Расчёт сечения провода по допустимой длительной токовой нагрузке при подключении токарно-винторезного станка 1К62 к линии сети
Для расчёта сечения проводов питающей линии необходимо знать расчётно- электрическую мощность потребляемую токарно-винторезным станком 1К62. Нагрузка на провода должна быть рассчитана достаточно, так как завышенная нагрузка приведёт к выбору провода большого сечения, а заниженная – меньшего сечения, что целом экономически невыгодно, так как возникнут потери электроэнергии и напряжения в проводах. Расчёт ведётся общепринятым методом. Установленная мощность токарно-винторезного станка 1К62:
Ру = М1+М2 + М3 + М4
где: М1 = 11000Вт – мощность электродвигателя главного привода; М2= 7500Вт – потребляемая мощность двигателя быстрых ходов; М3= 120Вт – потребляемая мощность двигателя электронасоса; М4= 1100Вт – мощность электродвигателя гидронасоса суппорта
Ру = 11000 + 7500 + 120+1100 = 19720Вт
Выбирается коэффициент спроса по таблице 1
Таблица 1 - Коэффициент спроса для потребителей электроэнергии
Принимается коэффициент спроса, Кс = 0,95 2.1.4.Расчётная мощность токарно-винторезного станка 1К62: Рр = Кс* Ру где: Кс = 0,95 – коэффициент спроса Ру = 19720 Вт – установленная мощность Рр = Кс* Ру =0,95 * 19720 =18734Вт 2.1.5.Расчётный ток токарно-винторезного станка 1К62, который равен в данном случаи номинальному току, I р = I н: I р = Рр / Uнс где: Рр =18734Вт – расчётная мощность Uнс = 380В – номинальное напряжение трёх фазной сети I р = Рр / Uнс = 18734 / 380 =49,3А
По таблице 2 выбирается сечение жил проводов для прокладки в одной трубе и тока 49,3А.
Таблица 2 - Длительно допустимые токовые нагрузки, А, на провода с поливинилхлоридной и резиновой изоляцией
Выбираются три провода медные с сечением 10 мм2, проложенные в одной трубе или три провода алюминиевые с сечением 16 мм2, проложенные в одной трубе.
Выбирается марка провода согласно таблице 3 Таблица 3 - Данные установочных проводов
Продолжение таблицы 3
Для прокладки в одной трубе выбирается 3-х жильный провод ПРТО-3×10 с медными жилами сечением 10 мм2 или 3-х жильный провод АПРТО-3×16 с алюминиевыми жилами сечением 16 мм2. 2.2 Расчет токов плавких вставок предохранителей и их выбор При расчёте тока плавкой вставки предохранителя необходимо руководствоваться условиями: – если в линию включена силовая нагрузка, например электродвигатель, то номинальный ток плавкой вставки предохранителя Iвст должен быть равен или больше величины пускового тока I пуск электродвигателя, поделённой на 2,5
. Iвст ≥ I пуск ∕ 2,5 – должна быть соблюдена избирательность защиты линий, т.е. каждый предохранитель должен срабатывать только тогда, когда повреждение произойдёт на защищаемом им участке электропроводки. Обычно предохранители с плавкими вставками устанавливают в начале участка и при изменении сечения проводов.
Расчёт ведём согласно методике, указанной в [6] Расчётный ток для трёх фазной четырёх и трёх проводной сети:
Iр =
где: Ру = М3 + М4 =120 + 1100 = 1220 Вт – установленная мощность Кс = 0,95 – коэффициент спроса Uл = 380В – линейное напряжение М3= 120Вт – потребляемая мощность двигателя электронасоса М4= 1100Вт – мощность электродвигателя гидронасоса суппорта
Iр = 1,85 А
Пусковой ток электродвигателя главного привода токарно-винторезного станка 1К62: Кпуск = Iпуск / Iр откуда Iпуск = Iр *Кпуск где: Кпуск = 4,8 – коэффициент пуска Iр = 1,85А – расчётный ток
Iпуск = 4,8 * 1,85 = 8,88А
Ток плавкой вставки предохранителя:
Iвст ≥ I пуск ∕ 2,5 = 8,88 / 2,5 = 3,55А
По шкале номинальных токов плавких вставок согласно таблице 4 принимается ток плавкой вставки: Iвст = 4 А.
Таблица 4 - Данные для выбора плавких вставок предохранителей в силовых цепях
По таблице 5 выбирается предохранитель.
Таблица 5 - Технические данные некоторых плавких предохранителей
Предохранитель выбирается ПН –2 .
Расчет трансформатора
Исходные данные: Номинальное напряжение первой обмотки U1 = 220 В Частота питающей сети f = 50 Гц Номинальное напряжение обмотки W2 U2 = 24 В Номинальная мощность обмотки W2 S2 = 100 ВА Коэффициенты мощности обмотки: – обмотки W2 = 0,9 Температура окружающей среды окр.ср. = 40°С.
Расчет трансформатора ведем по методике, предложенной в []. 1. Определение токов первичной обмотки а) ориентировочная мощность трансформатора определяется по формуле: где – ориентировочная мощность первичной обмотки, ВА; – номинальная мощность вторичных обмоток, отдающих мощность синусоидального тока, ВА; б) ориентировочный КПД трансформатора принимаем по литературе [] в) активная составляющая тока первичной обмотки:
г) реактивная составляющая тока первичной обмотки: где Iμ – ток намагничивания для маломощного трансформатора (может быть принят в пределах 30–50% от активной составляющей); принимаем Iμ = 0,3 Iiа =0,3 – коэффициент мощности обмотки принимаем 0,587 [] д) полный ток первичной обмотки: 2. Определение поперечного сечения стержня сердечника трансформатора. Оно связано с мощностью на стержень и с индукцией в нем, отношением массы стали к массе меди, частотой питающей сети и плотностью тока в обмотке соотношением: ; где – полная мощность первичной обмотки трансформатора (U1 – напряжение первичной обмотки); f – частота тока, Гц; j – плотность тока, А/мм2; (согласно правил эл. установок принимаем 3) – предварительное значение индукции в стержне, Т; С – конструктивный коэффициент.
Индукция в стержне при токе холостого хода до 50% от полного тока может быть принята в следующих пределах: Для трансформаторов броневого типа с числом стыков в сердечнике составляет = 1,2 – 1,3 Тл; принимаем = 1,2 Тл. Коэффициент при расчете на минимум веса d = 2–3; принимаем = 2,5. Полное сечение стержня Qc.pacч (с учетом междулистовой изоляции) будет равно: ,
где К3 – коэффициент заполнения площади сечения сердечника сталью, зависящий от толщины листа. К3 = 0,96 для эл. техн стали 3411 толщиной 0,35 мм.
3. Определение числа витков обмоток трансформатора. Установив ЭДС одного витка по формуле: вычисляем число витков первичной обмотки трансформатора: где -падение напряжения в первичной обмотке; величину найдем по кривой U% = f(Р) для 100 ВА; = витков; Напряжение, приходящееся на один виток обмотка при нагрузке:
Так как число витков обмотки напряжения получилось целым, то пересчета , , , и , не делаем. Принимаем = 0,26 В; = 1,2 Тл; W1 = 896 вит; W2 = 98 вит. 4. Определение сечений и диаметров проводов обмоток. Предварительное значение площадей поперечных сечений проводов обмоток подсчитывается по формулам:
Выбираем стандартные сечения и диаметры без изоляции и с изоляцией. Для провода типа ПЭВ – 2 имеем:
Уточняем плотности: 5. Определение площади окна сердечника трансформатора. Ориентировочно она находится по формуле:
где Кок – коэффициент заполнения окна сердечника обмоткой. Кок = 0,2 – 0,4(типовое значение Кок= 0,3).
Исходя из значений и Qок выбираем броневой ленточный сердечник ШЛ следующего типа – размера ШЛ 16×32, у которого:
6. Выбор сердечника трансформатора. Размеры сердечников стандартизированы. По таблицам выбирают тот сердечник, который удовлетворяет следующим требованиям: а) площадь поперечного сечения стержня Qс.выб. должна быть равна или близка к расчетной, т.е. ; =10,76 см
б) площадь окна должна быть достаточной для размещения обмоток, т.е. где – высота окна; – ширина окна. 7. Укладка обмоток на стержне и проверка размеров окна выбранного сердечника. Приступая к размещению обмотки в окне трансформатора, задаются расстоянием от крайних витков до ярма, которое обычно принимается равным 2–5 мм. Тогда число витков в обмотке в одном слое составит
Число витков первичной обмотки в одном слое: где En – расстояние от крайних витков до ярма, En = 3 мм. Число слоев обмотки броневого или однокатушечного стержневого трансформатора определяют по формуле:
Полученное число Мn округляется до ближайшего большого числа. Толщина первичной обмотки будет равна:
где -толщина изоляционной прокладки между слоями. Но т.к. изоляционную прокладку применяют в случае, когда напряжение между слоями > 50В, а в нашем случае < 50В. Следовательно, изоляционную прокладку не используем и не учитываем в расчетах.
Те же самые параметры определяем для второй и третьей обмотки.
N вит
М = слоя
Ширина окна сердечника с одной прямоугольной катушкой: где К2 – коэффициент вспучивания, за счет не плотностей прилегания слоев, обычно К2 = 1,2–1,3. -зазор от стержня до катушки, принимаем =3мм. =1,0/2,0мм-толщина изоляции между катушкой и стержнем;
Высота окна сердечника определяется по формуле:
Н= где -коэффициент заполнения окна сердечника обмоткой, =2,0 4,0, принимаем = 0,3 К – оптимальное отношение ширины и высоты окна сердечника,
Н= =0,3 Проверку правильности выбора высоты и ширины окна сердечника произ-водим по их соотношению:
-оптимальное соотношение К=2,0 ; 8. Масса медных обмоток трансформатора. Она представляет собой сумму масс отдельных обмоток. Масса меди обмотки определяется формулой:
где lWn – средняя длина витка n–ой обмотки, см; GMn – масса n–ой обмотки, кг. qn – сумма сечений всех обмоток
9. Потери в меди обмоток. Их вычисляют для каждой обмоток отдельно: где Рм – потери меди в n–ой обмотке, Вт;
а затем суммируют.
10. Вес стали сердечника трансформатора. Для удобства вычисляют отдельно вес стержней и вес ярмя.
Для однофазного трансформатора броневого типа: вес стержней: вес ярма. Полный вес сердечника: 11. Промежуточная проверка результатов расчета. После определения массы стали и массы меди проектируемого трансформатора по их строению проверяется выполнение заданного условия расчета трансформатора (на минимум веса). 12. Потери в стали сердечника трансформатора. Они зависят от частоты и величины индукции. Их вычисляют отдельно от сердечника и ярма. При частоте f = 50 Гц потери в стали сердечника:
13. Определение тока холостого хода трансформатора. Величина его в основном определяется током намагничивания, так как активная составляющая мала по сравнению с реактивной. Ток намагничивания находится по формуле: где Нс и Hя – напряженности поля в стали стержня, определяемые для индукций Вс и Вя из кривых намагничивания. 14. Коэффициент полезного действия трансформатора. Вычисляется при номинальной нагрузке всех обмоток: где Р– суммарная активная мощность вторичных обмоток трансформатора, Вт: 15. Проверка трансформаторов на нагревание. Теплоотдача с единицы поверхности для маломощных трансформаторов составляет в среднем , причем считается, что между сердечником и обмотками имеется достаточный теплообмен. Исходя из сказанного выше: где Qобм. – открытая поверхность обмотки; Qcep – открытая поверхность сердечника; – температура перегрева наиболее нагретой части над температурой окружающей среды, величина открытой поверхности прямоугольной катушки; – перепад температуры от внутренних слоев обмоток к наружным, который для пропитанных лаком обмоток принимается равным 10–15 °С;
Величина открытой поверхности сердечника трансформатора броневого типа: где 105 °С – соответствует классу изоляции А для проводов ПЭЛ. Температура нагрева обмотки не должна превышать допустимой величины температуры, зависящей от класса изоляции по нагревостоикости, то есть ,
где – температура окружающей среды, принимается обычно равной 35–50 °С; – допустимая температура нагрева: – для изоляции класса ; – для изоляции класса ; – для изоляции класса .
ОРГАНИЗАЦИОННАЯ ЧАСТЬ
Популярное: Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (3819)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |