULTATEA DE INGINERIE HERMANN OBERTH

Proiect echipamente electrice

COORDONATOR : STUDENT:

Conf. Dr. Ing. LIZETA POPESCU Tutelea Dan-Ştefan GR. 331/2, EM

Temă de proiect

Să se dimensioneze o schemă electrică de comandă, pornire, protecţie şi semnalizare, a unui motor electric asincron de uz general, cu rotorul în scurtcircuit, de putere 11 kw (±5%) şi numărul de poli 4.

Schema electrică va realiza o pornire cu limitare a curentului şi cel puţin 3 semnalizări. Comanda se va face cu contactoare de c.c., iar protecţiile vor fi cel puţin la suprasarcină şi scurtcircuit. Schema de comandă va fi alimentată în c.c. prin transformator de separare şi punte redresoare.

Se vor parcurge etapele:

a. Alegerea unei acţionări cu motorul impus, explicarea acesteia, bilanţul energetic şi estimarea randamentului total;

b. Prezentarea caracteristicilor tehnice ale motorului (3 producători);c. Desenarea Schemei Electrice Desfăşurate şi explicarea funcţionării ei;d. Alegerea echipamentelor de forţă (contactoare, siguranţe fuzibile, relee termice şi cabluri de

alimentare);e. Alegerea echipamentelor de comandă şi semnalizare (transformatorul de separare, puntea

redresoare, siguranţele fuzibile, rezistenţele economizatoare, releul de temporizare, butoane, lămpi de semnalizare şi conductoare de alimentare);

f. Determinarea caracteristicii de protecţie temporală şi explicarea ei;Pentru fiecare echipament ales se va preciza metoda (relaţia) de alegere, vor fi alese 3

variante constructive, de la 3 producători diferiţi, şi se vor prezenta caracteristicile lor tehnice.

2

1.Descrierea aplicatiei:

Am ales să folosesc motorul trifazat asincron de uz general, cu rotorul în scurtcircuit, de putere 11 KW pentru acţionarea cutiei de viteze a unui masini de frezat universale FU32. Cu ajutorul maşinii de frezat FU 32 se pot realiza următoarele operaţii:

• Prelucrarea canelurilor prin frezare.

• Prelucrarea canalelor de pana prin frezare

• Prelucrarea roţilor dinţate cilindrice prin frezare.

• Prelucrarea roţilor dinţate conice prin frezare.

• Prelucrarea canalelor prin frezare.

• Prelucrarea suprafeţelor plane cu cap de frezat.

Motorul folosit pentru acţionarea cutiei de viteze este cel al producatorului ABB Group.

Fig1. Masina de frezat FU 32

1.Placa de bază; 2.Consola; 3.Sania transversală; 4.Lampa de iluminat; 5.Arborele principal; 6.Contralagarul; 7.Traversa; 8.Tabloul de comandă; 9.Cutia de viteze; 10.Sania longitudinală; 11.Instalatia electrică.

3

Fig.2 Schema bloc

2. BILANŢUL ENERGETIC ŞI RANDAMENTUL

Randamentul creşte odată cu puterea utilă.

ηtot = ηmotor*ηfulie*ηcv; η motor = 0.88;η masină frezat = 0.85;η fulie = 0.95;ηcv= 0.82;P1=puterea absorbită de la reţea de către motor;P2 = puterea care ajunge la cutia de viteze, fiind transmisă de fulie;P1 =3Uf*If*cosφ =3*230*22.2*0,81 =12.4 Kw;η fulie = P2/Pn motor => 0,95 = P2/11 => P2 = 0.95*11 =10.45 kw;η tot = ηmotor*ηfulie*ηcv* η masină frezat = 0.88*0.95*0.82*0.85= 0.77.

3. ALEGEREA MOTORULUI

Gradele de protectie: IP 55; Forma de montaj: IM-B3; Metodă de răcire: IC 411 Clasa de izolatie: F;

4

Alte caracteristici de protectie:

Altitudinea locului de montare va fi de maxim:1000[m]; Temperatura mediului ambient va fi de maxim:40[0C]; Umiditatea relative a aerului va fi de maxim 80% la 20[0C]; Tratarea suprafeţelor: 2 straturi de vopsea epoxidica ≥ 100μm

3.1 Trei variante de motoare de la 3 producatori diferiţi

Producator: ABB Group

Putere

[kw]

Tipul motorului

Rot/minη

[%]cosφ

In[A]la

230V

In[A]la

400 VIp/In

Mn [Nm]

Mp/Mn Mmax/MnJ= 1/4 GD2

[kgm2]

11

M2BA 160MLA

1459 88.2 0.81 22.2 13.2 6.5 71.9 2.3 2.6 0.068

Producator: Electroprecizia

Putere

[kw]

Tipul motorului

Rot/minη[%]

cosφ

In[A]la

230 V

In[A]la

400 VIp/In

Mn [Nm]

Mp/Mn Mmax/MnJ = 1/4 GD2

[kgm2]

11 MAR 160M 1450 87 0.84 21.7 13.1 8.5 69.4 2 2.2 0.0438

Producator: Bracomotoarelectrice

5

Putere

[kw]

Tipul motorului

Rot/minη%

cosφ

In[A]la

230 V

In[A]la

400 VIp/In

Mn [Nm]

Mp/Mn Mmax/MnJ = 1/4 GD2

[kgm2]

11 BR 132MB4 1460 89.4 0.86 20.8 12.9 7.5 71.99 2.2 2.2 0.041

3.2 Explicarea codului motorului

A B C D, E, F

----------- ------------ ------------------------------- ----------------

M2BA 160 MLA 3 G B A 1 6 2 0 4 1 – A D G

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

A- Tipul motorului C- Codul producatorului B- Marimea motorului D- Tipul prinderii

E-Tensiunea si frecvenţa F-Generare de cod, urmată de coduri variantă

M- motor

BA-carcasă de fontă

3GBA- motor complet închis, cu rama din fontă

4- A= rotorul in colivie de veveriţă (in scurtcircuit)

5,6- H nominal: 16= 160

7- perechi de poli: 2= 2 perechi de poli

8,9,10- număr de ordine: 041

6

11- Tipul prinderii : A= prindere cu talpă

12- Tensiunea si frecvenţa: D= 400V,50Hz

13- Generare de cod: versiunea G

Fig.3 Cotele de gabarit

Tip motor

D GA F E Lmax A B B’ C HD K H M N P S

160 42 45 12 110 584 254 210 254 108 413 14.5 160 300 250 350 19

Toleranţe:

A,B ±0,8 D ISO k6 < Ø 50 mm

ISO m6 > Ø 50 mm F ISO h9 H -0,5 N ISO j6 C ±0,8

3.3 Pornirea stea–triunghi

7

Condiţii:

- UN=UL;

- momentul la pornire de 3 ori mai mic decât momentul nominal la pornire în gol sau cuplă;

- 6 borne statorice;

Se poate efectua la MAS ale căror înfăşurări statorice au accesibile toate cele şase borne având t.e.m. de fază egală cu t.e.m. de linie a reţelei. La joasă tensiune: UL= 0,4 kV; iar la medie tensiune UL = 6 kV .

Majoritatea motoarelor nu permit pornirea prin conectare directă la reţea şi necesită metode speciale de pornire care urmăresc reducerea şocului de curent concomitent cu obţinerea unor parametrii energetici cât mai buni.

Una din metodele cele mai folosite de pornire a motoarelor asincrone cu rotor în scurt circuit este pornirea stea–triunghi. Metoda face parte din grupul metodelor de pornire cu tensiune redusă.

Metoda constă în alimentarea iniţială a motorului la tensiunea de fază prin conectarea în Y a statorului şi comutarea ulterioară pentru tensiunile de linie prin conexiunea în Δ a statorului. Momentul comutaţiei se face când turaţia a atins cel puţin 90% din turaţia nominală.

Pentru sesizarea momentului comutaţiei se poate folosi un tahogenerator sau în cazul sarcinilor constante un releu de temporizare, a cărui reglare se face experimental.

Prin comutarea Y-Δ tensiunile şi curenţii cresc de ori, iar momentul creşte de 3 ori, de aceea metoda se aplică motorului care porneşte în gol sau cu sarcina redusă (motoare cuplate prin cuple elastice

8

Fig.4 Variaţia curentului şi momentului la pornirea stea-triunghi

Conform diagramei prezentate în figura 3 la pornirea stea–triunghi datorită alimentării iniţial a motorului cu tensiunea de fază, curentul de pornire (dar şi momentul de pornire) sunt de trei ori mai mici decât în cazul conectării directe la reţea la tensiunea de linie. Rezultă că această metodă de pornire se redusă sau poate aplica motoarelor cu porniri uşoare (cu sarcină cu cuplaje). Motoarele asincrone cu rotor în scurtcircuit care folosesc pornirea stea–triunghi trebuie să aibă tensiunea nominală egală cu tensiunea de linie a reţelei şi să aibă acces la ambele capete ale bobinelor statorice (şase borne statorice pe cutia de borne).

Comutatoarele stea-triunghi se realizează cu comutatoare tip tambur, sau cu came cu controlere sau comutatoare pachet. Pentru motoare cu puterea mai mare de 1kW sau a căror putere instalată depăşeşte 0,2% din puterea transformatorului de alimentare nu este permisă pornirea prin conectare directă la reţea datorită faptului că, curentul de pornire poate lua valori periculoase pentru motor, pentru mecanismele acţionate şi poate perturba funcţionarea altor consumatori

9

Schema electrică desfăşurată

3.4 Modul de funcţionare al schemei

Alimentarea schemei de comandă, protecţie şi control se face prin transformatorul de separare T (care poate juca şi rol de reducător de tensiune). Protecţia la scurtcircuit în primar a transformatorului se face prin siguranţele fuzibile F6, F7, iar a secundarului prin F8 şi F9; transformatorul poate fi alimentat în primar la tensiunea de fază sau linie. Prezenţa tensiunii de alimentare este semnalizată prin lampa H1. Transformatorul T1 are în primul rând rol de protecţie ne mai permiţând ca pantele mari de curent sau tensiune din instalaţia de forţă să treacă în caz de avarie în instalaţia de comandă, deoarece contactoarele sunt de curent continuu instalaţia de comandă este alimentată printr-o punte redresoare V1, montată în secundul transformatorului şi protejată la scurtcircuit de siguranţele fuzibile F8 şi F9 .

Condensatorul C0 are rol de filtraj; lampa H2 semnalizează prezenţa tensiunilor de comandă – adică a corecta funcţionarea transformatorului şi a diodei redresoare.

Siguranţa fuzibilă F10 asigură protecţia în scurtcircuit a punţii redresoare V1 şi a schemei de comandă.

Butonul S1 este de oprire şi S2 de pornire. La acţionarea butonului de pornire S2(3-5), dacă conexiunea în Δ nu este realizată (k3(3-5) închis), bobina contactorului k2(0-1) va fi alimentată şi prin închiderea contactorului de forţă (RA SB TC) se realizează conexiunea Y a statorului.

Iniţial k2(3-5) este normal închis şi şuntează rezistenţa economizatoare R1 astfel încât la acţionarea curentului prin electromagnet este mare şi deci acţionarea rapidă şi sigură. După acţionarea lui k2, k2(3-5) se deschide introducând în circuitul bobinei contactul k2 rezistenţa economizatoare R1. Această rezistenţă are rolul de a limita curentul prin electromagnetul de acţionare în poziţie închisă la o valoare de ≈10%In suficientă pentru a menţine atrasă armatura electromagnetului şi care reduce solicitarea termică a bobinei de excitaţie.

Odată cu acţionarea lui k2 se închide şi k2(2-4) care alimentează bobina contactorului k2(0-1). Dacă conectarea contactorului principal s-a realizat k1(0-1), atunci k1(2-4) memorează comanda de pornire a lui S2.

Contactorul principal k1 se automenţine prin k1(6-8).

Rezistenţa economizatroare R2 a contactorului k1 este comandată prin k1(3-5) .

După acţionarea lui k1 prin k1(2-4) este alimentată bobina reală de temperatură k4T(0-1); după trecerea temperaturii (timp prestabilit), se închide k4T(2-4), alimentarea bobinei cu k3(0-1); k3(3-5) va declupla pe k2, iar k3(2-4) va automenţine contactul k3. Automatizarea este posibilă doar dacă k2 a fost dezactivat, adică dacă k2(7-9) a revenit în poziţia închisă (interblocaj).

Rezistenţa economizatoare R3 este şuntată şi introdusă în circuit de k3(7-9), iar funcţionarea în conexiune Y este semnalizată de lampa H3(0-1) şi în Δ de H4(0-1).

10

După acţionarea lui k4T prin k4T(3-5) el se autodezactivează.

Oprirea voită a motorului se face de la butonul S1, iar în caz de suprasarcină, în funcţie de mărimea ei, acţionează temporizat protecţia termică F4 sau instantaneu blocul de protecţie elec-tromagnetică F5 (releu maximal de curent), ce poate acţiona asupra contactului său normal închis F5(7-9), deschizând contactul lor normal deschis înseriat cu bobina contactorului, ceea ce conduce la deconectarea motorului de la reţea. În caz de scurtcircuit acţionează în timpul cel mai scurt siguranţele fuzibile, montate în amonte de contactor, întrerupând alimentarea motorului.

Protecţia la scăderea tensiunii este asigurată de însăşi bobina contactorului care dezvoltă o forţă activă mai mică decât forţa rezistentă de îndată ce tensiunea de alimentare scade sub ≈ 70% din valoarea nominală, astfel contactele contactorului se deschid şi deconectează motorul de la reţea.

Protecţia la scurtcircuit prin siguranţe fuzibile asigură rapiditatea necesară, iar caracteristica releului termobimetalic (puternic dependentă) permite ca la pornire Ip=5÷8In protecţia să nu acţioneze (de aceea siguranţele fuzibile acţionează de la 10÷15In).

Fig. 5 Caracteristica de protecţie

1 - caracteristica releului termobimetalic dependentă;

2 - caracteristica releului electromagnetic;

3 - caracteristica siguranţei fuzibilă dependentă;

4 - caracteristica de stabilitate termică a motorului;

11

4. Alegerea echipamentelor de forţă

4.1 Întrerupătorul principal

Ca şi întrerupător principal am ales un întrerupător tetrapolar capsulat de 100 A, mai jos am prezentat caracteristicile a 3 astfel de întrerupătoare de la 3 producători diferiţii:

Producător ABB

Caracteristici generale:

Tipul MS100;

Temperatura mediului ambiant: -25 ... +80°C;

Umiditatea relativă: 50% la 40°C sau 90% la 20°C;

Mediul ambiant: fără pericole de explozii, fără praf, ceaţă, ploaie, ulei, fum, zăpada, deci în medii specifice halelor industriale;

Altitudinea maximă:2000m;

Anduranţă mecanică: 107 acţionări;

Grad de protecţie: IP20;

Caracteristici electrice:

Tensiunea nominală de utilizare: 400Vc.a.;

Tensiunea nominală de izolare: 660Vc.a.;

Curentul termic convenţional in aer liber: 100A;

Curentul nominal de utilizare: 100A;

Frecvenţa nominală: 50Hz;

Anduranţă electrică: 106 acţionări

12

Producător Electrocontact Botoşani


Tipul 1303;


Standard de referinţă:SR EN 60947-1, SR EN 60947-3+A1;

Domeniul de utilizare:Se utilizează la conectarea şi deconectarea instalaţiilor electrice de joasă tensiune;







Tensiunea nominală de utilizare: 400Vc.a.; Tensiunea nominală de izolare: 660Vc.a.;





Producător Moeller


Tipul PKZM16;


Standard de referinţă: IEC/EN 60947, VDE 0660, UL 508, CSA C 22.2 No. 14;

13







Tensiunea nominală de utilizare: 400Vc.a.;

Tensiunea nominală de izolare: 660Vc.a.;





Fig.6 Cote de gabarit

14

4.2 Contactoare

Contactorul electromagnetic este definit ca un aparat de comutaţie electromecanică, acţionat altfel decât manual (de un electromagnet la joasă tensiune), cu o singură poziţie de repaus, capabil să stabilească, să suporte şi să întrerupă curenţi nominali şi curenţi mai mari decât cei nominali, dar care apar în mod normal (nu curenţi de scurtcircuit). Este destinat în vederea efectuării unui mare număr de comutaţii în sarcină (105 – 106) şi unui număr şi mai mare de comutaţii fără sarcină (107).

Contactoarele sunt aparate de comutaţie care pot realiza operaţiile de închidere, deschidere şi

comutare a unor circuite ca urmare a unei comenzi date de un releu, de un traductor sau de

operatorul uman, la anumiţi parametri electrici prestabiliţi. Ele pot fi acţionate de un

operator, prin utilizarea unui buton de comandă montat în apropierea aparatului sau de la

distanţă.

IK≥1.1*InM=1.1*22.2=24.42 [A]

Se alege din STAS contactoare din clasa AC3. Acest tip de contactor se foloseşte pentru pornirea motoarelor în scurtcircuit şi la oprirea acestora în plin mers. Pentru motorul ales, avem curentul nominal la 400V de 22.2 A, conform stasului trebuie sa alegem un contactor cu IK≥24.42 A. Astfel am ales următorii 3 producătorii de contactoare:

Producător Moeller:


Tipul DILM 32-10.; Capacitatea mecanică: 5000 manevre/h; Altitudine: maxim 3000m; Rezistenţa la şoc: 10GN Grad de protecţie: IP00 Condiţii normale de funcţionare:

- Umiditatea relativă a aerului: max. 50% la +40; - În mediu fără pulberi, gaze corozive, vapori;

Temperatura ambianta:- deschis: - 25800C- in carcasă: - 25400C- depozitare: - 40800C


15

Curentul de serviciu 32 A; Tensiune nominală: maxim 690Vc.a.; Tensiunea bobină 24V; Puterea consumată de bobină: 12W la 24 V; P(la 400V) = 15kw; Număr de poli: 3 Limita de frecvenţă: 25400Hz Numar de comutaţii: 107

Curentul accidental admisibil (de scurtă durată): - 1s – 900A- 10s – 520A- 1 min – 260A- 10 min – 110A

Acest contactor are ataşat si un releu termic de tipul: ZB32-38, curent de reglaj: 25÷32 A

Producător ABB:


Tipul A 30; Capacitatea mecanică: 750 manevre/h; Altitudine: maxim 2000m; Rezistenţa la şoc: 10GN Grad de protecţie: IP20 Clasa de izolaţie a bobinei: A Condiţii normale de funcţionare:

- Temperatura mediului ambiant: -15…+40 0C- Umiditatea relativă a aerului: max. 50% la +40- În mediu fără pulberi, gaze corozive, vapori

16

107

36

46

(20)104

74

(15)

48 24

2xΦ

45

69,5

Φ4,

5 48

123



Curentul de serviciu 32 A; Tensiune nominală: maxim 690Vc.a.; Tensiunea bobină 24V; Puterea consumată de bobină: 16W la 24 V; P(la 400V) = 15kw; Număr de poli: 3 Curent termic convenţional al contactelor auxiliare: 10 A Limita de frecvenţă: 25400Hz Numar de comutaţii: 107

Acest contactor are ataşat si un releu termic de tipul: TA 42 DU 32, curent de reglaj: 20÷32 A

Fig. 8 Cote de gabarit

Producător Ganzkk:


Tipul DIL-K11; Durata mecanică: 3*107 comutaţii; Capacitatea mecanică: 650 manevre/h; Altitudine: maxim 2000m; Rezistenţa la şoc: 10GN Grad de protecţie: IP20 Clasa de izolaţie a bobinei: A Condiţii normale de funcţionare:

17

- Temperatura mediului ambiant: -15…+40 0C- Umiditatea relativă a aerului: max. 50% la +40- În mediu fără pulberi, gaze corozive, vapori


Curentul de serviciu 32 A; Tensiune nominală: maxim 690Vc.a.; Tensiunea bobină 24V; Puterea consumată de bobină: 14W la 24 V; P(la 400V) = 15kw; Număr de poli: 3 Curent termic convenţional al contactelor auxiliare: 16 A Limita de frecvenţă: 25400Hz Numar de comutaţii: 106

Curentul limită de scurtă durată: - 1s – 400A- 5s – 280A

Acest contactor are ataşat si un releu termic de tipul: H0-2K, cu următoarele caracteristicii:

Tensiunea nominalã de izolaþie: 500 V;

Pierderi în cãile principale de curenţi: 4 VA;

Clasa de declanşare: 10;

Frecvenþa de conectare: 15 conectării/oră;

Curentul de reglaj: 21,5÷32 A;

Grad de protecţie: IP 20;

18

Fig. 9 Cotele de gabarit

Locul dimensiunii Simbol DIL-K11 [mm]

Înãlþimea contactorului

H1 85

Contactor + releu termic

H2 120

Contactor + bloc auxiliar

B 69

4.3 Releu electromagnetic maximal de curent

Imc=Ip/In*1,1*Inm=6.5*1.1*22.2=158,73[A]

Producător Schneider electric:


Tipul SSR PCDS; Durata mecanică: 106 comutaţii; Altitudine: maxim 2000m;

19

Grad de protecţie: IP20; Grad de protecţie pentru borne: IP00; Condiţii normale de funcţionare:

- Temperatura mediului ambiant: -20…+80 0C;- Umiditatea relativă a aerului: max. 80% la +20;- Medii lipsite de praf, pulberi conducătoare electric sau substanţe active din punct de vedere chimic;


Curent de serviciu: 160 A;

Curent limită termic: maxim 550 A;

Curent de reglaj: 50-180 A;

Consumul: 140 VA;

Rezistenţa la izolaţie: minim 50 M;

Coeficient de revenire: minim 0,85;

Eroare de indicare: ±5%;

Timp de acţionare: 0,025 s;

Anduranţă electrică: 104 acţionări;


20

Producător Relpol:


Tipul RSR; Durata mecanică: 105 comutaţii; Altitudine: maxim 2000m; Grad de protecţie: IP20; Grad de protecţie pentru borne: IP00; Condiţii normale de funcţionare:






Consumul: 140 VA;





21


Producător S.c. Ee Test S.a.:


Tipul RE08; Durata mecanică: 105 comutaţii; Altitudine: maxim 2000m; Grad de protecţie: IP20; Grad de protecţie pentru borne: IP00; Condiţii normale de funcţionare:






Consumul: 140 VA;


22




Anduranţă electrică: 104 acţionări.

4.4 Siguranţe fuzibile

Isf=1,1*10*Ip/In*1/√3*Inm=1,1*10*6.5*1/√3*22,2= 922 A

Producător electrogrupaparataj:

Caracteristici:

Standarde:IEC 60269-1; IEC 60269-4; VDE 0636-23; Grupa:3

Clasa de izolaţie: C - conf.VDE 0110;

MPR 630 A

Capacitatea de rupere:100KA;

CosF=0,2;

Caracteristica de declanşare gL-gG;

Tensiune nominala 500 V / 50 Hz;

Materiale:

- Contacte: Cupru argintat

- Şuruburi: Oţel zincat

- Baza: Porţelan

23

Fig.12 Siguranţă fuzibilă MPR 630 A

Producător Comtec-int:

Caracteristici:

Conform normelor EN-60269; Tip: MF0006-20793 Grupa:3

Materiale anticorozive acoperite cu argint;

MPR 630 A


Caracteristica de declanşare gL-gG;

Tensiune nominala 500 Vc.a;


Producător Agerom:

Caracteristici:

Conform normelor SREN 60439; Tip: MH1 Grupa:3

Materiale anticorozive acoperite cu argint;

MPR 630 A

24


Caracteristica de declanşare gM-gG;

Tensiune nominala 500 Vc.a;


4.5 Cabluri

Pentru alimentarea motorului am ales, cablu de Cupru: MYYM 4x4 (cablu de uz general, cu izolaţie şi manta de PVC, liţat):

Negru - alimentarea panoului de coamdă al motoruluiGalben+Verde pământarea

Producător RCB Electro:

Date tehnice:

Tensiunea nominală: Uo/U=300/500 V;

Temperatura minimă a cablului la montaj: +5°C;

Temperatura minimă a cablului in exploatare: -10°C;

Temperatura maximă a conductorului in timpul exploatării: +70°C;

Condiţii de încercare: 2 KV, 50 Hz, 5 minut;

25

Producător Iproeb Bistriţa:

Date tehnice:

Tensiunea nominală: Uo/U=300/500 V;

Temperatura minimă a cablului la montaj: +5°C;

Temperatura minimă a cablului in exploatare: -10°C;

Temperatura maximă a conductorului in timpul exploatării: +70°C;

Condiţii de încercare: 2 KV, 50 Hz, 5 minute;

Standard de referinţa : SR HD 21.5 S3;

Standard de produs : ST7-2001-IPROEB.

Producător Romcab:

Date tehnice:

Conform SR CEI 60228

Izolaţie de PVC

Înveliş comun

Manta interioară

Armătură din bandă de oţel

Manta exterioară de PVC

Tensiunea de încercare: 3,5 kV, 50 Hz, timp de 5 minute

Temperatura maximă admisă pe conductor în condiţii normale de exploatare: +70 °C;

26

Fig. 15 Cabluri de tip MYYM

5. ALEGEREA ECHIPAMENTELOR DE COMANDĂ ŞI SEMNALIZARE

5.1. Transformatorul de separare

Tensiunea din primarul transformatorului este de 230 V. În secundarul transformatorului se stabileşte în funcţie de locul de utilizare al motorului pentru a putea asigura protecţia utilizatorului uman. Astfel în secundar vom alege 24 V. Pentru a stabili puterea transformatorului este necesar a se vedea consumatorii posibili de energie. Astfel pentru schema noastră transformatorul trebuie să asigure energie pentru 2 contactoare (C1 şi C2), releu de temporizare (d1) şi pentru 4 becuri (4H).

Bilanţul puterilor pentru situaţia cu 4 becuri:

Pc=2*Pki+Pkd+PK4T+4×PH=2*1,2+12+1.8+4*6=40.2

Pkd=12 W;

PK4T= 1.8 W;

PH= 6 W;

Pki=0,1*Pkd=0,1*12=1,2 W;

27

cosφ=0.8;

η=0.8;

S=Pc/(η*cosφ)=40.2/(0.8*0.8)=62.8;

Pentru a asigura puterea necesară consumatorilor alegem conform STAS transformatorul TMAC 63.

Producător Electrotehnica Echipamente Electrice:

Condiţii de funcţionare:- Clasa I / II de protecţie electrică (în funcţie de solicitări ) -implicit clasa I- Grad de poluare P2- prezintă o poluare neconducătoare- Condiţiile generale de mediu în care funcţionează produsul: -25 C +40 C;- Umiditatea medie relativă admisibilă a aerului 80% la 20 C;- Altitudinea maximă în timpul utilizării: 1000m;

- În medii lipsite de substanţe puternic corozive, vapori inflamabili sau explozivi şi fără pulberi conducătoare de electricitate sau alte substanţe active chimic; - Standarde de referinţă:SREN61558-1+A1:2000

Caracteristici tehnice ale transformatorului:

Tensiunea în primar : 230 V;

Tensiunea în secundar: 24 V;


Clasa de izolaţie: E;

Regimul de funcţionare: RC;

Frecvenţa: 50 sau 60 Hz;

Căderea de tensiune secundară de la mersul în gol la mersul în sarcină inductivă la cosf=0,4 nu depăşeşte 5% din valoarea nominală;

Precizia tensiunii secundare la mers în sarcină fată de valoarea nominală este de maximum ±5%.

Miez magnetic executat din tole în manta;

Piese de fixare şi strângere;

Conectori de legătură;

28

Ecran de protecţie între înfăşurări.

Tip

TRAFO

Puterea în regim de durată

(VA)

Puterea maximă admisă în regim de scurtă durată

50 ms (VA)

Cote de gabarit

(mm) Greutate

(Kg)

Cote de montaj

(mm)

cos f =1

cos f =0,4

cos f =0,3

cos f =0,5

cos f =0,7

L B HDesen

e b fA

TMA 63 VA

63 158 160 125 100 120 80 140 Fig.8 4,9 100 63 6

29

Fig.16. Transformatorul TMA 63

Producător Moeller:

Condiţii de funcţionare:

- Condiţiile generale de mediu în care funcţionează produsul: -25 C +40 C;

- Umiditatea medie relativă admisibilă a aerului 80% la 20 C;

- Altitudinea maximă în timpul utilizării: 1000m;

- În medii lipsite de substanţe puternic corozive, vapori inflamabili sau explozivi şi fără pulberi conducătoare de electricitate sau alte substanţe active chimic

- Standarde de referinţă:IEC/EN 61558-2-2,VDE 0570 Part 2-2;


Tensiunea primară maximă: 660 V;

Tensiunea secundară maximă: 250 V;


Clasa de izolaţie: B;

Greutate:6,8 Kg;

Randament:0,83;

Fig. 17 Transformatorul STN0,63

30

Producător Electrocontact Botoşani

Condiţii de funcţionare:

- Clasa I / II de protecţie electrică (în funcţie de solicitări ) -implicit clasa I- Grad de poluare P2- prezintă o poluare neconducătoare- Condiţiile generale de mediu în care funcţionează produsul: -25 C +40 C;- Umiditatea medie relativă admisibilă a aerului 80% la 20 C;- Altitudinea maximă în timpul utilizării: 1000m;

- În medii lipsite de substanţe puternic corozive, vapori inflamabili sau explozivi şi fără pulberi conducătoare de electricitate sau alte substanţe active chimic;

- Standarde de referinţă:SR EN 60076, STAS 1703-80;


Tensiunea primară maximă: 660 V;

Tensiunea secundară maximă: 250 V;


Clasa de izolaţie: F;

Regimul de funcţionare: RC;

Execuţie climatică:N2;

Randamentul :0,84;

31


Cote de gabarit

(mm)

Greutate

(Kg)

Cote de montaj

(mm)

A B H Desen a b f

190 140 180 Fig. 8 96 113 8,4

5.2. Puntea redresoare şi condensatorul de filtraj

Curentul mediu redresat este I2N [A]. Tensiunea medie redresată este U2 [V].

I2n=S*η /(U2n *cosφ)=63*0.82/(24*0.8)=2.69 [A]

I1n=S/(U1n*cosφ)=63/(230*0.8)=0.34 [A]

Din toate aceste considerente am ales puntea redresoare 3PM05.

32

Producator: IPRS Bucureşti

Uinv. de vârf repetitivă=50 V

- Curentul nominal ID=3 A

- Curentul direct de vârf de suprasarcină accidentală IFSM=80 A

- Integrala de curent I2.t=24 A2s

Producător Alfa

- Uinv. de vârf repetitivă=50 V

- Curentul nominal ID=3 A

- Curentul direct de vârf de suprasarcină accidentală IFSM=70 A;

Producător Vishay

- Uinv. de vârf repetitivă=50 V;

- Curentul nominal ID= 3 A;

- Curentul direct de vârf de suprasarcină accidentală IFSM=60 A;

Se alege un condensator electrolitic pentru filtraj cu codul EG 35.52 cu următoarele date caracteristice:

Producător IPRS Bucureşti

- capacitate C=10 [pF]

- toleranţa -20% ... +50%

- 0 la 100Hz şi 20oC şi tensiuni mai mari de 100 V

- tensiunea de vârf 1,1.UN=26,4 [V]

- dimensiuni: diametru D=16 [mm]

- lungimea L=31 [mm]

33

Producător Vishay

- capacitate C=10 [pF];

- toleranţa -20% ... +50%

- U=250V;

Producător Chorus

- capacitate C=10 [pF]

- toleranţa -10% ... +40%

- dimensiuni: diametru D=16 [mm]

- lungimea L=31 [mm

- U=250V

5.3 Siguranţe fuzibile

Isf10=1,1*Ks10*I2n*0.86=1,1*2*2.69*0.86= 5.089[A];

I’sf10≥Is10 6≥5.089

Ks10’=I'sf10/(1.1*I2n*0.86)=6/(1.1*2.69*0.86)= 2.357;

Ks89=1.2*K’s10=1.2*2.35=2.83;

Isf89=1.1*Ks89*I2n=1.1*2.83*2.69= 8.37[A];

I’sf89≥Isf89 9≥8.37;

K’s89=I’sf89/(1.1*I2n)=9/(1.1*2.69)=3.04;

Ks67=1.2*K’s89=1.2*3,04=3.64;

Isf67=1.1*Ks67*I1n=1.1*3.64*0,34=1,36[A];

I’sf67≥Isf67 2≥1,36;

K’s67=I’sf67/(1.1*I1n)=2/(1.1*0.34)=5,34;

K’s10<1.2*K’s89<1,2K’s67 2.35<1.2*3.04<1.2*5.34

2.35<3.65<6.04

34

F10 – siguranţă rapidă – 6 A

F8-9 – 9 A

F6-7 –2 A

F10- Siguranţa fuzibilă cu filet mignon de 6 A:

Producător: Syscom

Model/cod produs

Current nominal[A]

Tensiune nominală[V]

CaracteristicaStandarde respectate

FSF06 6 500V gGEN 60269

Producător: Electroaparataj

Fig.19 Siguranţa fuzibilă rapidă

Model/cod produs

Current nominal[A]

Tensiune nominală[V]

CaracteristicaStandarde respectate

D1 6 400V gGEN 60269

Producător: Mivarom

Model/cod produs

Current nominal[A]

Tensiune nominală[V] Caracteristica

Standarde respectate

A6 5Z2 6 500V gG

EN 60269

35

F8-9 Siguranţa fuzibilă cu filet de 9 A

Producător: Syscom

Fig.20 Siguranţa fuzibilă cilindrică

Current nominal[A]



9 500V gG

EN 60269


Current nominal[A]



9 400V gG

EN 60269


Current nominal[A]



5 400V gG

EN 60269

36

F6-7 Siguranţa fuzibilă cu filet de 2 A

Producător: Syscom

Fig.21 Siguranţa fuzibilă cu filet

Current nominal[A]



2 500V gG

EN 60269


Current nominal[A]



2 400V gG

EN 60269


Current nominal[A]



2 500V gG

EN 60269

37

5.4 Releul de temporizare

Aceste relee nu au rol de protecţie propiuzis, dar sunt folosite în schemele electrice de protecţie, acţionare şi automatizări alături de aparatele electrice de comutaţie şi protecţie.

Aceste relee determină un semnal în circuitul de ieşire după un anumit interval de timp din momentul aplicării sau întreruperii tensiunii din circuitul lor de intrare.

Există relee de timp cu temporizare la acţionare, care determină un semnal în circuitul de ieşire după un anumit interval de timp (reglabil) din momentul aplicării semnalului de intrare şi relee de timp cu temporizare la revenire, care determină un semnal în circuitul de ieşire după un anumit interval de timp din momentul întreruperii semnalului de intrare.

Producător: Relee Mediaş

Caracteristici generale

Tipul RST-2D

Cod: RS-76090

Temperatura de funcţionare: -250C ÷ +550C

Temperatura de transport: -33÷ +550C

altitudinea maximă 2000m

Presiunea atmosferică: 86÷106 kPa

Umiditatea relativă: max. 80% la +200C

Anduranţă electrică: 5x105 acţionări

Anduranţă mecanică 107 acţionări

grad de protecţie IP40 cu excepţia bornelor care au IP00

Circuitul de comadă

Tensiunea nominală: 24 Vc.c

Consumul de putere: 8W

Puterea absorbită maxim 5 VA

fiabilitatea temporizării 1,5%

38

Temporizarea: 1,5 la 10 s, reglat la 7s

Producător Moeller


Tip: DILET11-30-A

Variaţia de temperatură: -200C … +600C;

Presiunea atmosferică: 86 … 106 kPa;

Umiditatea relativă: max. 80% la +200C;

Durata de funcţionare: 30x106 acţionări;

Medii lipsite de praf, pulberi conducătoare electric sau substanţe active din punct de vedere chimic;

Grad de protecţie:IP 40;

Circuitul de control:

39

Fig.22 Releu de temporizare

Tensiunea nominală: 24 V

Tensiunea de acţionare: 0,7 la 1,1 din tensiunea nominală

Tensiune de revenire: 0,03Un

Consumul de putere: 1,8 W

Temporizarea: 1,5-30 s, reglat la 7s

Fig. 23 Cote de gabarit

Producător Fuji


Variaţia de temperatură: -100C … +500C;

Umiditatea relativă: max. 85% la +200C;

Durata de funcţionare: 20x106 acţionări;

Medii lipsite de praf, pulberi conducătoare electric sau substanţe active din punct de vedere chimic;

Grad de protecţie:IP 40;

Circuitul de control:

Tensiunea nominală: 24 V

40

Tensiunea de acţionare: 0,9 la 1,1 din tensiunea nominală

Tensiune de revenire: 0,04Un

Consumul de putere: 2 W

Temporizarea: 2-30 s, reglat la 7s

Fig.24 Releu de timp ST7P-2A13T-ADC

5.5 Rezistenţe economizatoare:

Fig .25 Conectarea rezistenţei economizatoare.

41

Se utilizează următoarele rezistenţe economizatoare:

Producător: Royalohm

Tip Putere nominală

Tensiune maximă de lucru

Tensiune de suprasarcină

Valoare

MGR 200 15W 500 V 1200V 20 KΩ

Aceste rezistenţe au toleranţa de ±5% , valorile fiind indicate prin codul culorilor.

Fig. 26 Cote de degabarit

Producător: Tyco Electronics

Tip Putere Tensiune Tensiune de Valoare

42

nominalămaximă de lucru suprasarcină

HSA10 16W 550 V 1400V 20KΩ

Rezistenţele economizatoare produse de Tyco Electronics sunt prevăzute cu radiator de Aluminiu.

Fig. 27 Cotele degabarit ale rezistenţei economizatoare Tyco Electronics.

Producător: VISHAY

Tip Putere nominală

Tensiune maximă de lucru

Tensiune de suprasarcină

Valoare

VSH10 14W 550 V 1200V 20KΩ

5.6 Butoane şi lampi de semnalizare

Butoanele si lămpile de semnalizare folosite sunt prevăzute cu inel frontal de plastic cu diametrul Φ=22mm, tensiunea de 24 V iar suportul pe care sunt montate fiind din aluminiu.

Butoane:

Producător: Moeller

43

Butonul Start

- cod:M22S-D-W/K10

- culoare verde

- buton plat cu revenire

Butonul STOP

- cod:M22-PV/K01- culoare roşie- buton tip ciupercă cu automenţinere

Producător: Ganz KK

Butonul Start

- cod: V-N-Z-I

- culoare verde


Butonul STOP

- cod: G-E- culoare roşie- buton tip ciupercă cu automenţinere- revenire prin rotire

Producător: Oanta

Butonul Start

- culoare verde


Butonul STOP

- culoare roşie- buton tip ciupercă cu automenţinere- revenire prin rotire

44

Fig.28 Buton comandă START Fig.29 Buton tip ciupercă STOP

Lămpi de semnalizare :

Pentru partea de semnalizare am folosit lămpi de semnalizare cu led, prevăzute cu inel frontal de plastic cu diametrul Φ=22mm, tensiunea de 24 V iar suportul pe care sunt montate fiind din aluminiu.

- pentru semnalizare tensiune comandă culoare verde- pentru semnalizare stea culoare albă- pentru semnalizare triunghi culoare albă- pentru semnalizare avarie culoare rosie

Producător: Moeller

-Tensiunea de lucru Ue=12÷30Vc.a/c.c

- Curentul absorbit Ie= 8÷15mA

- Puterea consumată Pmax=6 W la 24V

- Durata de viaţă 105 ore

- Grad de protecţie IP 65

Producător: Ganzkk

-Tensiunea de lucru Ue=24 V

- Intensitatea luminoasă 60 cd/m²

- Puterea consumată Pmax=6 W


45


Producător: Oanta

-Tensiunea de lucru Ue=24 V

- Curentul absorbit Ie= 12mA

- Puterea consumată Pmax=6 W



- Intensitatea luminoasă 50 cd/m²

Fig.30 Lămpi de semnalizare

5.7 Conductori

Pentru partea de comandă am ales conductori de tipul MYf de 1,5 mm2, cablu de uz general, cu izolaţie şi manta de PVC, ce conţine un conductor cu secţiunea de 1,5 mm2.

- Roşu – tensiunea de comandă în c.a

- Albastru – tensiunea de comandă în c.c- Negru – alimentarea transformatorului- Galben+Verde – pământarea transformatorului-

Producător: RCB Electro- Tensiunea de 450 V- Tensiunea de încercare 2,5 KV,50 Hz, timp de 15 minute .- Temperatura minimă a mediului ambiant : la montaj +5 ºС, în exploatare -30 ºС.- Temperatura maximă admisă pe conductor în condiţii normale de exploatare +70

ºС.Producător: Iproeb Bistriţa

- Tensiune nominală 450V.

46

- Tensiunea de încercare în mediu umed 2500V.- Temperatura de funcţionare -25°C...+70°C;- Secţiunea 1,5 mm².

Producător: Romcab- Tensiune nominală 450V.- Tensiunea de încercare în mediu umed 2500V.- Temperatura de funcţionare -25°C...+70°C;- Secţiunea 1,5 mm².

Fig.31 Conductori de tip MYf

Bibliografie

47

http://www05.abb.com

http://www.borgeraquatech.ro

http://inginerie.ulbsibiu.ro/cat.iee/mat/EECursvol2PopescuLizeta.pdf

http://www.agenda-electrica.ro

http://www2.emersonprocess.

http://www.relpol.pl

http://www.comatelectro.com

http://www.iproeb.ro

http://www.global-download.schneider-electric.com

http://www.icpe.ro

http://www.relee.ro

http://www.electrocontact.ro

http://www.ganzkk.ro

http://www.relpol.co.uk

www.rs.ro

www.chint.ro

www.macrofil.ro

www.royalohm.com

48

http://www.royalohm.com/

http://www.macrofil.ro/

http://www.chint.ro/

http://www.rs.ro/

http://www.relpol.co.uk/

http://www.ganzkk.ro/contactoare.php?do=contactoare-electromagnetice

http://www.electrocontact.ro/produse/Produse_de_uz_industrial/Intrerupatoare/83-_Icirc_ntrerupator_tripolar_capsulat.html

http://www.relee.ro/pdf/relee_de_timp.pdf

http://www.icpe.ro/ro/d/8/p/sigurante_joasa_tensiune

http://www.global-download.schneider-electric.com/852575A6007E5FD3/all/5D8BE01C4452629D85257639006A9289/$File/dia3ed2090304en.pdf

http://www.iproeb.ro/produs?id=153

http://www.comatelectro.com/cabluri-energie-sau-forta-din-cupru-armate-cu-banda-de-otel-------------------------------------cu-izolatie-si-manta-din-pvc_2515/

http://www.relpol.pl/

http://www2.emersonprocess/

http://www.agenda-electrica.ro/docs/sb0801y.pdf

http://inginerie.ulbsibiu.ro/cat.iee/mat/EECursvol2PopescuLizeta.pdf

http://www.borgeraquatech.ro/index.php?option=com_content&view=article&id=54&Itemid=60

http://www05.abb.com/global/scot/scot259.nsf/veritydisplay/8b5006a94d4fc479832576da0024f77b/$File/General%20performance%20motors%20EN%2002_2010.pdf