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力超电动机
发布日期:2010-03-28

电动机保护型断路器的正确选用
2010-03-27 23:29

电动机保护型塑料外壳式断路器(MCCB)是鼠笼型异步电动机在起动、运行和运行中分断中不可缺或的保护电器之一。用于电动机保护,额定电流在630A及以下(即保护的电动机功率为315kW及以下)的MCCB用途是,不频繁地起动和在运转中分断电动机,当电动机发生过载、短路、欠电压等故障时,能予以保护(自动切断电路)。

  按使用的情况来看,断路器用作电动机保护的有3种类型:

  (1) 电动机的起动、运转中的分断使用交流接触器,过载保护采用热继电器,而断路器用于短路保护。由于使用了接触器来分、合电路,因此,可比较频繁地操作;

  (2) 使用接触器作电动机的起动和停止,电动机的过载、短路和欠电压等故障由断路器承担;

  (3) 电动机的起动、运转中分断以及过载、短路、欠电压均由1台断路器来操作和保护,但它不能频繁使用。

1 电动机的起动电流和电动机的起动冲击电流

1.1 鼠笼型异步电动机的起动电流

  鼠笼型异步电动机的定子电流:
  
  式中I0——激磁电流
来源:http://www.tede.cn

  I1——定子电流
  I2——转子电流

  I0很小,可忽略,因此有:
  I1≈I2
  
  f1——电源频率,f1=50Hz
  R2——转子电阻
  X2——转子电感
  S——电动机的转差率

  式中n1——定子旋转磁场转速
  n——电动机转子转速
  S——转差率,S在S≈0~S≈1中变化
  
  由式(1)和式(2)可见,电动机的电流和功率因数(cosφ)都与转差率S有关,起动时S≈1,I2很大,cosφ很小。通常起动电流可达5~7倍的电动机额定电流,而在定载起动时,cosφ为0.2。

1.2 电动机起动时的冲击电流

  起动时电动机的冲击电流表现在:电动机的直接起动、Y-△(星-三角)起动变换、瞬时再起动和逆转(反向)、制动等情况,它们都会产生很大的冲击电流,尽管冲击电流的延续时间只有几个周波,但将引起保护电器(例如断路器)的动作。


  产生冲击电流的原因是:

  (1) 起动电流的功率因数较低,过渡过程直流成分的叠加。

  尽管交流分量的振幅稳定,但因受直流分量的影响,就有冲击电流流过。当起动电流的功率因数为0.3时,冲击电流(峰值)为起动电流(有效值)的2倍左右。

  (2) 残留(余)电压将产生瞬时再合闸时的冲击电流

  因此,在使用MCCB作电动机的短路保护(瞬动脱扣)时,必须按电动机的起动方式来正确选择其瞬动电流值。

2 按不同的电动机起动方式选择断路器瞬动电流整定值

  假定电动机起动电流为6In,起动时的功率因数为0.3。

2.1直接起动时

  因起动时功率因数为0.3,起动电流为6Im(Im为电动机的额定电流,选择的断路器额定电流In≥Im,一般In=Im)。

  cosφ=0.3表示,其相对的电阻值较小,而电感L较大。

  起动电流的直流成分:
  
  大,直流分量i2就大。短路电流发生在1/2周波时,当ψ-φ=-π/2,i=i1 i2为值,即冲击电流ich=(1 )为冲击系数Kch,则ich为峰值系数η。查有关资料,当cosφ=0.3时,峰值系数η达1.978≈2。I为电动机的起动电流。现假定电动机的起动电流:I=6In(IM),冲击电流ich=2×6In=12In,若电动机起动电流为7In,则冲击电流为14In。MCCB的瞬动电流如以有效值表示,则可达,即8.485~9.89In

2.2 Y-△(星-三角)起动

  由于使用了Y形接线起动,起动电流虽然降低到1/3,即6In/3=2In。但是,电动机从Y连接(起动)到△连接(运转)的一瞬间因短暂停电,电动机惯性旋转的残余电压与转换到△时的电网电压的矢量和,就产生一个近10In的脉冲电流,转至绕组为△接线时,等于再一次起动,而此时的电动机转速还未完全等于正常的转速。因此,冲击电流为。断路器瞬时整定值必须在19/(有效值),即14倍甚至更大。



2.3 自耦减压起动器起动

  cosφ=0.3,电路中电感量大,电阻值小,电动机的冲击电流为2倍起动电流。采用自耦减压起动器起动电动机时,如果进入电动机的电压是自耦变压器的80%抽头,则起动电流为6×0.82=3 84In,电源电压接自耦变压器的65%抽头;起动电流为6×(0.65)2=2.535In,接自耦变压器的50%抽头,起动电流为1.5In。冲击电流分别为2×3.84≈7.7In,2×2.535≈5In和2×1.5=3In。MCCB的瞬动电流整定值(有效值)分别是5.43In、3.6In和2.12In

  应该指出,自耦减压起动器起动时从变压器抽头的不同值到全电压的电动机的运转的过渡过程,倘若是开路转换,也会产生一个10In和脉冲电流,这种电流对电动机而言要引起“抖动”,对机床加工零件的尺寸精度有影响。如果是闭路转换就无此问题。

2.4 瞬动再起动

  当运行的电动机停止供电的短时间,电动机的机械惯性使之仍在转动,如果在它尚未停止转动,又突然令其再起动,因为残留电压的存在,此时外施电压加上残留电压的作用,会使它的冲击电流,达6×2×2=24In(峰值)。MCCB的瞬动电流整定值达

3 结论

  根据上面4种起动方式,可以认为用于电动机保护的断路器其瞬动电流整定值在8~15In(有效值)的标准数值是有理论和实践依据的。至于各种电动机保护的MCCB究竟选多大的瞬动整定电流,是取决于鼠笼型电动机的型号(包括极数)、容量和采取的起动方式。



4 使用起动器起动电动机时的注意点

  (1) 起动时间的整定值必须适度,否则,会导致过载而使保护电器脱扣,使电动机停转。根据实测,100kW及以下,电动机的轻载起动时间不超过1s,带泵起动,起动时间约在2.5s以下,只有大的离心通风机等,起动时间才大于5s。为此,若采用时间继电器自动控制起动时间,则时间的设置应当合理、正确,否则,瞬时电流包络发热面积(全部起动时间与起动电流的乘积)超过一定值时,会使热继电器和断路器的过载脱扣器动作。

  (2) 为了避免出现Y-△起动器在进行Y向△转换时,产生的瞬时10In的脉冲电流,用手动星-三角起动器起动时,应在电动机转速达80%额定转速时,转换至△(三角)连接。

无刷直流电动机简介

工程技术 2010-03-26 15:12:15 阅读8 评论0 字号:

  无刷直流电动机的学名叫“无换向器电机”或“无整流子电机”,是一种新型的无级变速电机,它由一台同步电机和一组逆变桥所组成,如图1所示。它具有直流电机那样良好的调速特性,但是由於没有换向器,因而可做成无接触式,具有结构简单,制造方便,不需要经常性维护等优点,是一种现想的变速电机。

在工作原理上有二种不同的工作方式:

(1)直流无刷电机:又称“无换向器电机交一直一交系统”或“直交系统”,如图1所示。是将三相交流电源整流后变成直流,再由逆变器转换成频率可调的交流电,但是,注意此处逆变器是工作在直流斩波方式。

(2)交流无刷电动机:它是利用交-交变频器向同步机供给交流电。

    无刷直流电动机Brushless Direct Current Motor ,BLDC,采用方波自控式永磁同步电机,以霍尔传感器取代碳刷换向器,以钕铁硼作为转子的永磁材料;产品性能超越传统直流电机的所有优点,同时又解决了直流电机碳刷滑环的缺点,数字式控制,是当今最理想的调速电机

    本产品具有高效率,高转矩,高精度的三高特点;同时具有体积小,重量轻,可作成各种体积形状,是当今效率的调速电机,与传统直流有刷电机比较,或与交流变频调速比较均有更好的性能;在牵引电机电瓶车EV行业,取代传统直流有刷电机时除可以达到更高效率,更高激活转矩等特性外,由于采用方波驱动,让铅酸蓄电池有时间修补电极板,可以延长蓄电池的寿命,提高约1.3倍的电池容量,综合效率约可提高一倍左右的电池容量,大大的改善了电瓶车的性能.

无刷直流电动机在先进国家已大量应用于军事、信息业(IT)、办公设备(OA)、家电业(HA)、DIY手动工具、伺服系统、电动汽车、电瓶车、磁旋浮列车等;经过本公司十多年的研究开发,目前生产容量已经达75kW,设计容量可达315kW,可以满足产业自动化及流体机械、空调机械的节电驱动应用.

    无刷直流电动机具有上述的三高特性,非常适合使用在24小时连续运转的产业机械及空调冷冻主机、风机水泵、空气压缩机负载;低速高转矩及高频繁正反转不发热的特性,更适合应用于机床工作母机及牵引电机的驱动;其稳速运转精度比直流有刷电机更高,比矢量控制或直接转矩控制速度闭环的变频驱动还要高,性能价格比更好,是现代化调速驱动的选择。

由于本产品具有弹性的尺寸及不同的电气特性,除通用型G系列,高激活转矩M系列外,每一种行业的应用都不尽相同,因此用户订货前必须提出电气特性与机械尺寸的要求,

2-无刷直流电动机的工作原理

2.1 基本工作原理

无刷直流电动机由同步电动机和驱动器组成,是一种典型的机电一体化产品。同步电动机的定子绕组多做成三相对称星形接法,同三相异步电动机十分相似。而转子上粘有已充磁的永磁体,为了检测电动机转子的极性,在电动机内装有位置传感器。驱动器由功率电子器件和集成电路等构成,其功能是:接受电动机的启动、停止、制动信号,以控制电动机的启动、停止和制动;接受位置传感器信号和正反转信号,用来控制逆变桥各功率管的通断,产生连续转矩;接受速度指令和速度反馈信号,用来控制和调整转速;提供保护和显示等等。

主电路是一个典型的电压型交—直—交电路,逆变器提供等幅等宽5-26KHz调制波的对称交变矩形波。

永磁体N-S交替交换,使位置传感器产生相位差1200的U、V、W方波,结合正/反转信号产生有效的6状态编码信号:101、100、110、010、011、001,通过逻辑组件处理产生T1—T4导通、T1—T6导通、T3—T6导通、T3—T2导通、T5—T2导通、T5—T4导通,也就是说将直流母线电压依次加在A+B-、A+C-、B+C-、B+A-、C+A-、C+B-上,这样转子每转过一对N-S极,T1—T6功率管即按固定组合成6种状态的依次导通。每种状态下,仅有两相绕组通电,依次改变一种状态,定子绕组产生的磁场轴线在空间转动600电角度,转子跟随定子磁场转动相当于600电角度空间位置,转子在新位置上,使位置传感器U、V、W按约定产生一组新编码,新的编码又改变了功率管的导通组合,使定子绕组产生的磁场轴再前进600电角度,如此循环,无刷直流电动机将产生连续转矩,拖动负载作连续旋转。正因为无刷直流电动机的换向是自身产生的,而不是由逆变器强制换向的,所以也称作自控式同步电动机。

2.2 无刷直流电动机的电磁转矩

无刷直流电动机的位置传感器编码使通电的两相绕组合成磁场轴线位置超前转子磁场轴线位置,所以不论转子的起始位置处在何处,电动机在启动瞬间就会产生足够大的启动转矩,因此转子上不需另设启动绕组。

由于定子磁场轴线可视作同转子轴线垂直,在铁芯不饱和的情况下,产生的平均电磁转矩与绕组电流成正比,这正是他励直流电动机的电流—转矩特性。

电动机的转矩正比于绕组平均电流:

Tm=KtIav    (N·m)                     (1)

电动机两相绕组反电势的差正比于电动机的角速度:

ELL=Keω    (V)                (2)

所以电动机绕组中的平均电流为:

Iav=(Vm-ELL)/2Ra    (A)           (3)

其中,Vm=δ·VDC是加在电动机线间电压平均值,VDC是直流母线电压,δ是调制波的占空比,Ra为每相绕组电阻。由此可以得到直流电动机的电磁转矩:

Tm=δ·(VDC·Kt/2Ra)-Kt·(Keω/2Ra)

Kt、Ke是电动机的结构常数,ω为电动机的角速度(rad/s),所以,在一定的ω时,改变占空比δ,就可以线性地改变电动机的电磁转矩,得到与他励直流电动机电枢电压控制相同的控制特性和机械特性。

无刷直流电动机的转速设定,取决于速度指令Vc的高低,如果速度指令值为+5V对应的转速:Vc(max)ón max,那么,+5V以下任何电平即对应相当的转速n,这就实现了变速设定。

当Vc设定以后,无论是负载变化、电源电压变化,还是环境温度变化,当转速低于指令转速时,反馈电压Vfb变小,调制波的占空比δ就会变大,电枢电流变大,使电动机产生的电磁转矩增大而产生加速度,直到电动机的实际转速与指令转速相等为止;反之,如果电动机实际转速比指令转速高时,δ减小,Tm减小,发生减速度,直至实际转速与指令转速相等为止。可以说,无刷直流电动机在允许的电网波动范围内,在允许的过载能力以下,其稳态转速与指令转速相差在1%左右,并可以实现在调速范围内恒转矩运行。

由于无刷直流电动机的励磁来源于永磁体,所以不象异步机那样需要从电网吸取励磁电流;由于转子中无交变磁通,其转子上既无铜耗又无铁耗,所以效率比同容量异步电动机高10%左右,一般来说,无刷直流电动机的力能指针(ηcosθ)比同容量三相异步电动机高12%-20%。

2.3 与异步电动机的比较

. 由于无刷直流电动机是以自控式运行的,所以不会象变频调速下重载启动的同步电动机那样在转子上另加启动绕组,也不会在负载突变时产生振荡和失步。

中小容量的无刷直流电动机的永磁体,现在多采用高磁能积的稀土钕铁硼(Nd-Fe-B)材料。因此,稀土永磁无刷电动机的体积比同容量三相异步电动机缩小了一个机座号。

近30年来针对异步电动机变频调速的研究,归根到底是在寻找控制异步电动机转矩的方法,而无刷直流电动机的电流或电枢的端电压,就是直接控制电动机转矩的物理量。过去,由于稀土永磁体价格比较高等因素,限制了稀土永磁无刷直流电动机的应用领域,但是随着技术的不断创新,其价格已迅速下降,例如,我公司推出得BS系列无刷直流电动机的售价已与异步电动机和普通变频器售价之和相差无几。稀土永磁无刷直流电动机必将以其宽调速、小体积、高效率和稳态转速误差小等特点在调速领域显现优势。

3稀土永磁无刷直流电动机的应用

电动机的控制实际上是转矩控制,电动机的体积大小决定于转矩的大小,所以选用电动机时,除了有关安装方式,防护等级以外,莫不以负载转矩—稳态负载转矩TL和扰动转矩ΔTL为中心来考虑电动机的选用。

(1)电动机的电磁转矩TM决定了电动机的体积D2L

X TM=CMD2L

其中CM称作电动机常数,它和电动机绕组绝缘等级、散热条件等密切相关。

通常标定的电动机输出功率PN是在额定转速nN下连续输出额定转矩TN乘积关系,如果PN以(W)、T以(N·m)、nN以(r/min)表示,则

PN =0.1047TN·nN=TN·ωN

ωN是电动机的额定角速度, (rad/s)

所以,选用电动机(特别是调速应用的电动机)应该说:在XX-XX转速范围内电动机的连续额定转矩TN是多少,或者说:在工作转速为XXr/min电动机额定功率是多少。

对一个调速比为D=nmax/nmin恒转矩TL运行的调速电动机来说,它的输出功率从Pmin=0.1047nminTL到Pmax=0.1047nmaxTL,如果D=100,则和最小输出功率之比为100:1。对于无刷直流电动机来说,转速增加后铁耗和风摩耗近似以转速的平方关系增加,所以输入功率增加比例更大。

(2) 负载的转矩

负载的等效转矩,Teq不得超过电动机连续额定转矩,负载的转矩不得超过电动机的允许过载转矩, 如图5所示。  

 (3) 转动惯量

减速比i是电动机转速nM和负载转速nL之比,在不计减速机构效率时,两方功率平衡TM·nM= TL·nL,所以i= nM/nL,i= TL/TM,减速机构相当于放大了电动机的转矩,减小了电动机转速。负载转动惯量JL折算到电动机轴上的转动惯量JL’和电动机自身转动的惯量JM之和是:JL’ + JM = JL/i2+JM ,如果负载质量为m,以V为速度运动,则:

         1/2mV2=1/2JLω2,  JL=mV2/ω2

    利用   JL’=JL/i2 , 得     JL’+JM=JL/i2+JM=J

(4) 减速比i的选择

任何瞬时,以下方程都成立

TM=TL+Bω+J·dω/dt

其中TM是电动机输出转矩,TL是负载和库仑转矩之和,B是阻尼系数,J是系统转动惯量,TL、B、J都是折算到电动机轴上的等效资料,ω是电动机的角速度。对于系统转动惯量J大的系统宜选择大减速比i的减速机构。对于要求加速快而J又显著较大时,宜选用i=√JL/JM,就是选择i,使负载折算转动惯量JL’等于电动机转动惯量JM。过大的J·dω/dt容易引起负转速波动或震荡,因此应使ω缓变,避免ω突变;如果确需ω突变,则应选用伺服型系统,而不应选用任何一种类型的调速系统,如果J·dω/dt远大于TL、Bω,则在停机时,无刷电动机将在发电机状态工作,在这种状态下,直流母线电压会急剧增长,危及功率器件。为此需在直流母线上增加过压放电电路或使指令电压Vc缓变,使ωM逐渐降到安全角速度再切断速度指令。否则,需另加制动器以适应快速停转的需要。对于频繁启动或正反转的系统也应遵守软启动、软停止、再启动的原则,并且要核算等效电流Ieq

Ieq=√∑Ii2·ti/∑ti ≤IN

(5) 多台电动机的高速同步旋转

无刷直流电动机适应多台电动机中高速同步旋转,其转速相差不超过1%。这时需多台电动机共享一个速度指令,对于多台电动机相距远时,需用V/f-f/V变换技术来传递速度指令,防止速度指令电平Vc在传递中因衰减不同而引起指令误差。

(6) 恒张力(F)系统

 恒张力(F)系统选用无刷直流电动机作为卷绕机构动力时,电动机的转速

ηmax=       ,电动机的转矩Tmax=F·Dmax/2,其中Dmin和Dmax对应卷筒的最小和直径(m),V是卷绕物的线速度(m/min),F为恒张力(N),转矩Tmax(N·m),负载功率P=FV/60(W)。

4-无刷直流电动机特点

*容量范围大:标准品可达400kW,更大容量可以订制.

*电压种类多:直流供电,交流高低电压均不受限制.

*低频转矩大:低速可以达到理论转矩输出,激活转矩可以达到两倍或更高.

*高精度运转:不超过1 rpm.(不受电压变动或负载变动影响).

*高效率:所有调速装置中效率,比传统直流电机高出5~30%.

*调速范围:简易型/通用型(1:10),高精度型(1:100),伺服型.

*过载容量高:负载转矩变动在200%以内输出转速不变.

*体积弹性大:实际比异步电机尺寸小,可以做成各种形状.

*可设计成外转子电机(定子旋转).

*转速弹性大:可以几10转到106转.

*制动特性良好,可以选用四象限运转.

*可设计成全密闭型,IP-54,IP-65,防爆型等均可.

*允许高频度快速激活,电机不发烫.

*通用型产品安装尺寸与一般异步电机相同,易于技术改造.

5二种电机在不同控制方式下的比较二种电机在不同控制方式下的效率比较。 

6--依托无刷直流电动机

 无刷直流电动机具有高效率,高精度,高转矩三高特性,能够轻松取代带速反馈的进口矢量控制变频器(或直接转矩控制),变频电机,直流有刷电机等;同时也可以取代不需高精度定位的伺服控制器,外形图如图6所示。是目前产业自动化与节电现代化的最重要驱动装置之一。.

无刷直流电机产品规范

容量范围: ~ 400 kW

极    数:2 ~ 48 极

电    压:直流电压,电瓶电压,单相,三相交流高低压可选.

频    率:50,60,400 Hz ,直流.

框    号:标准品45~355M,非标产品欢迎订制.

保护方式:IP-44/IP-54

速度指令:电位器,0~5V,4~20mA,RS-485

加减速时间:0.1 ~ 120S

绝缘等级:B级绝缘(F极可选)

控制方式:PWM (载波频率2~18 K Hz)

转速:通用型150rpm,高精度型可更低.

转速:100 ~ 30,000 rpm可选.

转速精度:±1 rpm/转速

调速范围:1:10,高精度型1:100.

转矩:150%.

转矩特性:恒转矩输出特性

激活转矩:通用型:200%,电瓶车:400%,牵引电机:600%.

制动转矩:20%以上,更高能力可选.

返馈装置:三相霍尔(相差120°).高精度及伺服型用光码盘.

基本功能:正反转,多段速度.

7--无刷直流电机与传统直流有刷电机的比较

   无刷直流电机因为没有碳刷与换向器,所以没有维修与保养的需要;由于采用永磁转子,没有激磁损耗的问题,综合效率高出10~20%左右(依据功率大小而定),低速转矩更大,激活转矩可达额定3倍,转速精度可达1/3000,不受电压与负载变动的影响.电机可以做成密闭型或防尘防爆型等结构.因此能够完全取代传统有刷直流电机,而且运转费用更低,没有保养维修的烦恼,无刷直流与有刷直流及欧盟CEMED标准的效率比较请参见图7。. 

 8 无刷直流电机与异步机加变频器的比较

  虽然当今交流变频调速非常普遍,但是变频调速受限于异步电机的低效率,电机运转在低速时转矩变小,谐波损耗大,速度变动率大,动态性能不佳等缺失;虽然采用速度死循环矢量控制或直接转矩控制变频器时其可以满足性能需要,但是购置费用偏高,而且异步电机的效率,功因,低速发热仍然无法改善.

我们在注塑机行业与变频器节能改造作比较,无刷直流电机的综合节电率比交流变频要高出20%以上,注塑机没有降低生产速度(变频器降低约3%),电机温升相差20℃.

 在风机水泵压缩机的负载上应用,功率--速度曲线实际上应该达到三次方关系,但使用变频器驱动异步电机其曲线可能只有平方比例或稍差;采用无刷直流电机驱动其曲线可以接近三次方曲线特性,节电效果更好.

电动机控制保护电器及导线的选用

默认分类 2010-03-25 13:04:12 阅读9 评论0 字号:

电动机控制保护电器及导线的选用
作者:佚名    文章来源:不详    点击数:    更新时间:2009-7-10
电动机控制保护电器及导线的选用   一、电动机额定电流的速算速查 1.电动机额定电流的对表速查在实际工作中,往往由于电动机铭牌的损坏、丢失,或缺乏实用维修电工手册等资料,不能确切知道电动机的额定电流。现在使用"电动机配用断路器、熔断器、接触器、电子型电动机保护器及导线选用速查表",根据电动机的额定容量,即可查出所对应的额定电流。例如一台Y132M-4型7.5kW电动机,从速查表查得其额定电流为15.4A。 2.电动机额定电流的速算口诀及经验公式 (1)速算口诀:电动机额定电流(A):"电动机功率加倍",即"一个千瓦两安培"。通常指常用的380V、功率因数在0.8左右的三相异步电动机;将千瓦效加一倍"即电动机的额定电流。 (2)经验公式:电动机额定电流(A)=电动机容量(kW)数×2 上述的速算口诀和经验公式的使用结果都是一致的,所算出的额定电流与电动机铭牌上的实际电流数值非常接近,符合实用要求,例如一台Y132S1-2型5.5kW电动机,用速算口诀或经验公式算得其额定电流:5.5×2=11A。二、电动机配用断路器的选择低压断路器一般分为塑料外壳式(又称装置式)和框架式(又称式)两大类。在水泥厂,380V、245kW及以下的电动机多选用塑壳断路器。断路器按用途可分为保护配电线路用、保护电动机用、保护照明线路用和漏电保护用等。 1.电动机保护用断路器选用原则 (1)长延时电流整定值等于电动机额定电流。 (2)瞬时整定电流:对于保护笼型电动机的断路器,瞬时整定电流等于(8~15)倍电动机额定电流,取决于被保护笼型电动机的型号、容量和起动条件。对于保护绕线转子电动机的断路器,瞬时整定电流等于(3~6)倍电动机额定电流,取决于被保护绕线转子电动机的型号、容量及起动条件。 (3)6倍长延时电流整定值的可返回时间大干或等于电动机的起动时间。按起动负载的轻重,可选用返回时间1s、3s、5s、8s、15s中的某一档。 2.断路器规格型号的对表速查例如一台Y160M-4型11kW电动机,从速查表查得应配用DZ5-50型、热脱扣器额定电流为25A的断路器。 3.断路器脱扣器整定电流的速算口诀 "电动机瞬动,千瓦20倍"
"热脱扣器,按额定值"
上述口诀是指控制保护一台380V三相笼型电动机的断路器,其电磁脱扣瞬时动作整定电流,可按"千瓦"数的20倍"选用。对于热脱扣器,则按电动机的额定电流选择。一、电动机额定电流的速算速查 1.电动机额定电流的对表速查在实际工作中,往往由于电动机铭牌的损坏、丢失,或缺乏实用维修电工手册等资料,不能确切知道电动机的额定电流。现在使用"电动机配用断路器、熔断器、接触器、电子型电动机保护器及导线选用速查表",根据电动机的额定容量,即可查出所对应的额定电流。例如一台Y132M-4型7.5kW电动机,从速查表查得其额定电流为15.4A。 2.电动机额定电流的速算口诀及经验公式 (1)速算口诀:电动机额定电流(A):"电动机功率加倍",即"一个千瓦两安培"。通常指常用的380V、功率因数在0.8左右的三相异步电动机;将千瓦效加一倍"即电动机的额定电流。 (2)经验公式:电动机额定电流(A)=电动机容量(kW)数×2 上述的速算口诀和经验公式的使用结果都是一致的,所算出的额定电流与电动机铭牌上的实际电流数值非常接近,符合实用要求,例如一台Y132S1-2型5.5kW电动机,用速算口诀或经验公式算得其额定电流:5.5×2=11A。二、电动机配用断路器的选择低压断路器一般分为塑料外壳式(又称装置式)和框架式(又称式)两大类。在水泥厂,380V、245kW及以下的电动机多选用塑壳断路器。断路器按用途可分为保护配电线路用、保护电动机用、保护照明线路用和漏电保护用等。 1.电动机保护用断路器选用原则 (1)长延时电流整定值等于电动机额定电流。 (2)瞬时整定电流:对于保护笼型电动机的断路器,瞬时整定电流等于(8~15)倍电动机额定电流,取决于被保护笼型电动机的型号、容量和起动条件。对于保护绕线转子电动机的断路器,瞬时整定电流等于(3~6)倍电动机额定电流,取决于被保护绕线转子电动机的型号、容量及起动条件。 (3)6倍长延时电流整定值的可返回时间大干或等于电动机的起动时间。按起动负载的轻重,可选用返回时间1s、3s、5s、8s、15s中的某一档。 2.断路器规格型号的对表速查例如一台Y160M-4型11kW电动机,从速查表查得应配用DZ5-50型、热脱扣器额定电流为25A的断路器。 3.断路器脱扣器整定电流的速算口诀 "电动机瞬动,千瓦20倍"
"热脱扣器,按额定值"
上述口诀是指控制保护一台380V三相笼型电动机的断路器,其电磁脱扣瞬时动作整定电流,可按"千瓦"数的20倍"选用。对于热脱扣器,则按电动机的额定电流选择。三、电动机配用熔断器的选择选择熔断器类别及容量时,要根据负载的保护特性、短路电流的大小和使用场合的工作条件。大水泥厂,除磨机、破碎机主电机为重载起动外,大多数中小型电动机采用轻载全压或减压起动,起动电流一般为额定电流的5~7倍;电源容量较大,低压配电主变压器1000~400kVA(包括并列运行容量),系统阻抗小,当发生短路故障时,短路电流较大;工作场合如 窑、粉磨车间,通风条件差,出窑熟料及出磨水泥温度较高,致使工作环境温度较高。因此,选用熔断器的分断能力和熔体的额定电流,较之一般工业使用要适当加大一点。 1.熔体额定电流的对表速表例如一台Y112M-2型4kW电动机,从速量表查得应配用RL1-60型熔断器,熔体额定电流为25A。 2.熔体额定电流的经验公式熔体额定电流(A)=电动机额定电流(A)x3 3.熔体额定电流的速算口诀 "熔体保护,千瓦乘6" 该速算口诀,指的是一台380V笼型电动机,轻载全压起动或减压起动,操作频率较低,适合于水泥厂90kW及以下的笼型电动机。若实际使用的电动机起动频繁,或者起动时间长,则上述的经验公式或速算口诀所算的结果可适当加大一点,但又不宜过大。总之要达到在电动机起动时,熔体不被熔断;在发生短路故障时,熔体必须可*熔断,切断电源,达到短路保护之目的。四、电动机配用接触器的选择 1.接触器的选用原则 (1)按使用类别选用:中小型工厂的生产实际,90kW及以下的笼型电动机占全厂电机总数的90%以上,基本属于按AC-3使用类别选用。 (2)确定容量等级:接触器的容量即主触头在额定电压等技术条件下,其额定电流的确定,应注意如下几点: ①工作制及工作频率的影响:选用接触器时,应注意其控制对象是长期工作制,还是重复短时工作制。在操作频率高时,还必须考虑电弧能量的影响。在水泥厂属于长期工作制,但操作频率不高,应尽可能选用银、银合金或镶银触头的接触器,如CJ20型系列产品。 ②环境条件的影响:在水泥厂,生产流程的环境是比较恶劣的,粉尘污染严重,通风条件差,工作场所温度较高。因此,对接触器的选择宜采取降容使用的技术措施。在水泥厂,低压多选用380V,高压多选用6000V。 2.接触器额定电流的对表速查例如一台Y180L-4型220kW电动机,从速查表查得应配用CF20-63型接触器。该电机额定电流42.5A,接触器额定电流63A,按一般AC-3工作类别,该接触器可控制380V电动机功率为30kW,现在控制380V、22kW电动机,属于降容使用,考虑水泥厂生产时间及环境等特点,符合选用要求。五、电动机配用电子型电动机保护器的选择根据电动机的容量或额定电流,即可查出其配用的电子型电机保护器的规格型号。例如一台Y180M-4型18.5kW电动机,从速查表查得应配用DBJⅢ型9-45A的电动机保护器,电动机额定电流35.9A,在电动机保护器的电流调节范围以内,符合选用要求。六、电动机配用导线的选择速查表中所列导线基于以下条件:BV型铜芯塑料线穿钢管的敷设方式;环境温度40℃;O.75~22kW电动机按轻载全压不频繁起动,30kW及以上电动机按轻载降压不频繁起动;4根导线穿钢管方式。 1.电动机配线口诀
"1.5加二,2.5加三"
"4后加四,6后加六"
"25后加五,50后递增减五"
"百二导线,配百数" 该口诀是按三相380V交流电动机容量直接选配导线的。 "1.5加二"表示1.5mm2的铜芯塑料线,能配3.5kW的及以下的电动机。由于4kW电动机接近3.5kW的选取用范围,而且该口诀又有一定的余量,所以在速查表中4kW以下的电动机所选导线皆取1.5mm2。"2.5加三"、"4后加四",表示2.5mm2及4mm2的铜芯塑料线分别能配5.5kW、8kW电动机。 "6后加六",是说从6mm2的开始,能配"加大六"kW的电动机。即6mm2的可配12kW,选相近规格即配1lkW电动机。10mm2可配16kW,选相近规格即配15kW电动机。16mm2可配22kW电动机。这中间还有18.5kW电动机,亦选16mm2的铜芯塑料线。 "25后加五",是说从25mm2开始,加数由六改为五了。即25mm2可配30kW的电动机。35mm2可配40kW,选相近规格即配37kW电动机。 "50后递增减五",是说从50mm2开始,由加大变成减少了,而且是逐级递增减五的。即50mm2可配制45kW电动机(50-5)。70mm2可配60kW(70-10),选相近规格即配备55kW电动机。95mm2可配80kW(95-15),选相近规格即配75kW电动机。 "百二导线,配百数",是说120mm2的铜芯塑料线可配1OOkW电动机,选相规格即90kW电动机。 2.电动机配用导线的对表速查例如一台Y180L-4、22kW电动机,从速查表查得应配BV型16mm2的铜芯塑料线。七、有关使用速查表的几项说明 1.表中所列电动机为Y系列380V/50Hz三相异步电动机,对于其它系列电动机,只要额定电压和频率相符,额定电流相接近,也可参考使用。 2.选用的BV型铜芯塑料线截面,是以水泥厂供用电距离在200m及以下,年运行时问7000~8000h,以降低线路损耗节电效益显著等条件考虑的。如果供电距离大于200m,则需要按常规的导线选用设计条件(如发热条件、电压损耗条件、经济电流密度、机械强度),另行设计计算。如果采用BLV型塑料铝芯线,其规格要降一级选用。即2.5mm2铝芯线可代替1.5mm2铜芯线,4mm2铝芯线可代替2.5mm2铜芯线……,其它依此类推。
 

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