z刘红
问题很经典,可以扩展更全面学习。
这是一个很经典的问题,
记得十几年前面试时,还有老师傅用来考我。
我们可以扩充下这个问题,让它更适合使用于实际的工作。
考题:
5.5kw电机采用星三角降压启动,请设计控制线图,制作元件采购清单。
那么我们会问,什么情况下要采用星三角降压启动?
主,控制线路图如何设计?
会涉及哪些元件,每个元件具体如何选型?
一直都在搞上位机程序方面的项目,对这些知识已模糊。
这里我来做一个温故知新,看看如何进行选型。
什么情况下要采用星三角降压启动?
降压启动主要原因是电机启动时电流过大,
为了避免电机对电网形成冲击而采取的一种措施。
当然降压启动的方法还有很多,星三角降压只是常见的一种,
比如还有自耦变压器降压,延边三角形降压,定子串电阻或电抗降压等等。
还可以通过专业的软启动器或变频器来启动电机。
什么是对电网形成冲击呢,比如我们日常启动大功率电器时,电灯会瞬间变暗。
这就是电器对电网形成了冲击,影响了同电网下其他电器的正常运行。
所以我们什么情况要采用降压启动,
1.首先会根据电机所在电力变压器容量来考虑。
电机在启动瞬间造成电网电压波动小于10%的话,电机可以正常直接频繁启动,
如果电机不常使用,这个范围可以放宽到15%。
如果电机配有专用的变压器,S>=5P(S变压器容量,P马达功率),
电机可以正常直接频繁启动.
这种标准看起来比较啰嗦,如果知道一些参考的话,
2.也可以根据一个公式来计算,判断是否要降压启动:
Ist/IN<0.75+ST\\4PN。
这是一个经验公式
ST表示公用变压器的容量,单位为KVA;
PN表示电动机额定功率,单位为KW;
Ist/IN表示电动机启动电流和额定电流之比。
3.一般工作中我们会开启懒人模式,根据电机功率来判断。
电机的额定功率在10匹以上,也就是大概7.5KW以上时,
就可以考虑使用星三角启动。
主,控制线路图如何设计?
如上图,控制线路为经典的时间继电器控制星三角启动电路。
启动按钮SB1按下,主接触器KM,星形启动接触器KMY得电,
其主触点吸合,马达进行星形启动。
与此同时时间继电器KT也得电开始计时。
KT计时到位,断开KMY,闭合KM△,马达进入三角形电路,正常运行。
在电工模拟软件上有很直观的实物模拟,更多介绍可以下载工具参考。
会涉及哪些元件,每个元件具体如何选型?
根据上面的控制原理图,我们知道涉及的元器件主要有:
1.空气断路器(空开)。
2.交流接触器。
3.热继电器。
4.熔断器。
5.按钮,定时器等控制回路器件。
熔断器基本是一个淘汰的损耗品,在学校的实训室,
老旧的设备上还有见到,这里就忽略它。
在控制回路中,电流般都不会超过1A,
而按钮,定时器的触点允许的最大电流会远大于1A,
一般5A左右,具体可以参考它们的规格型号,
所以在选型时,更多会考虑它们的外形,安装尺寸。
1)定时器选型:
这里定时器时间的设置会比较麻烦些,
流传有一个经验公式:
√(P/0.8)+4;
P为电机的额定功率,
0.8为功率因数的取值,
4为时间常数4秒。
也就是电机额定功率除以0.8,结果开根号,再加4秒。
如5.5KW电机星三角启动时间粗略设置为√(5.5/0.8)+4=6.6s
但在实际应用中尽量根据现场实际负载微调时间。
如空载或负荷较轻时,可以再多加2秒,重载就建议使用其他降压方法了。
最好的确定计时方法,就是通过钳形表,边观察电流变化,边计算合适时间。
计算所得的时间在计时器时间调整范围内就好。
2)空开选型:
空开常见有分动力保护D型,照明保护C型。
还有多P的选择。
我们这里选择D型,3P。
空开的电流,可以根据电机额定功率来确定。
有标准公式i=p/1.732/u/cosφ,
也有经验公式i=2*p(经验公式单位是kw)。
公式中p为电机功率,u,i为电压,电流,cosφ为电机功率因数,一般取0.8.
5.5KW电机套用公式计算电流:
i=p/1.732/u/cosφ=5500/1.732/380/0.8=10.5A
或
i=2*5.5=11A.
然后空开的电流会在计算结果基础上乘以一个系数1.2-2,
这里我们取系数1.5,则空开的电流为11*1.5=16.5A。
然后根据空开的规格,往上选取。
例如空开规格,额定电流有:
1,2,4,6,10,16,20,25,32,40,50,63,80,100,125,160,180,200,225,315,350,400,500,630,700,800A。
我们就会选择20A的空开。
当然空开还有其他一些参数要注意,短路整定电流,最大最小短路电流,
可以根据上面已确定的参数,选择了例如正泰品牌具体型号空开后,
查看型号的具体其他参数。
3)交流接触器选型:
同样交流接触器也可以在前面计算出的电流基础上进行选择。
交流接触器会在电流计算结果基础上乘以一个系数1.5-2。
我们选择系数1.5则,电流为11*1.5=16.5A。
然后根据产品接触器规格,往上选取。
例如接触器主触头规格,电流有:
7、9、12、16、17、25、32、38、40、51、65、80、95、110、115、150、185、225、265、300、400、500。
我们会选择主触头电流为25,容量尽量大的接触器。
另外要注意的是接触器线圈电压,辅助触头的个数。
线路在实际运行时,主接触器与星形接触器流过电流肯定不一样,
有一个约0.6倍的关系。
一般也会开启懒人模式,三个接触器直接都使用一样。
当前这一小点就回答了提问者的问题。
4)热继电器选型:
热继电器也是根据前面计算出的电流来选择型号。
也有一个系数0.95~1.05。
我们选择系数为1则,电流为11*1.0=11A。
热继电器整定电流有一个范围可以调节,
只要我们选择的范围包含上面计算的电流就好。
例如正泰的NR2-25/Z9-13A型号,电流调节范围9-13A,
包含上面计算的电流11A,所以就可以使用。
热继电器是配合接触器使用,在接线上要保证能够对接。
5)电线选择:
控制回路电流小,一般只考虑接线是否方便,是否易折断。
正常会选择0.75或1平的软芯铜线。
主回路也会根据上面计算的电流来选择电线。
电线的安全载流量可以根据流传的经验口诀,
也可以查询电工手册。
我也记不住那么多的经验公式,
我们可以翻阅手册,来查询多少平方毫米铜线可以承载多少电流。
查表我们会选择2.5平的电线。
在电缆购买时,没有其他要求,我们可以选择软芯的电线电缆,
接线时手不疼,布线也方便。
以上就是对问题的回答,同时也对问题进行了扩展。
工控编程
交流接触器可以选大一点,它就是通断作用,不起保护电机作用,要选额定电流的3倍,建议选40A的,这是一个频繁工作器件,太小了容易烧坏。有电机一般都会接热继电器,热继电器是保护电机的,不能太大也不可以太小,要不起不到保护作用,所以交流接触器一般都要尽量大一点。
正能量28011945
如果380V电压的话电流按照11A,原则上接触器主触头等于大于电机额定电流即可,但是考虑到电机所带负荷轻重,有没有堵转现象,是否有偏载可能性,因此实际上选择大于11安的接触器,现在接触器型号繁多,有16、18、20、25等等电流的,接触器本身就是起接通作用的,因此我建议你经济允许情况下,尽量选比电机额定电流大的接触器。
雪夜221753351
5.5kw,选多大的交流接触器,先看5,5kw电动机电流是多少安,剩于3等于几安,就买几安的交流接触器,稍大些比较稳定,使用寿命长,希望你能参考。
风雨后的小草冯正山
5.5kw电机的额定电流在11A到13A之间是根据极数变化而改变额定电流值的。一般根据电机运行机械特性来选择交流接触器。
1º、如果运用于单向运行的机械设备,轻载运行可选择主触头16A或20A的交流接触器。
2º、如果运用于单向运行的机械设备重载运行或频繁运行如空压机类等设备选择主触头必须≥20A或直接选用40A的交流接触器。
3º、如果运用于正反向运行的机械设备,或频繁正反向运行的机械设备必须选用主触头40A的交流接触器。
为保障电气线路正常运行所配备的自动空气开关视运行机械设备的特性在16A或20A这两种规格内选用。
所选用的热继电器调节范围必须等于1.05倍的电机额定电流。在运行中热继电器刻度调节必须是在0.9~0.95倍的电机额定电流范围内仔细调节。大于电机额定电流则电机失去保护作用。如果选用小于0.9以下电机额定电流线路容易断开会影响设备正常运行。
所选用的铜导线必须根据线路的装置方式不同按照1.2~1.4的电机额定电流选择导线。常规的选择是截面2.5㎜²和截面4㎜²塑铜线、极少选择截面6㎜²塑铜线。
在选择电机时必须要选择熔断器。并且要根据电机机械特性选择熔体额定电流大于或等于2.0~3.5倍的电机额定电流。
根据低规要求5.5KW电机不适用降压起动运行。