Шкаф управления двигателями схема

Сборка и проверка схемы шкафа для нереверсивного управления асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

ознакомление с принципиальной схемой установки;

перечнем элементов, используемых для проведения эксперимента;

приобретение практических навыков при проведении монтажных работ;

проведение расчетов по полученным экспериментальным данным;

предоставление логического заключения по проведенным экспериментам.

Описание лабораторной установки

Лабораторная установка предназначена для проведения работ по учебной дисциплине «Электромонтаж».

Аппаратная часть комплекта выполнена по блочному

(модульному) принципу содержит:

спроектированный шкаф управления асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором, включающим необходимый набор аппаратуры;

трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором;

Питание комплекта осуществляется от трехфазной электрической сети напряжением 380В с нейтральным и защитным проводниками.

Потребляемая мощность В·А, не более 200.

Габариты шкафа 600×430×510.

Габариты электродвигателя 260/160/250.

Масса, кг, не более 30.

Комплекту лабораторного оборудования «Электромонвечность изделий, всегда немного превышает среднее значение.

Включить двигатель на измерительную схему следует производить только после полной остановки ротора, в противном случае измерительные приборы могут быть повреждены индукционным током. Для получения правильного результата измерений необходимо пользоваться одними и теми же приборами как при измерении сопротивлений обмоток в холодном и горячем состояниях.

Работа проводится по схеме изображенной на рисунке 12.

Порядок выполнения работы

1. Собрать схему рисунок 12.

2. Установить рукоятку ЛАТР в нуль.

3. Установить перемычки С2-С4 и С3-С5.

4. Включить QF при этом загорается сигнальная лампочка HL,

свидетельствующие о наличии напряжения в схеме.

5. Установить переключатель SA2 в положение I.

6. С помощью рукоятки ЛАТР установить на вольтметре PV1 напряжение U1, при котором показания амперметра РА = I1 не превысят 20% от номинального тока двигателя.

7. Установить переключатель SA2 в положение I и записать показания PV1=U1x и РА1=IIx.

8. Подсчитать омическое сопротивление (Ом) обмотки электродвигателя в холодном состоянии: R = U1х .

9. Предположив, что все фазы имеют одинаковое сопротивление определим сопротивление (Ом) одной фазы обмотки исR

ходя из их последовательного сопротивления: R х.φ =

10. Установить переключатель SA1 и SA2 в положение 0.

11. Установить перемычку С1-С6.

12. Включить автомат, QF2.

13. Рукояткой нагрузочного устройства нагрузить двигатель до I ном. Прогрев обмоток продолжать 10-15 минут, регулируя постоянство показаний амперметра нагрузочным устройством.

14. Выключить автомат QF2 и дождаться полной остановки двигателя.

15. Снять перемычку С1-С6.

16. Установить SA1 и SA2 в положение I, снять показания PV1 и РА1 не позднее чем через 20 с. после обстановки двигателя.

17. Определить сопротивление обмотки в горячем состояU

18. Предполагая, что все обмотки нагреты одинаково, и учитывая их последовательное соединение, определить сопротивR

ление одной фазы: R гφ = г 3 .

19. Рассчитать превышение температуры обмоток над температурой охлаждающей среды, приняв температуру обмоток в холодном состоянии равной температуре окружающей среды.

20. Подсчитать абсолютную температуру обмоток и сделать вывод об исправности двигателя: Т абс = ∆Т + Т 0 .

21. Составить отчет о работе.

Рис. 12. Электрическая схема для проведения лабораторной работы №4

1. С какой целью проводят испытания обмоток электродвигателей на нагревание?

2. В чем сущность метода термометра?

3. В чем сущность метода термопар?

4. В чем сущность метода сопротивления?

5. К чему приводит перегрев обмоток электрических машин?

6. Какими приборами производятся измерения температуры окружающей среды?

7. Что такое нагревостойкость?

8. Какие классы изоляции применяются для обмоток электрических машин?

9. Какова величина тока, максимально допускаемая для обмотки, при испытании на нагрев?

Материал взят из книги Монтаж и эксплуатация электрооборудования предприятий и установок (Амирова С.С.)

Стационарные щиты управления двигателем MCC / iMCC

Функциональная система Prisma Plus компании Schneider Electric применяется для сборки электрораспределительных щитов низкого напряжения, а также щитов управления электродвигателями любых типов, промышленного и коммерческого применения.

Функциональная схема для реализации щитов управления двигателем рассчитана на питание электродвигателей мощностью не более 37 кВт, стационарная функциональная схема рассчитана на применение выключателей номиналом до 3200А.

Щиты управления двигателем (Motor Control Centers — MCC)

Щит управления двигателем представляет собой распределительный щит, который включает в себя группу устройств, предназначенных для питания электродвигателя, каждое из которых решает отдельную задачу:

  • защита персонала;
  • управление двигателем;
  • защита оборудования от повреждений электричеством.

Среди основных функций, которые обеспечивают решение данных задач:

  • защита от коротких замыканий, позволяющая избежать повреждения оборудования;
  • разъединение – изоляция питающего кабеля двигателя от напряжения питания;
  • тепловая защита, позволяющая избежать перегрева;
  • управление питанием позволяет размыкать и замыкать цепь питания под нагрузкой.

Также присутствует дополнительная функция изоляции, которая обеспечивает безопасность выполняемых на двигателе работ. Данная функция как правило реализуется в непосредственной близости к электродвигателю.

Классы теплового расцепления.

Защита электродвигателя делится на 4 класса, которые основываются на таких параметрах, как:

  • время расцепления как функция пускового тока на интервале до 30 сек. при пусковом токе, в 7,2 раза превышающем номинальный;
  • время расцепления как функция нагрузки двигателя на интервале до 7 мин. при токе, в 1,5 раза превышающем номинальный.
Читать еще:  Что означает двигатель beams

Макс. время расцепления при 7,2 ln , сек

Макс. время расцепления при 1,5 ln , мин

Основные виды подключения питания к электродвигателю

Есть два основных вида подключения.

Питание при помощи 1 компонента.

Данный вариант аппаратуры электропитания заключается в применении пускателя – это контроллер, обеспечивающий основные функции, которые необходимы для питания электродвигателя, а именно: управление питанием (контактор), разъединение и защита от коротких замыканий (автомат. выключатель), а также защита от перегрузок (тепловое реле).

Такой вариант подходит для реализации питания электродвигателей средней и малой мощности (до 15кВт), при этом обеспечивает гарантированную непрерывность работы и оптимальные габариты.

Питание при помощи 3 компонентов.

Этот вариант питания предполагает использование трех устройств:

  • автомата защиты двигателя или выключателя нагрузки с предохранителем – разъединение и защита от кор. замыканий;
  • тепловое реле – защита от перегрузок;
  • контактор – управление питанием.
  • Такой вид питания использовать можно для электродвигателей разной степени сложности, типов и назначения.

Разделение основных функций обеспечивает гибкость при выборе компонентов, что также позволяет удовлетворять ограничениям и требованиям разнообразных электроустановок.

iMCC – интеллектуальные щиты управления электродвигателем.

MCC, или щит управления двигателем, тогда называют интеллектуальным (intelligent Motor Control Centers – iMCC), когда основные его функции управления связаны с ПЛК (программируемым логическим контроллером) таким образом, что он может получать и анализировать информацию о состоянии двигателя и на ее основе воздействовать на компоненты его питания.

Преимущества iMCC:

  • сокращение ввода в эксплуатацию;
  • улучшение общей эффективности реализации, сокращение времени разработки и монтажа;
  • улучшение защиты двигателя;
  • сокращение времени простоя;
  • сокращение стоимости эксплуатации.

Коммуникационные архитектуры реализации iMCC:

  • контроллер + коммуникационная шина;
  • модуль ввода/вывода + коммуникационная шина;
  • подключение «точка – точка».

Щиты МСС и iMCC выполнены на основе металлоконструкции серии Prisma Plus, функциональная система которой состоит из одного либо нескольких каркасов, соединенных один за другим или в ряд, которые могут быть установлены на различные двери или панели.

Двери и панели крепятся при помощи защелок к одной и той же раме, образуя конструкцию со степенью защиты IP55 или IP30. Непрерывность электроцепи обеспечивается без использования жгутов или зажимов для соединения с корпусом.

Двери могут быть прозрачными и непрозрачными, навешиваются с любой из сторон. Петли фиксируются на шпильках поворотом на четверть оборота. Ручка фиксируется в гнезде защелкиванием.

Система распределения тока.

Распределение тока во все места щита обеспечивают горизонтальные и вертикальные силовые шины (последние расположены в боковом отсеке).

Комплектные функциональные блоки.

Функциональные блоки легко стыкуются между собой благодаря модульной конструкции. Для электрического подключения и механического крепления на объекте они снабжены всем необходимым.

Каждый функциональный блок включает в себя:

  • монтажную плату для установки устр-в;
  • устройства защиты, мониторинга и управления двигателя;
  • комплекты для подключения к силовым шинам;
  • переднюю защитную панель;
  • устройства, которые облегчают подключение на объекте.

Все элементы Prisma Plus, в том числе функциональные блоки, рассчитывались и тестировались с учетом рабочих характеристик коммутационных аппаратов. Такой подход обеспечивает надежную работу электроустановки, а также высокую безопасность для персонала, обслуживающего оборудование.

Адаптируемость электроустановки.

Модульная структура щитов Prisma Plus позволяет легко их модернизировать. По мере необходимости вы можете добавлять новые функциональные возможности, а зарезервированное для будущего использования пространство не нужно как-либо оборудовать.

Применение стандартных комплектующих в совокупности с полной доступностью аппаратуры обеспечивают быстроту и удобство проведения техобслуживания на отключенном щите.

Все электрические распределительные щиты Prisma Plus изготавливаются в соответствии со стандартами Schneider Electric и отвечают международным требованиям качества ГОСТ 22789-94 (МЭК 60439_1).

Щиты управления двигателями

Поскольку любой электродвигатель или группа электродвигателей выполняют узкоспециализированную технологическую задачу, разработаны преобразователи частоты ориентированных на решение конкретных технологических задач.
Для управления электродвигателями насоса.
Выключает насос и переводит его в режим аварии:
— при отсутствии протока воды;
— в режиме сухого хода;
— при заклинивании насоса.
Примерный состав шкафа управления насосом (ШУН):
— Щит типа ЩМП.
— Преобразователь частоты.
— Входной (сетевой) дроссель.
— Выходной (моторный) дроссель.
— Вытяжной вентилятор.
— Блок питания.
— Защитные автоматы.
— Устройства индикации и управления.
— Выбор нескольких уставок давления.
Каскадное включение при пуске и торможении нескольких двигателей.
Каскадное включение нескольких двигателей наиболее часто применяется в насосных станциях. При этом при включении по схеме, все двигатели выбираются одной мощности.

КМ1 Основной контактор
КМ2 — КМ4 Рабочий контактор
КМ5 — КМ7 Стартовый контактор
КТ1 — КТ3 Тепловые реле
А1 Устройство плавного пуска

Блок схема каскадирования, при котором одно устройство плавного пуска управляет поочередно запуском трех двигателей погружных насосов. Фото варианта исполнения щита ЩУПН.

Шкафы управления

На отгрузку подготовлены шкафы управления двигателями мощностью 160 кВт (ток 325А). В составе щита управления преобразователь частоты фирмы LSis марка SV1320iS7-4 SOD, выходной дроссель переменного тока OCL-0330, входной фильтр переменного тока NFI-300, автоматический выключатель. Для поддержания температурного режима использованы фильтр-вентилятор, выходной фильтр и регулятор температуры фирмы Rittal.
Для подключения ввода питания и нагрузки применяется шинный мост, материал шин электротехническая медь.
На передней панели расположены индикаторы состояния преобразователя, кнопки управления и переключатель режима работы. Для настройки необходимых параметров преобразователя частоты под кнопками располагается панель управления.
В нормальном рабочем состоянии горит лампочки «ИСПРАВЕН», в случае превышения температуры загорается лампа «ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ».
Переключателем «УПРАВЛЕНИЕ» выбирается режим работы:
1 — местное управление;
0 — промежуточное положение;
2 — дистанционное управление.

Читать еще:  Двигатели для кондиционеров схема включения

Сборочный чертеж шкафа управления с частотным преобразователем. Мощность 160 кВт, производитель частотного преобразователя LS марки «SV-iS7».

Шкаф управления частотным преобразователем компрессора

Частотные преобразователи предназначены для управления двумя компрессорами. Щит состоит из 6 шкафов, общий размер составляет 2200 х 4000 х 800, исполнение IP54. Мощность электродвигателей 280 кВт.
Фото монтажа щита управления электродвигателем.

Для изготовления щита управления двигателем выбран преобразователь частоты 18.5 кВт серии ACS310 производства фирмы ABB, каскадного типа, позволяет управлять электродвигателями с нагрузками с переменным моментом. Имеет в своем составе встроенный интерфейс RS-485, поддерживает протокол Modbus. Шкаф навесного исполнения, размер 1200х750х300 IP54, ввод и вывод снизу.

Частотно-регулируемый привод Altivar 71 для 3-х фазных асинхронных электродвигателей мощностью от 0.75 до 630 кВт, от щита запитываются двигатели насосов котлового контура, сетевого контура, повысительный насос, насос рециркуляции испарителя.
В составе щита управления контакторы, автоматические выключатели, реле времени, программируемые контроллеры МС12.3 (часть со встроенным субмодулем Weblinker EM), модуль расширения дискретных сигналов МЕ20.3, частотные регуляторы, автоматы защиты двигателя, устройство плавного пуска и другое.

Шкафы управления насосами: особенности, схемы, виды

С помощью автономной системы можно с легкостью проводить консервацию сети в период длительного отсутствия и автоматически производить рациональное управление.

Автоматизировать управление насосными станциями легко. Для этого нужно всего лишь установить специальный шкаф управления насосами. Представляет он собой компактную распределительную станцию, которая способно функционировать в нескольких режимах. Компания «ТЭН24» имеет свою производственную базу шкафов автоматизации, которые пользуются высоким спросом и популярностью не только на территории Украины. В сегодняшней теме предлагает рассмотреть способы грамотной сборки и установки шкафов автоматики для того, чтобы в дальнейшем вы могли с легкостью проводить подключение оборудования.

Ознакомьтесь с типовой комплектацией шкафов управления и их дополнительными функциями, которые могут использоваться.

Назначение и оснастка шкафа управления насосами ШУН

У разных моделей шкафов автоматики начинка будет отличаться. У каждого пункта контроля имеется своя индивидуальная функциональная направленность.

Многие производители предлагают шкафы автоматики, которые изготавливаются массово и имеют стандартную схему. «ТЭН24» изготавливает ШУН только под заказ, чтобы оборудование соответствовало конкретным требованиям, и работа с ним была максимально удобной.

Функциональные обязанности и преимущества использования шкафа управления

Любой шкаф обязан выполнять организацию работы оборудования подключенного к нему. В данном случае это насосная система. С помощью одного пульта управления можно с легкостью контролировать дренажные двигатели, поверхностные и скважинные насосы.

К одному шкафу может подключаться различное количество агрегатов. В минимальном порядке подключаться может одна помпа обеспечивающая подачу воды в систему водоснабжения. Еще могут подключаться дренажные насосы для откачки воды.

Автоматическое управление насосами очень удобно ведь за ним нет необходимости следить. В случае же ручного управления придется постоянно переключать тумблера, для чего потребуется много времени.

Автоматика еще удобна следующими факторами:

Контролируется сетевое напряжение, которое необходимо для обеспечения бесперебойного функционала оборудования;

Предохранение механических элементов и систем от перебоев электрического питания и короткого замыкания;

Контролируется уровень воды в резервуаре или скважине с быстрым реагированием на ее недостаток;

Автоматически фиксируются скачки давления и регулируются оптимальные параметры;

Управление скважинными насосами осуществляется дистанционно;

Распределяется нагрузка между всеми агрегатами, а также осуществляется аварийное включение запасных вариантов.

Благодаря автоматическому управлению функционал насосных станций становится производительней, а период службы электрических устройств заметно увеличивается. Современные системы электроники дают возможность производить программирование механизмов и включать их в удобных режимах.

Все системные сбои автоматически регистрируются, а если возникла авария — срабатывает сигнализация.

Также имеет преимущества материальная сторона — значительно сокращаются энергетические затраты, и естественно плата за электричество снижается.

Стандартная комплектация

Число и категория насосов определяют наличие разных элементов шкафа, его технические возможности и дополнительные функции.

Большинство стандартных моделей, которые выставлены на продажу, имеют базовую комплектацию следующего образца:

Корпус из металла выполнен в прямоугольной форме. Панель управления располагается на лицевой части установки. Конструктивно панели могут быть выполнены в разных вариантах, но на них всегда будут присутствовать кнопки «Пуск» или «Стоп».

Контролирующий узел для регуляции напряжения трех фаз.

Блок для регулировки плановых и аварийных отключений.

Термодатчик и датчик давления.

Основной функционал блока управления зависит от нескольких факторов. К примеру, если есть два насоса (основной и резервный), устанавливается программа поочередного включения.

Температурный датчик нужен для предохранения техники от возможных перегревов и работы в сухом режиме. Шкаф управления насосами отключает от работы всю систему, а при создании благоприятных условий для забора воды включает в работу двигатель подключенного насоса.

Читать еще:  Шум цепи грм на холодном двигателе фольксваген поло n9

Защитные приборы от скачков напряжения, пропадания фаз, неверного подключения защищают механизмы и не дают им функционировать в аварийных условиях. Защита корректирует параметры сети, а когда показатели выровнены, станция автоматически включается в работу.

Приблизительно таким же образом работает и система защиты от перегрузок.

Дополнительные возможности

Разные производственные компании в основной набор функций включают дополнительные опции позволяющие расширить возможности управления. «ТЭН24» уже практиковал оснащение шкафа управления насосами функцией автоматического включения питания. Работа насосной станции относится к системе жизнеобеспечения дома и, исходя из этого, должна функционировать постоянно.

Принцип включения автоматического питания следующий: при отключении основного питания, в автоматическом порядке подключается резервная сеть. Работать она будет до возобновления работы основного источника.

После включения основного питания шкаф автоматики проконтролирует оптимальность его параметров и лишь при положительном отклике подключит оборудование к основной сети. При неудовлетворительных показателях тестирования система продолжит работу от резервного питания.

На электронную начинку шкафа негативное влияние имеют повышенная влага и низкая температура. Поэтому «ТЭН24» настоятельно рекомендует использовать специальные электронагреватели — ОША. Их использование особо важно в северных регионах и в любых областях, где оборудование размещено на улице.

Востребованным запросом в качестве дополнительной оснастки является система плавного пуска. С помощью данной функции удается совершить аккуратный запуск при постепенном нарастании напряжения.

Современные функции диспетчеризации дают возможность управлять насосными станциями на большом расстоянии. Дистанционное оповещение подключается к GPRS, радиомодему или сети интернет. Благодаря такой возможности при аварийных ситуациях система блокируется и сразу же подается сигнал на носящее устройство.

С помощью контроллера можно задавать необходимые программы. Это очень удобная опция. Контроллер способен автоматически влиять на работу насосов, подключать дополнительные приборы, оптимизировать работу системы.

Еще одной удачной функцией можно считать установку световой и звуковой сигнализации. С их помощью можно сразу получать информацию об авариях или остановке системы. При форс-мажорах световой маячок начинает ярко проблескивать, а звуковой вещатель подает громкий и повторяющийся сигнал.

У компании «ТЭН24» для сборки шкафов автоматики выделен отдельный большой цех. В этом же помещении создаются схемы шкафов управления насосами. К самым простым относятся схемы подключения одного насоса. Комплекты дополнительных приборов усложняют установку.

Для примера возьмем шкаф автоматики, который может использоваться для ручного и автономного управления.

У разных производителей насчитывается от 10 до 19 базовых моделей исполнения. Отличаются они в основном только мощностью двигателя насосной системы — от 0,18 кВт до 55-110 кВт.

В качестве вывода для подключения нужен кабель с допуском сечения 0,35-0,4 мм2.

Шкафы управления дренажных работ могут выполняться в двух вариантах: ручном и автоматизированном. Регуляторы ручного типа размещены на лицевой части панели, а автоматические работают от электродных сигналов реле.

В автоматизированном режиме шкаф управления останавливает функционал всех насосов, если уровень воды критически понижен и срабатывает поплавок No1. Если уровень жидкости находится на нормированном уровне, срабатывает поплавок No2 и включается один насос. Если сработали другие поплавки, которые располагаются на более высоких уровнях в ход идут другие агрегаты.

Особенности установки станций контроля

Абсолютно все виды шкафов управления — это сложные устройства, которые функционируют от электрического питания. Производить их установку, ввод в работу, обслуживание и ремонт нужно в соответствии с инструкцией изготовителя. Инструкция в свою очередь может отличаться зависимо от модели агрегата. Мы предоставим здесь некоторые основные правила, которые характерны всем шкафам:

Установка должна проводиться на участках, защищенных от взрывов.

Показатель температуры и уровень влажности должны быть соблюдены в соответствии с обозначениями в инструкции.

Подключать электрооборудование может только лицо со специальным допуском.

Шкаф должен иметь те же параметры, что и оборудование, которое к нему подключается.

Установка должна выполняться по схеме, приведенной в инструкции.

Кабель должен иметь сечение, указанное в инструкции.

Шкафы управления, установленные на территориях частных домов, обслуживаются по той же системе, что и промышленные ШУ. Они также должны находиться в удобных для обслуживания зонах с определенным уровнем температуры и влажности. Подключение проводится после полной установки системы водоснабжения. После подключения шкафа нужно проверить его работу во всех режимах.

Техническое обслуживание

По большому счету особого обслуживания для шкафов управления не требуется. Но, регулярно проверять блок управления организацией придется. Это необходимо для поддержания правильной работы всех устройств.

Перед тем как осматривать или заменять какие-либо детали нужно отключать напряжение, и блокировать оборудование от повторного запуска. Проверяйте надежность всех соединений. Обычно возможные неисправности изготовитель указывает в инструкции. При возникновении поломок, которые невозможно устранить самостоятельно обращайтесь в сервисные центры.

Цена на шкаф управления насосами зависит от сложности конструкции и количества выполняемых задач. Стоимость уточняйте при заказе у менеджеров компании.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector