Расчет мощности, выбор электродвигателя привода установки-металлоуловителя, ленточного конвейера. Разработка принципиальной схемы управления электроприводами, логическая схема управления. Расчет и обоснование выбора аппаратуры. Определение объема памяти.
Каждый из электроприводов требует тщательный подход для определения электродвигателя, который обеспечит требуемые особенности, аппаратуры защиты и управления. При этом необходимо рассчитать и выбрать электродвигатель, подобрать аппаратуру защиты и управления, рассчитать и выбрать провода и кабеля. Мощность электродвигатель для привода ленточного транспортера рассчитывается по формуле: (2.1) электродвигатель металлоуловитель ленточный конвейер где Q - подача транспортера, м3/ч; Выбираем двигатель основного исполнения, т.к. у электродвигателя маленькая мощность и использование электродвигателя специального исполнения было бы не целесообразно. Мощность электродвигателя привода подвижной траверсы плиты рассчитывается по формуле: (2,3) где - коэффициент, учитывающий трение реборд колес о рельсы;Согласно функциональным возможностям, была разработана схема управления электроприводами установки-металлоуовителя, подобрана аппаратура защиты и управления.
Введение
Современная автоматизация производства невозможна без использования электрических двигателей и средств управления ими или, точнее, без применения электрического привода. Использование автоматизированного и автоматического электропривода позволяет повышать производительность труда.
Практически все предприятия в своем производстве имеют хотя бы небольшие и незначительные электропривода, предназначенные для решения различных задач (начиная от подъема некоторого груза или системы вентиляции, заканчивая большим производством, в котором связаны множество компонентов).
Современные предприятия представляют собой промышленные комплексы с большим потреблением электрической энергии. Следовательно, рациональное использование электроэнергии может быть обеспечено только при правильном выборе электрооборудования и грамотной его эксплуатации.
Каждый из электроприводов требует тщательный подход для определения электродвигателя, который обеспечит требуемые особенности, аппаратуры защиты и управления. При этом необходимо рассчитать и выбрать электродвигатель, подобрать аппаратуру защиты и управления, рассчитать и выбрать провода и кабеля.
1 Расчет и выбор типа электродвигателя производственной установки
1.1 Расчет мощности и выбор электродвигателя привода ленточного конвейера
Выбираем двигатель основного исполнения, т.к. у электродвигателя маленькая мощность и использование электродвигателя специального исполнения было бы не целесообразно. Номинальная частота вращения 1500 об/мин. Степень защиты IP44.
Таблица 1 - Технические и пусковые данные двигателя 4АА50А4У3
Тип двигателя Р2н, КВТ h, % cosj іп
4АА50А4У3 0.06 40.0 0.41 2.5
Подставляя значения в формулу (2.2), получаем: ; (2.2)
;
; (2.3)
;
.
1.2 Расчет мощности и выбор электродвигателя привода подвижной траверсы электромагнитной плиты
Мощность электродвигателя привода подвижной траверсы плиты рассчитывается по формуле:
(2,3) где - коэффициент, учитывающий трение реборд колес о рельсы;
- максимальная масса траверсы, Н;
- коэффициент трения скольжения;
- коэффициент трения качения;
- радиус шейки оси колеса, м;
- радиус колеса, м;
- скорость перемещения, м/с
- КПД механизма передвижения.
Выбираем двигатель основного исполнения, т.к. у электродвигателя маленькая мощность и использование электродвигателя специального исполнения было бы не целесообразно. Номинальная частота вращения 1500 об/мин. Степень защиты IP44.
Таблица 2 - Технические и пусковые данные двигателя 4АА63ВЧУ3
Тип двигателя Р2н, КВТ h, % Cosj іп
4А100S4У3 3.0 82.0 0.83 6.0
; (2.2)
; (2.3)
.
2. Разработка принципиальной схемы управления электроприводами
Принципиальная схема управления (рисунок №5) обеспечивает: - дистанционное управление электроприводами;
- наличие двух режимов работы установки: 1 режим - рабочий режим (режим очистки сыпучей смеси), 2 режим - режим наладки;
- пуск привода транспортера М1 в 1 режиме только при нахождении электромагнитной плиты (траверсы) в рабочей позиции и наличии напряжения питания на электромагнитной плите;
- возможность установки плиты в рабочее положение в случае ее нахождения в каком-либо другом пространственном положении в обоих режимах;
останов привода транспортера в 1 режиме по истечении времени ?t1 (время одного цикла очистки) после дистанционного включения оператором при первом цикле очистки;
- автоматическое включение и перемещения траверсы в зону сброса металлических деталей по истечении времени ?t1 по циклу: ход в зону сброса металла, останов в крайней точке зоны сброса в функции пути (контроль по положению) на время ?t2, возврат в рабочее положение (нахождение над конвейером) с контролем в функции пути (положения);
- повторное автоматическое включение привода М1 при выполнении условия, изложенного в пункте 3;
- автоматическое включение напряжения питания плиты при нахождении (достижении) исходного рабочего положения при работе в 1 режиме;
- автоматическое отключение напряжения питания с электромагнитной плиты при достижении траверсы крайней точки зоны сброса при работе в 1 режиме;
- возможность независимой работы электроприводов во 2 режиме со снятием действия всех электрических блокировок;
- звуковая сигнализация минимального значения величины питающего напряжения электромагнитной плиты;
- световая сигнализация включенного состояния силового электрооборудования;
- наличие соответствующих электрических защит электроприводов и схемы управления в соответствии с режимами и условиями работы электрооборудования;
наличие защит и блокировок, обеспечивающих безопасные условия работы персонала и технологического оборудования;
- предусмотреть АВР (автоматическое включение резерва) при выходе из строя основного источника питания электромагнитной плиты;
3.1 Расчет и обоснование выбора аппаратуры управления электрическими цепями
Выбор магнитных пускателей
Магнитные пускатели выбираются из условия
, где - номинальный ток пускателя, - длительный рабочий ток электроустановки.
Пускатели электромагнитные серии ПМЛ предназначены для дистанционного пуска непосредственным подключением к сети, остановки и реверсировании трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором.
Таблица 3 - Пускатели серии ПМЛ
380 В
IP00
Тип Величина пускателя Номинальный ток пускателя, А Номинальный рабочий ток, А, при напряжении и степени защиты
KM1 ПМЛ-1100 1 10 10
KM2 ПМЛ-4103 2 63 63
KM3 ПМЛ-4103 2 63 63
КМ4 ПМЛ-1100 1 10 10
КМ5 ПМЛ-4103 2 63 63
КМ6 ПМЛ-4103 2 63 63
Выбор промежуточных реле
Промежуточные реле серии РПЛ применяются в схемах управления электроприводами при напряжении до 660 В переменного тока частотой 50, 60 Гц: Таблица 4 - Промежуточные реле серии РПЛ
Тип Uн, В Число замыкающих контактов Число размыкающих контактов
KL1 РПЛ-1-2-1 О4-А ~220 2 1
KL1 РПЛ-1-2-1 О4-А ~220 2 1
Выбор реле времени
Реле времени ВЛ-40 для периодического включения и отключения электрических цепей с определенными, предварительно установленными длительностями включенного (импульс) и отключенного (пауза) состояний.
Таблица 5 - Реле времени ВЛ-40
Обозначение Род тока Uн, В Ін, А Частота коммутаций, 1/ч Импульс, с Пауза, с
КТ1-4 переменный ~220 5 500 3 10
КТ1-4 переменный ~220 5 500 3 10
Выбор выключателей путевых
Выключатели путевые серии ВП63 предназначены для коммутации электрических цепей управления переменного тока частоты 50 и 60 Гц напряжением до 380 В и постоянного тока напряжением до 220 В под воздействием управляющих упоров (кулачков) в определенных точках пути контролируемого объекта.
Таблица 6 - Выключатели путевые серии ВП63
Тип Uном, В Іном, А Рабочий ход, мм Усилие срабатывания, Н
SQ1 - SQ4 ВП63-1011117-100УХЛ33 220 1,0 2,2 4,5
Выбор кнопок управления
Выключатели кнопочные серии КЕ предназначены для коммутации электрических цепей управления переменного напряжения до 660 В частоты 50 и 60 Гц.
Таблица 7 - Выключатели кнопочные серии КЕ
Тип Uн, В Управляющий элемент Степень защиты Контактный элемент замыкающих размыкающих
Выключатели серии ВА предназначены для проведения тока в нормальном режиме, для защиты электрических цепей и электродвигателей при токах короткого замыкания, перегрузках и недопустимых снижений напряжения (нулевая защита), а также для нечастых (не более 30 в час с интервалом не менее 2 мин) включений и отключений электрической цепи.
Определение тока уставки электромагнитного расцепителя
(4.1) где - пусковой ток двигателя, (1,5-1,8) - коэффициент, учитывающий условия пуска. Меньший берем, если нормальные условия пуска, больший, если тяжелые условия пуска.
QF1: QF2: QF3: Определение тока уставки теплового расцепителя
(4.2) где - номинальный ток двигателя, - коэффициент, учитывающий температурные условия работы электродвигателя (предполагается, что установка будет работать при )
(4.3)
QF1: QF2: QF3:
Таблица 8 - Выключатели серии ВА
Автомат Тип выключателя Ін, А авт. выкл. Ін, А Uн, В , А , А QF1 ВА52Г-25-34-0010-Р-00УХЛ 0.56 ~380 2.1 0.5
QF2 ВА52Г-25-34-0010-Р-00УХЛ 8.5 ~380 76.5 1.25
QF3 ВА52Г-25-34-0010-Р-00УХЛ 0.74 ~380 4.44 0.66
Выбор предохранителей
Предохранители предназначены для защиты от коротких замыканий.
, где - номинальный ток предохранителя, - номинальный ток плавкой вставки.
Для защиты электроприемников или участков электросети, которые имеют небольшие пусковые токи, за расчетные токи плавких вставок принимают номинальные токи этих электроприемников или расчетные токи элекетросети .
Выбираем предохранитель (FU) для защиты цепи управления электропривода. Для выбора плавкой вставки предохранителя необходимо рассчитать номинальный ток, потребляемый схемой управления, который равен сумме токов, потребляемых каждым элементом схемы:
(4.6)
где Іпотр.л. - ток потребляемый одной лампой сигнализации
Составим таблицу потребителей (реле) цепи управления при номинальном напряжении ~220 В.
Таблица 10 - Потребители тока цепи управления
Реле KM1 KM2 KM3 KL1 KL2 KT1 KT2
Ікатушки, А 0,14 0,14 0,14 0,05 0,05 0,05 0,05
Максимальный ток цепи управления: Расчет тока плавкой вставки предохранителя:
(4.7)
Таблица 11 - Характеристика предохранителя FU9
Тип Ін, А Uн, В Номинальный ток плавкой вставки, А Конструктивное исполнение
FU9 НПН-15 15 ~220 15 Патрон неразборный с наполнителем
3.5 Расчет и обоснование выбора проводов и кабелей
Для силовой схемы: При номинальном токе двигателя 8.5 А, по условию плотности тока для меди, 7 А на 1мм2 выбираем кабель с сечением 5 мм2.
Тип кабеля КГ 3?10 1?1.5. 4 жилы: 3 по 10 мм2 основные и 1 по 1.5 мм2 на зануление.
Выбираем кабель четырехжильный с алюминиевой жилой с ПВХ изоляцией исходя из плотности тока 5 А/мм2 и номинальных токов двигателя 1.2 А, 0.56 А: Для управляющей схемы: С учетом плотности тока для алюминия 5 А/мм2 и током управляющей цепи получаем сечение 0.18 мм2. Т.к. сечение мало, то выбираем провод ПВ1?1мм2, исходя из механической прочности.
4. Логическая схема управления электроприводом производственной установки
Рисунок 4 - Логическая схема управления
Рисунок 5 - Логическая схема управления элнктромагнитной плитой
Рисунок 6 - Логическая схема включения АВР
5. Расчет объема памяти и обоснование выбора модели универсального логического модуля
В логической схеме используются блоки: 1 Задержка включения (2 шт.)
2 Реле с самоудержанием (5 шт.)
Остальные элементы логической схемы памяти не занимают и поэтому они не участвуют в расчете объема памяти.
Таблица 12 - Объемы памяти для блоков LOGO
Блок Память
PAR RAM Timer Rem
Задержка включения 1 1 1
Реле с самоудержанием - 1 - -
Для данной схемы использование памяти получается: 1 PAR -2;
2 RAM - 7;
3 Timer - 2;
4 Rem - 0
В логической схеме используются блоки: Реле с самоудержанием (2 шт.)
Остальные элементы логической схемы памяти не занимают и поэтому они не участвуют в расчете объема памяти.
Таблица 13 - Объемы памяти для блоков LOGO
Блок Память
PAR RAM Timer Rem
Задержка включения 1 1 1
Реле с самоудержанием - 1 - -
Для данной схемы использование памяти получается: 1 PAR -0;
2 RAM - 2;
3 Timer - 0;
4 Rem - 0
В логической схеме используются блоки: Реле с самоудержанием (3 шт.)
Остальные элементы логической схемы памяти не занимают и поэтому они не участвуют в расчете объема памяти.
Таблица 14 - Объемы памяти для блоков LOGO
Блок Память
PAR RAM Timer Rem
Задержка включения 1 1 1
Реле с самоудержанием - 1 - -
Для данной схемы использование памяти получается: 1 PAR -0;
2 RAM - 3;
3 Timer - 0;
4 Rem - 0
Из подсчета объема памяти логического модуля и исходя из логической схемы можно выбрать блок LOGO! удлиненной модели.
Для подключения схемы управления установкой выбираем модуль LOGO! 230RCL, он имеет 12 дискретных входов и 8 дискретных выходов с используемым напряжением 230 (В). Питается напряжением 230 (В).
Универсальные логические модули LOGO! являются компактными функционально законченными изделиями, предназначенных для решения простых задач автоматизации с логической обработкой информации.
5.1 Разработка принципиальной схемы подключения аппаратуры управления, защиты к логическому модулю LOGO
Рисунок №7 - Схема подключения к LOGO! 230RCL
Рисунок №8 - Схема подключения к LOGO! 230RCL
Рисунок №9 - Схема подключения к LOGO! 230RCL
Вывод
В данной курсовой работе рассчитаны и выбраны электродвигатели.
Осуществлен выбор аппаратуры по напряжению, энергетическим характеристикам.
Согласно функциональным возможностям, была разработана схема управления электроприводами установки-металлоуовителя, подобрана аппаратура защиты и управления. Найдено сечение проводов обеспечивающих питание приводов и системы управления.
Список литературы
1 Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник / А.Э. Кравчик, М.М. Шлаф, В.И. Афонин, Е.А. Соболенская. - М.: Энергоиздат, 1982. - 504 с.
2 Большам Я.М. Справочник по проектированию электропривода силовых и осветительных установок. - М.: Энергия, 1975. - 728 стр.
3 Васин В.М. Электрический привод: Учеб. пособие для техникумов. - М.: Высш. шк., 1984. - 231 с.
4 Алиев И.И. Справочник по электротехнике и электрооборудованию: Учеб. Пособие для вузов. - 2-изд., доп. - М.: Высш. шк., 2000. - 255 с., ил.
5 Москаленко В.В. Электрический привод: Учеб. для электротехн. спец. техн. - М.: Высш. шк., 1991. - 430 с.
6 Справочник электрика деревообрабатывающего предприятия / А.А. Пижурин, М.В. Алексин, В.А. Яковенко - М.: МГУЛ, 2002. - 340 с.
7 Техника чтения схем автоматического управления и технологического контроля / Клюев А.С., Глазов Б.В., Миндин М.Б. - М.: Энергоиздат, 1983, 376 с.
8 Чиликин М.Г., Сандлер А.С. Общий курс электропривода: Учебник для вузов. - М.: Энергоиздат, 1981. - 576 с.
9 Чунихин А.А. Электрические аппараты: Учеб. для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 720 с.
Размещено на .ru
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
