Proiect Similie Constantin

UNIVERSITATEA ”LUCIAN BLAGA” din SIBIUFACULTATEA DE INGINERIE ”Hermann Oberth”

Proiect echipamente electrice

COORDONATOR : STUDENT:

Conf. Dr. Ing. LIZETA POPESCU Similie Constantin GR. 331/2 EM

Temă de proiect

Să se dimensioneze o schemă electrică de comandă, pornire, inversare de sens, 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 inversare de sens şi limitare a curentului de pornire (stea-triunghi, reostate statorice sau variator de frecvenţă), şi cel puţin 4 semnalizări. Comanda se va face cu contactoare de c.a., comandate în c.c., iar protecţiile vor fi cel puţin la suprasarcină, supracurenţi şi scurtcircuit.

Schema de comandă va fi alimentată în c.c. prin transformator de separare şi punte redresoare.

Se vor parcurge etapele:

a. Alegerea şi prezentarea unei acţionări cu motorul impus, 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 maximale de

curent, relee termice sau relee electronice 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). Se pot folosi şi protecţii electronice explicând alegerea lor;

f. Calcularea şi reprezentarea 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.

1. Alegerea aplicatiei

1.1 Alegerea aplicatiei si tipului de cuplaj mecanic

Aplicatia aleasa ce foloseste un motor asincron cu puterea de 11 KW, tensiunea de alimentare Un=400V, turatia de sincronism 1500 rpm si numarul de perechi de poli p=4 este o banda transportoare folosita pentru transportul pieselor cu masa mare intr-o hala de productie.

1) Carcasa 10) Rola de ghidare2) Toba de actionare 11) Contragreutate3) Banda 12) Cadru sistem

intindere4) Role superioare 13) Suport cap

intindere5) Suport role 14) Role inferioare6) Palnie alimentare 15) Motor electric7) Toba de intindere 16) Constructie

metalica8) Carucior 17) Cuplaj9) Cablu de intindere 18)Reductor

Pentru siguranta in functionare si protectia mototrului, cuplajul mecanic dintre motor si reductor trebuie sa permita decuplarea automata a motorului in cazul aparitiei unor momente mari in axul acestuia, momente ce pun in pericol buna functionare a motorului.Exista mai multe tipuri de cuple care indeplinesc aceasta functie, cum ar fi:

a) Cuplajele cu flanşe (Figura5) sunt formate din douăsemicuplaje – montate pe capetele arborilor de asamblat, de regulă, prin pene paralele – solidarizate prin şuruburi, montate cu joc sau fărăjoc. În cazul montajului cu joc, momentul de torsiune se transmite prin frecarea dintre suprafeţele în contact ale flanşelor sau prin bucşe, care descarcă şuruburile de solicitare. Cuplajele cu flanşe la care şuruburile sunt montate fără joc sunt standardizate în douăvariante constructive: pentru arbori orizontali şi pentru arbori verticali; acestea transmit momentul de torsiune prin tija şuruburilor.

b) Cuplaje de siguranţă cu ştifturi de forfecare. Fac parte din grupa cuplajelor de siguranţă care întrerup transmiterea momentului de torsiune şi se utilizează când suprasarcinile acţionează rar, întâmplător, dar sunt de valori mari. Simplitatea constructivă şi gabaritul redus au determinat folosirea pe scară largă a acestor cuplaje,

Figura 5

Figura 5.1

cu toate căpentru repunerea în funcţiune a cuplajului este necesară înlocuirea ştiftului forfecat.Soluţiile constructive existente pot realiza legătura între capetele a doi arbori (fig.5.1, a) sau între o roată dinţată, de curea sau de lanţ, şi arborele pe care aceasta este montată(fig.5.1,b). Ştifturile, executate din oţel cu conţinut mediu de carbon, pot fi lise (v. fig.5.1, a şi b), crestate (fig.5.2, a) sau crestate şi cu mai multe tronsoane (fig.5.2, b). Ştifturile sunt montate în bucşe călite la 50 ... 60 HRC, evitându-se astfel solicitarea suplimentară a acestora la încovoiere. Se pot utiliza unul sau mai multe ştifturi, montate axial sau radial. Precizia de decuplare se măreşte prin utilizarea unui singur ştift, dar apare dezavantajul dezechilibrării cuplajului; de asemenea, precizia de decuplare se măreşte în cazul montării unor ştifturi crestate, comparativ cu situaţia montării ştifturilor lise.

c) Cuplaje de siguranţăcu fricţiune. Fac parte din categoria cuplajelor de siguranţăcare transmit în mod continuu momentul de torsiune. Se execută într-o multitudine de variante constructive, fiind folosite pe scarălargă, datoritămultiplelor avantaje pe care le au, comparativ cu alte tipuri de cuplaje de siguranţă; dintre acestea, cele mai importante sunt: transmit momente de torsiune mari, la gabarite relativ mici; au durabilitate ridicată; pot funcţiona uscat sau cu ungere; permit schimbarea garniturilor de fricţiune, în cazul uzării acestora. Cuplajele de siguranţăcu fricţiune pot fi cu suprafeţe plane (cu discuri), cu suprafeţe conice, cu suprafeţe cilindrice sau cu suprafeţe combinate. Materialele folosite pentru garniturile de fricţiune, prin calităţile pe care le posedă, determină, în principal, dimensiunile de gabarit ale cuplajelor. Dintre aceste calităţi, două sunt importante: coeficientul de frecare static şi durabilitatea.

Figura 5.2

Figura 5.3

În figura 5.3 se prezintăun cuplaj de siguranţăcu discuri de fricţiune, compus din semicuplajul 1, canelat la interior, semicuplajul 2, canelat la exterior, discurile de fricţiune 3– canelate la exterior şi solidarizate de semicuplajul 1– şi discurile de fricţiune 4– canelate la interior şi solidarizate de semicuplajul 2. Apăsarea discurilor se realizeazăcu ajutorul arcului central 5, a cărui forţăse poate regla cu ajutorul piuliţei secţionate 6, asiguratăîmpotriva autodesfacerii prin şurubul 7.

Solutia aleasa o reprezinta cuplajul de siguranţă cu ştifturi de forfecare.

Pentru adaptarea turatiei axului motorului la turatia necesara functionarii benzii transportoare vom folosi o cutie de viteze, cu posibilitatea inversarii de sens.

Cutia de viteze (figura 6) este un ansamblu de roţi dinţate care serveşte la transformarea forţei şi transmiterea mişcării de rotaţie la diferite agregate sau vehicule.

Ea este o componentă din lanţul cinematic al transmisiei care permite lărgirea gamei de turaţii şi de momente la roata motrică. Se montează, de obicei, între ambreiaj şi transmisia longitudinală. Cutia de viteze în cadrul sistemului de transmisie al ansamblelor îndeplineste un rol multiplu: de amplificare a cuplului motor şi de lărgire a domeniului de turaţiei a roţilor motrice, peste cel acordat de limitele de turaţie a motorului.Cutia de viteze realizează, prin valori diferite ale rapoartelor de

transmisie numite trepte de viteză, acordarea

posibilitaţilor energetice ale motorului la cerinţele energetice ale sistemului cu asigurarea unor performanţe dinamice, de consum de energie cât mai bune.

1.2 Bilantul energetic

Figura 6

Explicarea puterilor ce intervin in formula bilantului energetic:

P1-puterea absorbita de motor din retea;

P2-puterea debitata la iesirea din reductor;

Pj1-pierderi in infasurarea statorica;

Pj2-Pierderi in infasurarea rotorica;

Pfe-pierderi in fier;

Pmec+f+v+r-pierderi mecanice, pierderile aparute in cupla, pierderi in frecarile din lagare, ventilatie, pierderi in reductor.

1.3 Randamentul total ηtotal [% ]

ηtotal=ηmotor∗ηreductor∗ηcuplaj

ηmotor=88,2 [% ]

ηcuplaj=89 [% ]

ηreductor=98 [%]

→ηtotal=ηmotor∗ηreductor ¿ηcuplaj=90.8∗98∗89=79.12[%]

2. Prezentarea a trei motoare de la producari diferiti si alegerea solutiei finale

Figura 7 Bilantul energetic

2.1 Producator: S.C. Proconsil Grup SRL

Tip motor

Putere[kW]

Caracteristici de exercitiu la putere

Caracteristici pentru insertie directa

Jm[kg*m2¿

Greutateaneta[kg]RPM η% cosφ In A

400VCs/Cn Ip/

InCmax/Cn

1)TM 160

MPA

11 1450 90.8 0.8 22 2 5.2 2.1 0.0625 81

Gabarit ACϕ

AD Mϕ

Nϕ

Pϕ

LA KF Nr. gauri

T L DDAϕ

EEA

FFA

GAGC

1) TM160MPA

311 246 300 250h6 350 15 18 4 5 608 42k6 110 12 45

2.2 Producator: Emotortec

Tip motor

Putere[kW]

Caracteristici de exercitiu la putere

Caracteristici pentru insertie directa

In400V

RPM η% cosφ Cs/Cn Is/In Cmax/Cn

1)Y2-160-

4

11 22.3 1460 88 0.85 2 7 2.2

Model

A B C D E F G H K M N P S T AB AC AD HD L

1)Y2-160-4

254 210 108 42

110 12

37 160 15 300 250 350 19 5 320 330

255 420 615

2.3 Producator: UMEB

Tip motor

Puterenominala

[kW]

Turatienominal

a[rpm]

In [A]400V

η%

Cosφ

Ip/In Mp/Mn Mmax/Mn

Masa[kg]

ASU160M-

4

11 1440 20.3 89 0.88 6.5 2.2 2.4 115

Gabarit

M Nj6 P S T D E F h9 GA d AC HD LNom. Tol.

160M 300 250 350 18.5 5 42 k6 110 12 45 M16 315 244 630

1)= model cu picioare fixate prin suruburi, se pot roti la 90°. 2) = model B5. Simboluri: C max,Mmax = cuplu maxim Cn,Mn= cuplu nominal Cs,Mp = cuplu de pornire In = curent nominal Is = curent de pornire Jm = moment de inertie.

Caracteistici comune ale motoarelor:

-gradul de protectie: IP55-clasa de izolatie: F (max 155˚C)-temperatura mediului ambiant: -33˚C;+40˚C-umiditatea relativa a aerului: max. 80% la 20˚C-altitudinea maxima a locului de montaj: 1000 m

Solutia aleasa o reprezinta motorul produs de firma S.C. Proconsil Grup SRL .

3. Prezentarea a trei solutii de echipamente ce apar in schema de forta de la trei producari diferiti si alegerea solutiei finale

3.1 Alegerea intrerupatorului general Q1F

Criteriul de alegere al acestui intrerupator este urmatorul: IQ≥ IN motor

Astfel curentul nominal al intrerupatorului trebuie sa fie mai mare sau egal cu 22 [A].

3.1.a Intrerupator COMTEC 25A

3.1.b Intrerupator SCHNEIDER 32A

DATE TEHNICE

Numărul polilor protejaţi: 3Tip retea: C.a.Tehnologie unitate de declansare: Termo-magneticCapacitate de rupere: 20 kA Icu conformitate cu IEC 60947-2 - 440 V c.a. 50/60 Hz

Categorie de utilizare: Categoria A conformitate cu IEC 60947-2Adecvare pentru izolatie: Da conformitate cu IEC 60947-2Frecventa retea: 50/60 HzLimita de declansare magnetica: 8 x In.Tnesiune de lucru: 415V[Ui] tensiune nominală de izolaţie: 690 V c.a. 50/60 Hz conformitate cu IEC 60947-2[Uimp] tensiune de ţinere la impuls: 8 kV conformitate cu IEC 60947-2Tip de control: ComutareTest declanşare manualăSemnalizare locala: Indicatie ON/OFFIndicator declanşarePieptene bare de distribuţie pe categorii de compatibilitate: DaDurabilitate electrică: 10000 cicPrevedere pentru blocare cu lacat: Poate fi blocat cu lacatLungimea de dezizolare a firului: 20 mmCuplu de strângere: 3.5 N.mProtectie de scurgere la pamant: Cutie de borne separataStandarde: EN 60947-2IEC 60947-2Grad de protectie IK: IK05 conformitate cu IEC 62262Grad de poluare: 3 conformitate cu IEC 60947-2Tropicalizare: 2 conformitate cu IEC 60068-1Umiditate relativă: 55 °CTemperatura ambiantă pentru utilizare: -10...60 °CTemperatura de depozitare: -40...70 °CIndicator de pozitie contact: DaLatime 81 mmInaltime 103 mmAdancime 81 mm

3.1.c Intrerupator MOELLER 30A

Capacitatea de rupere la scurtcircuit 25 kA Curentul nominal 30A Tensiune de lucru 415VInaltime 145 mmAdancime 68 mm

Solutia aleasa o reprezinta intrerupatorul SCHNEIDER 32A

3.2 Alegerea sigurantelor fuzibile F1, F2, F3.

Criteriul de alegere ale acestor sigurante este urmatorul:

I declan sare≥2.5 ∙2 ∙I pI n∙ I

n

∙12

→I declansare≥2.5∙2 ∙5.2 ∙22∙12

→I declansare≥286[A ]

3.2.a Siguranta fuzibila MPR ETI

Tensiune nominală 400V / caracteristica de funcţionare gF: PN-IEC 60269-2

Curent nominal 300A

Cote de gabarit:

3.2.b Siguranta fuzibila MPR COMTEC

Date Tehnice:

Conform normelor: EN-60269

Tensiune nominală: 500 Vca

Capacitatea de rupere: 120 kA

Materiale: anticorozive acoperite cu argint

Curent nominal:315 A

Caracteristica de declanşare gL - gG

Cote de gabarit:

3.2.c Siguranta fuzibila MPR TRACON

Date tehnice

Tensiune nominală: 500 V AC

Capacitatea nominală de întrerupere în caz de scurtcircuit:

120 kAeff

Temperatura mediului: -5 °C…+55 °C

Grad de protecţie: IP 00

Altitudine max. de la nivelul mării: 2000 m

Materialul carcasei: steatită

Materialul firului fuzibil: cupru (galvanizat cu argint)

Solutia aleasa o reprezinta siguranta fuzibila ETI

3.3 Alegerea contactoarelor

Criterii de alegere:

-tensiunea de comanda este de 48V c.c.

-dupa tipul sarcinii-AC4 pentru pornirea motoarelor în scurtcircuit la mersul cu socuri si dADASla inversarea sensului de rotatie al motoarelor

-curentul nominal sa fie mai mare decat curentul nominal al motorului (22A)

-tensiunea nominala-1Kv

3.3.a Contactor ABB

Caracteristici tehnice:

Tensiunea nominală: 690 V c.a.

Curentul nominal: 24 A

Tensiunea de comanda: 48V c.c.

Putere 11 kW

Grupa AC4

Adancime 86 mm

Lungime 80 mm

Latime 45 m

3.3.b Contactor SCHRACK





Putere 11 kW

Grupa AC4

Adancime 104 mm

Lungime 78 mm

Latime 45 mm

3.3.c Contactor GANZ KK





Putere 11 kW

Grupa AC4

Adancime 148 mm

Lungime 106 mm

Latime 50 mm

Solutia aleasa o reprezinta contactorul ABB 24A

3.4 Alegerea releelor termobimetalice

Se recomanda ca releul sa aiba acelasi producator ca si contatorulCriteriile de alegere ale releelor termobimetalice sunt urmatoarele:

I reglat=1.05 ∙ In

I servici u≥ I reglat

→I reglat=1.05 ∙22=23.1 A

3.4.a Releu SIEMENS

Tip accesorii pentru contactoare releu termic

Dimensiune S2Contacte auxiliare integrate NC, NOInterval setare declanşator supratensiune

22...32A

Putere comutată 15kW

3.4.b Releu termic ABB


Dimensiune 90 x 54 x 105mm

Contacte auxiliare integrate 1xNC, 1xNO

Interval setare declanşator supratensiune

20...32A


3.4.c Releu termic SCHRACK


Contacte auxiliare integrate 1xNC, 1xNO

Interval setare declanşator supratensiune

18...25A


Solutia aleasa o reprezinta releul termic ABB

3.5 Alegerea disjunctoarelor

Criteriul de alegere al disjunctoarelor este urmatorul:

I declansare≥1.3 ∙I pI n∙2∙ I n ∙

12

→I declansare≥1.3∙5.2 ∙2 ∙22∙0.5

→I declansare≥148 .72 [A]

3.5.1 Disjunctor SCHNEIDER

Descriere stalpi: 3PGrad de protectie: IP20Latime: 45 mmInaltime: 89 mmGama de produse: Tesys gv2Tip produs sau componenta:

Disjunctor

Adâncime: 78.2 mmSuport de montare: SinaNume scurt al dispozitivului:

Gv2me

Tip de control: ButonDurabilitate mecanică: 100000 cicCurent magnetic de declanşare:

170 A

Viteza de funcţionare: 25 cic/hCategorie schneider: Tesys gv2

Brand:Schneider Electric

Referintă producător: GV2ME16Frecventa retea: 50/60 Hz conformitate cu IEC 60947-4-1Capacitate de rupere: Icu = 15 kA la 400/415 V c.a. 50/60 Hz conformitate cu IEC 60947-2

3.5.2 Disjunctor RELPOL

CARACTERISTICI TEHNICE

Curent Nominal: 160AMotor Trifazat Putere: 11 KwCapacitatea de Scurtcircuit: 100KABloc Contacte Auxiliare: 1NO + 1NC incorporatIn conformitate cu normele: CEI-947-2, 947-4-1, DIN EN 60947

3.5.3 Disjunctor SIEMENS

DATE TEHNICE

Curent Nominal: 178AMotor Trifazat Putere: 11 KwCapacitatea de Scurtcircuit: 100KABloc Contacte Auxiliare: 1NO + 1NC incorporat

Solutia aleasa o reprezinta disjunctorul SCHNEIDER

3.6 Alegerea reostatelor de pornire

Criterii de alegere:

Zm=U n2

Pm

∙3= 4002

11000∙3

→Zm=43.63[Ω]

PR=12∙Pm3

PR≥16∙ Pm

PR≥16∙11000

→PR≥1833[w]

RP=Zm2

=43.632

→RP=21.815[Ω]

3.7 Alegerea cablurilor de alimentare

Criteriile de alegere ale cablurilor de alimentare sunt urmatoarele:

-curentul maxim ce poate strabate conductorul sa fie mai mic decat curentul nominal al motorului (mai mic de 22 [A])

-manta din PVC

-conductoare din Cu

Pentru acest motor, conform STAS 8778/2–80, cablul optim este cel de Cupru: CYY 4x1,5 (cablu de uz general, cu izolaţie şi manta de PVC), cu secţiunea de 1,5 mm2.

3.7.a Cablu IPROEB BISTRITA 4X1,5 mm

CONSTRUCŢIE:

Conductor de Cu liţat

Izolaţia cuprului este din PVC.

Manta din PVC de culoare albă.

DATE TEHNICE:

Temperatura de lucru: -30°C.....+70°C;

Tensiunea de încercare a.c. 50Hz: 2.000 V;

Tensiune nominală de lucru: U0/U ... 300/500 V.

3.7.b Cablu RCB-ELECTRO

Construcţie:

1 Conductor de cupru sau aluminiu unifilar clasa 1 sau multifilar clasa 2, conform SR EN 60228

2 Izolaţie de PVC

3 Înveliş comun

4 Manta interioară

5 Armătură din bandă de oţel

6 Manta exterioară de PVC

Date tehnice :

Standard de referinţă: SR CEI 60502-1

Tensiunea nominală: U0/U=0,6/1,0 kV

Temperatura cablului (măsurată pe manta):

• la montaj: +5 °C

• în exploatare: -33 °C

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

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

3.7.c Cablu ROMCAB

STRUCTURA:

Conductor solid de cupru cu manta de PVC.

4 fire cu grosimea firului de 1.5 mm.

SPECIFICAŢII TEHNICE:

Voltaj de funcţionare: 450/750 V

Voltaj testat: 2.5 kV

Temperatura de funcţionare permanentă: min. –30 °C max. +70 °C

Temperatura de păstrare: min. –30 °C max. +40 °C

Grosimea izolaţiei 0,7 mm

Diametrul extern: 8,7 mm

Solutia aleasa o reprezinta cablul produs de firma ROMCAB

Proiect Similie Constantin

Documents

Transcript of Proiect Similie Constantin