Главная / Рефераты / Рефераты по технологии
Реферат: Электропривод механизма передвижения
Notice: Undefined variable: ref_img in /home/area7ru/area7.ru/docs/referat.php on line 323
"Электропривод механизма передвижения "
Министерство общего и профессионального образования
Российской Федерации
Череповецкий металлургический колледж
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ
Электропривод механизма передвижения.
Пояснительная записка
КП 1806.00.00. ПЗ
Руководитель: Рыжаков В. Г.
(Подпись)
(Дата) 5.04.99
Проект разработал: Дробанов А.Ф.
(Подпись)
ЗАДАНИЕ
ПО КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ
По курсу: "Электрический привод и электрооборудование".
Ф.И.О. учащегося: Дробанов Артём Федорович.
Курс, специальность: 1806: "Техническая эксплуатация, обслуживание и ремонт электрического и электромеханического оборудования в металлургии".
Тема курсового проекта: "Электропривод механизма передвижения".
Исходные данные: Vтел - линейная скорость механизма передвижения, м/мин :
44;
DK - диаметр колеса тележки, мм: 320;
Dц - диаметр цапфы, мм: 90;
Lтел.- длина рабочего пути тележки, м: 28;
G0 - вес пустой тележки, кН: 157;
Gmax - вес груза максимальный, кН: 147;
?max - усредненный КПД механизма: 0,8;
3600/Tц.=12 - количество рабочих циклов в час;
Требуется представить: Пояснительную записку с расчетами.
Графические работы: Электрическая принципиальная схема привода тележки;
Кинематическая схема механизма тележки;
Задание выдано:
Срок окончания и сдачи: 05.04.99
Руководитель Рыжаков В.Г.
Председатель предметной комиссии
СОД ЕРЖАНИЕ
Введение
1. Общая часть
1. Устройство и назначение механизма.
2. Выбор системы электропривода.
2. Специальная часть
1. Разработка принципиальной схемы управления.
2. Построение нагрузочной диаграммы механизма.
3. Расчет мощности электродвигателя и его выбор.
4. Выбор релейно-контакторной аппаратуры.
5. Расчет токов уставок и выбор аппаратуры защиты.
6. Расчет и выбор структуры и сечения кабелей.
3. Техника безопасности
3.1 Оперативное обслуживание.
3.2 Производство работ.
3.3 Работы в электроустановках, связанные с подъемом на высоту.
Литература
Введение
На металлургических предприятиях работают мостовые краны общего назначения (крюковые, грейферные, магнитные, магнитно-грейферные) и металлургические (литейные, для раздевания слитков, колодцевые, посадочные и др.).
Конструкция кранов в основном определяется их назначением и спецификой технологического процесса. Но ряд узлов, например механизмы подъема и передвижения, выполняются однотипными для кранов различных видов. Поэтому имеется много общего в вопросах выбора и эксплуатации электрооборудования кранов.
Электрооборудование кранов металлургических цехов работает, как правило, в тяжелых условиях: повышенная запыленность и загазованность, повышенная температура или резкие колебания температуры окружающей среды
(от минусовой до +60—70°С), высокая влажность (до 80—90 %), влияние химических реагентов. В связи с этим оно должно выбираться в соответствующем конструктивном исполнении.
Оборудование кранов стандартизировано, поэтому краны различные по назначению и конструкции комплектуются серийно выпускаемым типовым электрооборудованием. Схемы управления отдельными кранами отличаются, что связано со спецификой соответствующих цехов металлургических предприятий и назначением кранов. К электрооборудованию кранов предъявляют следующие требования: обеспечение высокой производительности, надежность работы, безопасность обслуживания, простота эксплуатации и ремонта и др.
1. Общая часть.
1. Механизм передвижения широко представлен в металлургическом производстве тележками крановых механизмов. Обычно кран имеет две тележки: тележку передвижения и грузовую тележку.
Грузовая тележка присутствует в единственном числе, но в некоторых случаях их число может быть доведено до двух.
К приводу тележек предъявляются довольно жесткие требования: он должен обеспечивать быстрый и в то - же время плавный разгон, постоянство ускорения независимо от скорости переключения контактов командоконтроллера, возможность реверса, высокую надежность и стабильность работы в условиях как высоких, так и низких температур, а также при высокой влажности, запыленности окружающей среды и присутствии агрессивных газов и дыма.
Кроме того, электропривод должен быть безопасным в эксплуатации и простым в ремонте.
По надежности электроснабжения этот привод можно отнести к "особой группе" первой категории.
1.2 Электроприводом называется электромеханическое устройство, предназначенное для электрификации и автоматизации рабочих процессов и состоящее из преобразовательного, электродвигательного, передаточного и управляющего механизмов. В отдельных случаях преобразовательный и передаточный механизмы могут отсутствовать.
Достоинствами электропривода являются: возможность простого и экономичного преобразования электрической энергии в механическую;
Возможность изготовления двигателя любой необходимой мощности, что позволяет использовать индивидуальный привод отдельных рабочих механизмов машины; высокая управляемость привода, его надежность; упрощенная конструкция рабочей машины, малые габариты и масса привода; широкий диапазон и плавность регулирования скорости и т.п.
Наиболее часто применяемым типом электродвигателя является асинхронная машина с фазным ротором, т.к. обеспечивает достаточное регулирование ускорения. Асинхронные же двигатели с короткозамкнутым ротором не находят широкого применения из-за чрезмерно больших ускорений и пусковых токов, что не всегда приемлемо при переносе краном таких грузов, как жидкий металл, шлак и т.д.
Применение привода постоянного тока нежелательно, т.к. он имеет пониженную надежность из-за износа коллекторного узла и его быстрого выхода из строя, особенно это касается условий его работы при загрязненности атмосферы цеха.
Исходя из всего перечисленного, выбираем в качестве основы привода асинхронную машину с фазным ротором.
Питание двигателя привода тележки будет осуществляться через гибкие троллеи, т.к. тележка имеет диапазон передвижения по направляющим 28 метров и применение жестких троллей не оправдано.
2. Специальная часть.
2.1 Схема управления должна отвечать всем требованиям, заданным в п.1.1. Наиболее распространенной схемой является схема, построенная на основе командоконтроллера. Она имеет высокую ремонтопригодность, дешевую элементную базу и большую надежность.
Контроль нулевого положения командоконтроллера SA осуществляет реле KS, контакт которого подает питание на схему управления.
В первом положении "Вперед" включаются контакторы KM1 и KM2, которые подключают статор двигателя к сети. Блок-контакт КM2 включает реле K, которое включает контактор тормозного электромагнита KM3. При этом двигатель растормаживается и идет в ход при полностью включенном в цепь ротора реостате (кривая 1 на рисунке 1).
Во втором положении контроллера включается контактор KM4 (см. графическую работу, лист 1), который шунтирует предварительную ступень пускового реостата (двигатель работает на характеристике 2, рисунок 1).
Рисунок 1 - Механические характеристики кранового электродвигателя.
Машинист может установить ручку командоконтроллера сразу в крайнее правое положение. Разгон будет осуществляться автоматически, в функции времени, с помощью реле KAT1 - KAT3 (см. графическую работу, лист 1). Блок-контакт
KM4 разомкнет цепь катушки первого ускоряющего реле KAT1, и последнее с выдержкой времени включит первый ускоряющий контактор KM5. Аналогично с помощью реле KAT2 и KATЗ включаются ускоряющие контакторы соответственно
KM6 и KM7.
Для питания катушек реле времени служит выпрямитель; контактор KM6, включившись, своим блок-контактом, отключит от сети выпрямитель, а вместе с ним и катушку реле KATЗ. Двигатель будет работать на характеристиках 3,
4, 5 (см. рисунок 1).
В цепи ротора всегда остается невыключенной часть реостата. Этим смягчается механическая характеристика (кривая 5 на рисунке 1), благодаря чему массы двигателя и крана в большей степени помогают двигателю преодолевать пиковые перегрузки.
Как отмечалось, электропривод может работать в двигательном режиме и в режиме торможения противовключением. Если при движении крана «Вперед» рукоятку командоконтроллера SA (см. графическую работу, лист 1) перевести в любое положение «Назад», контактор KM1 отключит двигатель от сети, а затем включится контактор KM8 и реле KCC. Контакторы ускорения KM5—KM7,
KM4 отключаются, и в цепь ротора будет введен весь реостат. В момент перехода командоконтроллера SA через нулевое положение кратковременно отключится реле K, контакт которого шунтирует добавочный резистор R1 в цепи реле KCC. Этим осуществляется форсировка включения реле KCC. Если рукоятка SA была переведена в первое положение «Назад», то после окончания процесса торможения кран останавливается. Если рукоятка была установлена во 2, 3 или 4-е положения, то после снижения скорости до
10% от номинальной отключается реле KCC, которое своим контактом подключает цепь питания ускоряющих контакторов, и начинается автоматический разгон двигателя в направлении «Назад».
Торможение осуществляется по линии abc (см. рис. 1): по линии аb — переход двигателя в режим торможения противо-включением и по линии ba — его замедление и остановка.
Контакты конечных выключателей SQ1, SQ2, размыкающиеся в предельно крайних положениях, и контакт максимального реле KA включены в цепь реле
KS (см. графическую работу, лист 1). Максимальное реле состоит из трех катушек с подвижным якорем, воздействующих на один общий контакт.
Как отмечалось, аппаратура управления и тормозные электрод-магниты постоянного тока отличаются сравнительно высокой износостойкостью, долговечностью, надежностью, большой допустимой частотой включения и т. п. Поэтому для кранов, работающих в режимах Т и ВТ, используются магнитные контроллеры типов К, КС ДК.
2.2 Построение нагрузочной диаграммы механизма.
2.2.1 Определяем передаточное число редуктора привода тележки:
(1)
где R - радиус колеса тележки, м; n - частота вращения вала приводного двигателя, об/мин;
V - заданная скорость тележки, м/мин;
2.2.2 Определяем статические моменты на входном валу редуктора при холостом и рабочем пробегах тележки:
(2)
где k1 = 1,25 - коэффициент, учитывающий трение реборды колеса тележки о рельс;
G - сила тяжести перемещаемого груза;
( = 0,015ч 0,15 - коэффициент трения в опорах ходовых колес; r - радиус цапфы; f - коэффициент трения качения ходовых колес по рельсам; i - передаточное число редуктора;
( - КПД редуктора;
2.2.3 Строим нагрузочную диаграмму механизма:
Рисунок 2 - Нагрузочная диаграмма механизма.
2.3 Расчет мощности двигателя и его выбор.
2.3.1 Определяем продолжительность включения ПВ:
(3)
где t1 ,t2 ,t3 ,tn, - длительности включений механизма передвижения; t0 - суммарное время простоя механизма за рабочий цикл;
2.3.2 Определяем эквивалентный момент:
(4)
Где Mi - величина момента в некотором рабочем режиме;
Tц - время рабочего цикла; ti - длительности действия соответствующих моментов на вал приводного двигателя;
2.3.3 Находим расчетную мощность двигателя:
(5)
где kз =1,3 - коэффициент запаса, учитывающий неучтенные моменты в редукторе;
Мс.э - эквивалентный статический момент;
( расч.- угловая скорость выбираемого приводного двигателя;
Пересчитываем расчетную мощность двигателя при ПВ =20% на ПВ= 40%, для того, чтобы выбрать электрическую машину из справочника:
(6)
2.3.4 Выбираем конкретный двигатель - МТF312-6, асинхронную машину с фазным ротором с осевым моментом инерции Jдв.=0,312 кг(м2, номинальной частотой вращения 965 об/мин., номинальными токами статора и ротора соответственно 38 и 60 А и мощностью 15 кВт.
2.3.5 Для определения момента инерции на входном валу редуктора переходим от поступательного движения тележки к вращательному движению некого цилиндрического тела, посаженного на вал электродвигателя, создающего те - же статические и динамические нагрузки:
(7)
где V2 - квадрат скорости поступательно движущейся тележки; m - масса тележки ;
J - осевой момент инерции;
(2 - квадрат угловой частоты вращения вала двигателя;
Выделяем переменную j из вышеуказанного равенства:
(8)
Таким образом, мы получили приведенные осевые моменты инерции порожней и нагруженной тележки без учета моментов инерции соединительной муфты и тормозного шкива.
2.3.6 Зная приведенные моменты инерции мы можем определить полный осевой момент инерции системы "двигатель - механизм" как для полностью загруженного, так и для порожнего механизма передвижения:
(9)
где Jдв. - паспортный осевой момент инерции приводного двигателя;
Jх.х.(р.х) - приведенный осевой момент инерции на валу двигателя для холостого и загруженного состояний механизма передвижения без учета момента инерции двигателя, соединительной муфты и тормозного шкива;
Jм - момент инерции соединительной муфты (Jм=0,15(Jдв.);
Jш - момент инерции тормозного шкива (Jш=0,2(Jдв.);
2.3.7 Определяем динамические моменты для построения уточненной нагрузочной диаграммы:
(10)
где J - (см. формулу 8);
(( - изменение угловой скорости;
(t - время разгона механизма;
Mд.х. и Mд.р. - динамические моменты разгона и торможения для холостого и загруженного состояний тележки механизма передвижения.
2.3.8 Строим уточненную нагрузочную диаграмму механизма с тахограммой:
Рисунок 3 - Нагрузочная диаграмма механизма с тахограммой.
2.3.9 Проверяем выбранный двигатель по нагреву:
(11)
Эквивалентный момент вычисляем по формуле 4:
Определяем рабочий момент двигателя:
(12)
В случае, если двигатель подходит для заданной интенсивности работы, момент эквивалентный на его валу должен быть меньше номинального, т.е. должно выполнятся неравенство 13:
(13)
Двигатель выбран правильно.
2.4 Выбор релейно-контактной аппаратуры.
2.4.1 Для управления асинхронным электродвигателем привода используем магнитный контроллер ТА-63 [6] , т.к. он обеспечивает все необходимые режимы работы для механизма перемещения и подходит по допустимой мощности двигателя.
2.4.2 Для ограничения передвижения кранового моста в схеме использованы конечные выключатели.
Контакты конечных выключателей, как правило, включаются в цепи управления - в цепи катушек контакторов и реле.
В качестве конечных выключателей выбираем получившие наибольшее распространение в крановых установках отечественного производства выключатели серии КУ-700А.
2.4.3 Крановые резисторы предназначены для обеспечения пуска, регулирования скорости и торможения электродвигателей постоянного и переменного тока.
При расчете и выборе пускорегулирующих резисторов должны выполнятся одновременно два условия:
1) Получение необходимых механических характеристик электроприводов, обеспечивающих требуемый режим пуска и необходимый диапазон регулирования.
2) Обеспечение соответствия теплового режима резистора режиму работы электродвигателя.
Для правильного выбора пусковых токоограничивающих резисторов определяем значение эквивалентного тока:
(14)
где Iдл.- длительный ток;
Iпв - ток двигателя при некоторой продолжительности включения;
ПВ - значение фактической продолжительности включения , %;
Зная длительный ток выбираем тип ящиков резисторов в роторную цепь:
2ТД.754.054-10.
2.5 Расчет токов уставок и выбор аппаратуры защиты.
2.5.1 Аппаратура защиты присутствует в схеме магнитного контроллера, поэтому нет необходимости в её выборе, однако следует указать токовые значения настроек защитной аппаратуры исходя из данных справочника [2]:
а) Ток уставки защитного реле, А: 130; б) Ток номинальный расцепителя автомата, А: 40; в) Ток мгновенный отсечки автомата, А: 260;
2.6 Расчет и выбор структуры и сечения кабелей.
2.6.1 Ток ротора больше тока статора и его длительный эквивалент уже определен (расчёт по формуле 14), поэтому цепь статора с меньшим током запитываем кабелем, выбираемым в роторную цепь:
а) Для обеспечения питания роторной цепи выбираем кабель
ПВГ (3*10) мм2; б) Статорную цепь запитываем кабелем ПВГ (3*10) мм2; в) Управляющую схему запитываем посредством провода марки ПГВ; г) Конечные выключатели целесообразно подключить к схеме управления контрольным четырехжильным кабелем типа КСРГ;
3. Техника безопасности
3.1 Оперативное обслуживание.
Б2.1.1.2 Оперативное обслуживание электроустановок может осуществляться как местным оперативным или оперативно-ремонтным персоналом[1], за которым закреплена данная электроустановка, так и выездным, за которым закреплена группа электроустановок.
Лицам из оперативно-ремонтного персонала, обслуживающим электроустановки, эксплуатируемые без местного оперативного персонала, при осмотре электроустановок, оперативных переключениях, подготовке рабочих мест и допуске бригад к работе и т. п. в соответствии с настоящими Правилами и «ПТЭ электроустановок потребителей» предоставляются все права и обязанности оперативного персонала.
Вид оперативного обслуживания, число лиц из оперативного персонала в смену или на электроустановке определяются лицом, ответственным за электрохозяйство, по согласованию с администрацией предприятия
(организации) и указываются в местных инструкциях.
Б2.1.2. К оперативному обслуживанию электроустановок допускаются лица, знающие оперативные схемы, должностные и эксплуатационные инструкции, особенности оборудования и прошедшие обучение и проверку знаний в соответствии с указаниями настоящих Правил.
Б2.1.3. Лица из оперативного персонала, обслуживающие электроустановки единолично, и старшие в смене или бригаде, за которыми закреплена данная электроустановка, должны иметь группу по электробезопасности не ниже IV в установках напряжением выше 1000 В и III в установках напряжением до 1000 В.
Б2.1.4. Оперативный персонал должен работать по графику, утвержденному лицом, ответственным за электрох...
ВНИМАНИЕ!
Текст просматриваемого вами реферата (доклада, курсовой) урезан на треть (33%)!
Чтобы просматривать этот и другие рефераты полностью, авторизуйтесь на сайте:
|
|
|
Добавлено: 2010.10.21
Просмотров: 1462
|
Notice: Undefined offset: 1 in /home/area7ru/area7.ru/docs/linkmanager/links.php on line 21
При использовании материалов сайта, активная ссылка на AREA7.RU обязательная! |
