Основные этапы построения тахограммы и нагрузочной диаграммы. Главные требования, предъявляемые к электроприводу. Характеристика правил выбора преобразовательного агрегата. Расчет параметров обратных связей и задающих устройств. Выбор схемы защиты.
Аннотация к работе
Характерной чертой совершенствования, как отдельных рабочих машин, так и технологических комплексов является автоматизация их работы, что позволяет повысить их производительность и качество выпускаемой продукции и обеспечивает наилучшие показатели по экономичности и надежности при эксплуатации. Характерной чертой совершенствования, как отдельных рабочих машин, так и технологических комплексов является автоматизация их работы, что позволяет повысить их производительность и качество выпускаемой продукции, и обеспечить наилучшие показатели по экономичности и надежности эксплуатации. Определяем эквивалентный момент двигателя по формуле 2.2. где Mi - значение момента на i-том участке, Н·м. ti - длительность участка постоянства моментов, с. тпп - время переходных процессов, с. t0 - время паузы, с. ? - коэффициент, учитывающий условия охлаждения за время пуска и торможения. ? = 0,75 ? - коэффициент, учитывающий условия охлаждения во время паузы. ? = 0, 5. Это позволяет унифицировать структуру и алгоритмы управления для электроприводов самых разных назначений и разных мощностей, позволяет создавать комплектные электропривода, состав которых входит и силовые компоненты, и элементы обеспечивающие создание замкнутых систем регулирования (датчики обратных связей, регуляторы, задатчики и т.д.) Фазное и линейное напряжения определяются по формулам 2.6 и 2.7. где , коэффициент учитывающий падение напряжения в элементах преобразования;В данном курсовом проекте разработано автоматическое управление эл.привода главного подьемника доменной печи. Выбран род тока согласно требованиям к электроприводу данного механизма, рассчитаны регуляторы и датчики.
Введение
Объектом данной работы является изучение работы электропривода металлорежущего станка.
Предмет изучения - металлорежущий станок и его электропривод подачи.
Целью данного курсового проекта является закрепить и обобщить знания полученные при изучении дисциплины: - управление электроприводом
- выбор и применение электрооборудования технологических установок промышленных предприятий.
Задачи - изучить принцип работы электропривода подачи металлорежущего станка.
В своей практической деятельности человек использует самые разнообразные технологические процессы и операции, реализация которых осуществляется с помощью различных рабочих машин и производственных механизмов.
Во многих случаях для выполнения технологического процесса эти рабочие машины и механизмы объединяются в единый производственный комплекс, образуя предприятия различного назначения.
Характерной чертой совершенствования, как отдельных рабочих машин, так и технологических комплексов является автоматизация их работы, что позволяет повысить их производительность и качество выпускаемой продукции и обеспечивает наилучшие показатели по экономичности и надежности при эксплуатации.
Успехи в развитии полупроводниковой техники позволили широко использовать в промышленности регулируемые источники питания на базе тиристоров с бесконтактными системами автоматического управления.
Большая гибкость управления и широкие возможности в отношении полноты автоматизации обеспечиваются благодаря применению интегральных аналоговых и дискретных устройств, выпрямительной техники, унифицированных блочных систем регуляторов.
Их применение позволяет повысить качественные и количественные показатели технологических процессов, увеличить надежность функционирования технологического оборудования и самого электропривода, улучшить условия работы обслуживающего персонала
В своей практической деятельности человек использует самые разнообразные технологические процессы и операции, реализация которых осуществляется с помощью различных рабочих машин и рабочих механизмов.
Во многих случаях для выполнения технологического процесса эти рабочие машины и механизмы объединяют в единый производственный комплекс, образуя предприятия различного назначения.
Характерной чертой совершенствования, как отдельных рабочих машин, так и технологических комплексов является автоматизация их работы, что позволяет повысить их производительность и качество выпускаемой продукции, и обеспечить наилучшие показатели по экономичности и надежности эксплуатации.
Успехи в развитии полупроводниковой техники позволили широко использовать в промышленности регулируемые источники питания на базе тиристоров с бесконтактными системами автоматического управления. Большая гибкость управления и широкие возможности в отношении полноты автоматизации обеспечивается благодаря применению систематических аналоговых и дискретных устройств, выпрямительной техники, унифицированных блочных систем регуляторов. Их применение позволяет повысить качественные и количественные показатели технологических процессов, увеличить надежность функционирования технологического оборудования и самого электропривода, улучшить условия работы обслуживающего персонала.
Общие сведения о металлорежущих станках
Все металлообрабатывающие станки по принципу воздействия на обрабатываемый материал условно разделить на три вида: -металлорежущие (резание)
-кузнечнопрессовые (удар и давление)
-электротехнологические (электрическая энергия, преобразованная в другие виды энергии)
Металлорежущие станки предназначены для механической обработки металлов режущими инструментами.
В настоящее время имеют наиболее широкое применение на производстве.
По весо -габаритным показателям различные станки: -нормальные, с массой до 10 т;
-крупные, с массой от 10 до 30 т;
- тяжелые, с массой от 30 до 100 т.
По точности обработки станки бывают: - нормальной точности;
- повышенной точности;
- высокой точности;
- особо высокой точности.
По назначению и характеру выполняемых работ можно выделить 6 основных групп станков: - токарные, - сверлильные и расточные, - строгальные, - фрезерные, электропривод тахограмма связь
1. Общая часть
1.1 Краткое описание производственного механизма и технологический процесс
В современной доменной практике существуют два основных вида колошниковых подъемов: скиповой и конвейерный. Основными элементами скипового подъемника (рис. 5.78) являются: наклонный мост 4, колонна-пилон 2, скипы 3 и скиповая подъемная лебедка 7, устанавливаемая в специальном машинном здании, в котором монтируется все электро- и механооборудование, связанное с управлением загрузочной системы доменной печи, в том числе засыпным аппаратом. Наклонный мост включает следующее оборудование: Шкивы для направления канатов скипового подъема - цельнолитые, стальные с ручьями на ободе по числу канатов в одной ветви скипового подъемника. Консольно-поворотные краны для подъема грузов на наклонный мост во время ремонтов или для смены шкивов (грузоподъемность кранов 2,5-6,5 т). Скипы, каждый из которых состоит из кузова, переднего и заднего скатов, упряжного устройства. Кузов 2 представляет собой сварную стальную коробку из листов толщиной 10-12 мм с прямоугольным сечением, открытым передним торцом и округленным задним днищем. Внутренняя поверхность боковых стенок и днища футерована плитами из марганцовистых или других износостойких марок стали. Рисунок 1. Кинематическая схема скипового подъемник Упряжное устройство 1, или жесткая П-образная рама, состоит из двух тяг 3, шарнирно закрепленных в задней части кузова. Передняя часть тяги скреплена перекладинами, между которыми находятся балансирные рычаги. Упряжное устройство служит для крепления канатов, распределяя усилия на оба каната поровну. Рисунок 2. Устройство скипа доменной печи Для определения полезного а объема скипа применяется эмпирическая формула Vck ~ 0,0065 V0, где Vck - объем скипа, м3; V0 - полезный объем печи, м3. Скиповую лебедку выпускают различных моделей, различающихся главным образом мощностными характеристиками в зависимости от полезного объема доменной печи. Лебедка состоит из следующих основных элементов: чугунной станины 7, электродвигателей 2, соединительных зубчатых муфт 3, шевронных редукторов 5, колодочных тормозов 4. Редукторы 5 при помощи зубчатых муфт 6 соединены с зубчатой передачей 7, колесо которой закреплено на барабане 8. Кроме того, в состав лебедки входят три командоаппарата 9, центробежный ртутный выключатель 70 и тахогенератор 77. Лебедки снабжены двумя стопорными устройствами для стопорения барабана относительно станины в ремонтных или аварийных случаях. Устройство имеет крюк, шарнирно связанный посредством тяг и стяжной гайки со станиной 7, накидываемой на валик, вставленный в специальное кольцо на барабане. Параметры мощных лебедок приведены ниже: Тип лебедки ЛС-29-П (печь 2000-2300 м3) ЛС-39-1 (печь 2700 м3) Тяговое усилие (максимальная нагрузка скипа), т 29 39 Скорость движения каната, м/с 3,5 4,0 Диаметр каната, мм 27,5 52,0 Диаметр барабана, мм. 2000 2400 Мощность электродвигателя, КВТ 480 550/710 Частота вращения, мин-1 685/800 750/960 Число двигателей 2 2 Конвейерный колошниковый подъем осуществляют транспортерами, помещенными в наклонных галереях, состоящих из ферм закрытого или открытого типа.
Скипы подвешиваются на двух канатах с помощью упряжного устройства, обеспечивающего равномерную работу канатов при их неравномерной вытяжке. Упряжное устройство состоит из двух тяг, вращающихся в подшипниках качения около осей, закрепленных в боковых стенках скипа. Спереди тяги соединены двумя перекладинами, между которыми располагаются балансирные рычаги.
Скип делается клепаным из листовой стали толщиной 10-12 мм. Изнутри он облицовывается плитками, толщина которых в местах наибольшего износа достигает 50 мм. Плитки из марганцовистой стали. Кузов скипа опирается на четыре ската, оси которых вращаются в шариковых или роликовых подшипниках. Задние скаты двойной ширины с ребордой посредине. Это дает возможность набегать на кантовочные рельсы при опрокидывании скипа. В кузове скипа на некоторых заводах делают отверстия, перекрываемые козырьком, для загрузки в скип мусора. Козырек препятствует высыпанию материала из скипа.
Принцип работы скипового подъемника заключается в следующем: после загрузки скипа в скиповой яме коксом или рудной сыпью скип поднимается вверх. Другой порожний скип опускается вниз. Скорость движения скипов в начале и конце пути несколько замедлена. Работа скипового подъемника сблокирована с работой засыпного устройства и механизмами шихтоподачи, расположенными в скиповой яме, и продолжается до тех пор, пока печь не наполнится до требуемого уровня.
1.2 Кинематическая схема механизма
Механическая часть электропривода состоит из подвижной части двигателя (якоря), органов установки, механических передаточных устройств (муфта, редуктор) и рабочих органов установки, в которой используется механическая энергия, вырабатываемая двигателем.
Механическая часть служит для согласования скоростей движения двигателя и рабочего органа или для преобразования вращательного движения в другой вид движения (чаще всего в поступательную).
1.3 Построение тахограммы и нагрузочной диаграммы
На рисунке 1.2 изображена тахограмма и нагрузочная диаграмма механизма подьемника доменноц печи.
1.4 Требования, предъявляемые к электроприводу
Требования, предъявляемые к электроприводу подачи металлорежущего станка: Надежность и простота обслуживания (наладки);
Широкий и плавный диапазон регулировки скорости подачи;
Соответствие характеру изменяющейся нагрузки;
Стабильность скорости подачи;
Жесткость механической характеристики, т.е. изменение скорости вращения не должно превышать 5…10%;
Возможность продолжительного режима работы электродвигателя.
2. Специальная часть
2.1 Выбор рода тока и типа электропривода
Требования, предъявляемыми показателями рабочего механизма, могут быть удовлетворены при использований электропривода постоянного тока.
Для электропривода малой и средней мощности типовым решением является применение управляемым полупроводниковых выпрямителей для питания якорной цепи так и цепей возбуждения. Таким образом применение электропривода на базе двигателей с независимым возбуждением.
Регулируемая скорости постоянного тока с независимым возбуждением осуществляется по указанной формуле (2.1)
- изменением напряжения прикладным якорем.
- изменением напряжения к якорю от нуля до номинального напряжения .
- изменение (снижение возбуждения при неизменном напряжения на якоре).
(2.1)
Регулятор скорости в пределах
Такое регулирование скорости называется двух зонным.
Для выполнения курсового проекта моментом сопротивление не изменяется следовательно используется система однозонного регулирования.
При выборе конструктивного типа исполнителя двигателя основное значение имеет условие окружающей среды.
Для решения технической задачи выбираем тип электропривода (групповой однофазный или многодвигательный).
2.2 Расчет и выбор электродвигателя
Мощность электродвигателя должна обеспечивать выполнение всех технологических операций за заданное время.
Электропривод производственного механизма считается работоспособным если при его работе, в заданном технологическом процессе, температура нагрева обмоток электродвигателя не превышает допустимой нагрузки, зависящая от класса изоляции.
В курсовом проекте рассматривается механизм, требующий регулирования при постоянном моменте. На основании тахограммы, определяем наибольшее значение приведенной к валу двигателя скорости производственного механизма. Рабочие органы производственных механизмов совершают поступательное или вращательное движения. Когда поступательное движение рабочего органа обеспечивается кинематической передачей типа «винт - гайка», что характерно для электроприводов металлорежущих станков.
Определяем максимальную угловую скорость механизма подачи металлорежущего станка по формуле (2.1)
(2.1)
? передаточное отношение между двигателем и рабочим органом;
- линейная скорость механизма, м/с;
h - шаг ходового винта, м.
При цикличной работе двигателя эквивалентный момент определяется по нагрузочной диаграмме, используя метод эквивалентных величин.
Определяем эквивалентный момент двигателя по формуле 2.2.
где Mi - значение момента на i-том участке, Н·м. ti - длительность участка постоянства моментов, с. тпп - время переходных процессов, с. t0 - время паузы, с. ? - коэффициент, учитывающий условия охлаждения за время пуска и торможения. ? = 0,75 ? - коэффициент, учитывающий условия охлаждения во время паузы. ? = 0, 5.
Определяем ориентировочную продолжительность включения по формуле 2.3
Пересчитываем эквивалентный момент с учетом стандартной продолжительности включения
Выбираем режим работы двигателя повторно - кратковременный. Определяем мощность двигателя по формуле (2.5)
Выбираем двигатель из условий РД > РН.
Таблица 2.1 Паспортные данные двигателя.
Тип двигателя РН, КВТ ІНОМ, А NHOM, об/мин NMAX, об/мин JA, кг·м2 МВР, Н·м
Д812 75 380 500 1900 7 4260
2.3 Выбор преобразовательного агрегата
При построении современных регулируемых электроприводов используется принцип подчиненного регулирования. Это позволяет унифицировать структуру и алгоритмы управления для электроприводов самых разных назначений и разных мощностей, позволяет создавать комплектные электропривода, состав которых входит и силовые компоненты, и элементы обеспечивающие создание замкнутых систем регулирования (датчики обратных связей, регуляторы, задатчики и т.д.)
Основными характеристиками комплектных электроприводов являются: - номинальный ток тиристорного преобразователя;
- перегрузочная способность тиристорного преобразователя.
Комплектный электропривод выбираем исходя из того, что наиболее наиважнейшим звеном энергетической (силовой), части электропривода является двигатель. Следовательно, при выборе комплектного электропривода, нужно исходить из соотношения.
Широко используют электропривод постоянного тока унифицированный.
Из соотношения получаем , тогда .
Выбираем тиристорный преобразователь реверсивный с двумя трехфазными мостовыми схемами со встречно - параллельным включением.
Я выбрал привод постоянного тока унифицированный, реверсивный, который соответствует данным соотношениям: ЭПУЗ - 2 - 48 - 2 - 7 - 1 - 1 - М - У4.
Рис 2.1
Тиристорный преобразователь комплектного электропривода подключается с использованием согласующего трансформатора или применяется без него.
Для правильного определения способа подключения преобразователя следует определить необходимые значения фазного или линейного напряжений, обеспечивающих необходимые значения напряжения тиристорного преобразователя.
В силовых схемах современных тиристорных преобразователей используются трехфазные мостовые схемы выпрямления. В этом случае действующие значения фазного и линейного напряжений сети должны удовлетворять следующим условиям.
Фазное и линейное напряжения определяются по формулам 2.6 и 2.7.
где , коэффициент учитывающий падение напряжения в элементах преобразования;
Следовательно, вторичное напряжение трансформатора следует выбирать из условий.
Определяем вторичные напряжения трансформаторов по формулам 2.8 и 2.9.
Если вычисленные значения существенно отличаются от номинального напряжения сети, то применяется согласующий трансформатор и коэффициент трансформаций выбирается исходя из условий.
Определяем коэффициент трансформатора по формуле 2.10.
где , номинальное значение линейного напряжения сети равное 380В;
, коэффициент схемы выпрямления.
Габаритная мощность трансформатора должна быть не менее номинальной мощности тиристорного преобразователя.
Определяем мощность трансформатора по формуле 2.11.
где , номинальное напряжение тиристорного преобразователя;
, номинальный ток тиристорного преобразователя.
Выбираем согласующий трансформатор.
Таблица 2.2 Паспортные данные трансформатора
Тип Тр-ра Типовая Мощность Номинальное Напряжение Номинальный ток
Сухой Трансформатор Мощностью 160, 250 КВА ТСЗП 400 КВА 230 В 630 А 2.4 Описание электрических схем
Описания схемы подчиненного регулирования. Рис 2.2.
РТ и РС образуют замкнутые контуры.
Они располагаются таким образом, что входные задающим сигналом для внутреннего контура тока Uз является выходной сигнал внешнего по отношению к нему контура скорости.
Таким образом, внутренний контур тока подчиненного внешнему контуру скорости - основной регулируемой координаты электропривода.
Основное достоинство такой схемы - заключается в возможности оптимальной настройки регулирования каждой координаты, в силу чего она находится в настоящее время основное применение в электроприводах. Кроме того, подчинение контура тока контуру скорости позволяет простыми средствами осуществлять ограничения тока и момента, для него необходимо лишь ограничить на соответствующем уровне сигнал на выходе регулятора скорости.
Рис 2.2
Описание принципиальной схемы. Рис 2.3.
Управление внутренним контуром с помощью выходного сигнала внешнего контура определяет еще одно ценное свойство таких систем. Оно заключается, в возможности простыми средствами огранивать любую регулирую координату, например ток и момент, на заданном уровне. Для этого требуется всего лишь ограничить сигнал, поступающий с внешнего контура.
Управляющая часть схемы состоит из двух замкнутых контуров регулирования: тока (момента), содержащего регулятор тока РТ и датчик тока ДТ и скорости содержащего регулятора скорости РС и датчик скорости ТГ (тахогенератор).
Регуляторы скорости и тока выполненные на базе оперативного усилителя (ОУ).
Включение в цепи РС задающего сигнала скорости Uз.с и его обратной связи - резисторов R1 и Ro.с1 обеспечивает изменение (усиление или ослабление) этого сигнала с коэффициентом К1=Ro.с1/R1. Аналогично изменение сигнала обратной связи по скорости Uo.с происходит с коэффициентом К2=Ro.с1/R2.
Такой регулятор получил назначение пропорционального (П) регулятора скорости.
Рис. 2.3
Описание функциональной схемы. Рис 2.4.
Функциональная схема разъясняет процессы, протекающие в электроприводе. Функциональная схема электродвигателя изображаются по правилам изображением принципиальных схем, тиристорные преобразователи в управляющем виде с обозначением вида выпрямительных схем, регуляторы и задающие устройства - прямоугольниками с изображением в них вида переходных характеристик.
Датчики обратной связи приводится в упрощенном виде.
На функциональной схеме указаны: М - двигатель постоянного тока с независимого возбуждения.
Um - тиристорный преобразователь.
LM - обмотка возбуждения.
BR - тахогенератор с возбуждением от постоянных магнитов.
В - сельсинный команда - аппарат.
U- Фаза чувствительный выпрямитель.
ЗИ - задатчик интенсивности используемой для формирования пуско - тормозных режимов с постоянным ускорением.
ЗИ - состоит из регулятора скорости А1 которая работает в режиме компаратора.
А2 - интегратор
А3 - инвертирующий усилитель.
Построенные интеграторы А1-А2-А3 на операционных усилителях.
А4 - регулятор скорости
А5 - регулятор тока
А6, А7 - согласующие усилители
Е1, Е2, Е3 - блоки ограничения
Также в схемах предусмотрено устройства гальванической развязки Е4, Е5.
Рис. 2.4
2.5 Расчет параметров обратной связи и задающих устройств
Данный расчет осуществляется по функциональной схеме системы регулирования.
Расчет параметров обратной связи по току.
Датчик обратной связи по току состоит из шунта RS1. В ячейке гальванической развязке Е4 и согласующего усилителя (датчика А6).
Расчет датчика тока.
Номинальные данные двигателя: Определяем номинальную угловую скорость по формуле 2.12.
Номинальные данные тахогенератора:
Заданное время разгона
Из заданных параметров выбираем шунт. Выбираем номинальный ток шунта из условия тока двигателя.
Выбираем шунт типа 75?СМ. А.
Определяем коэффициент шунта по формуле 2.13.
где
Максимально допустимый ток якорной цепи разделяется перегрузочной способностью двигателя по току.
Для двигателя постоянного тока серии Д принимают перегрузочную способность равную Максимальная защита якорной цепи настраивается, выходя из условий.
Определяем установочный ток по формуле 2.14.
где
Из соотношения следует, что желаемый сигнал согласующего усилителя при протекании якорного тока цепи равен 855А.
Находим коэффициент обратной связи по току по формуле 2.15.
Ячейка гальванической развязки S402. При этом коэффициент гальванической развязки будет равен 1.
Находим коэффициент согласующего усилителя по формуле 2.16.
где коэффициент шунта и коэффициент обратной связи по току.
Принимаем стандартное значение .
При этом сигнал обратной связи по току будет равен(2.17).
Тогда при максимальном значении тока сигнал обратной связи по току будет равен(2.18).
Расчет датчика скорости.
Максимальная скорость двигателя не превышает номинальные обороты. Для расчета обратной связи по скорости принимаем номинальную скорость вращения двигателя. Сигнал обратной связи по скорости при максимальнвх значения не должен превышать 10 вольт.
Рассчитаем коэффициенты скорости и тахогенератора по формулам 2.19 и 2.20.
Полное сопротивление делителем напряжения выбираем равным
R ; .
Рассчитаем коэффициент делителя напряжения по формуле 2.21.
Ячейка гальванической развязки имеет коэффициент равный единицы.
Находим желаемый коэффициент передачи согласующего усилителя А7 по формуле 2.22.
.
Для того чтобы найти сигнал обратной связи найдем полный коэффициент передачи обратной связи по формуле (2.23).
Найдем сигнал обратной связи(2.24).
Расчет задатчика интенсивности.
Задатчик интенсивности обеспечивает темп разгона двигателя и состоит из трех операционных усилителях: А1 - компаратор; А2 - интегратор; А3 - инвертор. Для данной скорости соответствует сигнал обратной связи по скорости.
При работе двигателя при номинальной скорости такой же сигнал должен обеспечиваться на выходе задатчика интенсивности.
Следовательно, при разгоне электропривода выходной сигнал задатчика интенсивности не должен изменяться с темпом.
Рассчитаем изменение выходного сигнала задатчика интенсивности по формуле(2.25).
Емкость цепи обратной связи интегратора выбираем а напряжение ограничения
Для ограничения напряжения прикладываемого к катушкам реле включается сопротивление. Для определения величин сопротивления рассчитываем номинальный ток реле, ток втягивания реле, ток отпадания реле. Найдем номинальный ток реле по формуле (2.39).
данные взятые из таблицы 2.4.
Для того чтобы найти ток втягивания найдем сопротивление реле по формуле (2.40).
номинальное напряжение реле, В;
номинальный ток реле, А.
Теперь мы сможем рассчитать ток втягивания реле по формуле (2.41).
напряжение втягивания из таблицы 2.4, В;
сопротивление реле, Ом.
Найдем ток отпадания реле по формуле (2.42).
Теперь мы сможем найти сопротивление втягивания реле по формуле (2.43).
напряжения срабатывания реле, равное 40 В;
ток втягивания реле, А.
Найдем сопротивление отпадания реле по формуле (2.44).
напряжение отпадания реле из таблицы 2.4;
ток отпадания реле, равный 0,012 А.
По условию
, а .
Из вышеуказанного условия найдем сопротивление по формуле (2.45).
сопротивление отпадания реле, Ом;
сопротивление втягивания реле, Ом.
Рассчитаем ток реле по формуле (2.45).
напряжение уставки, В;
сопротивление отпадания, Ом;
Найдем величину сопротивления по формуле (2.46).
Для каждых величин сопротивления выберем реле по формулам (2.47) и (2.48).
, тогда выберем реле ПЭВР-5, выбираем реле ПЭВР-15, Для двигателя, скорость которого регулируется изменением напряжения на якоре с помощью реле максимального тока (КА1).
Найдем более точный ток уставки по формуле (2.49).
ток возбуждения, А.
Выбираем реле РЭР8С, Рассчитаем ток втягивания реле по формуле (2.50).
Находим ток отпадания реле по формуле (2.51).
коэффициент возврата, равный 0,5.
Проверяем реле по формуле (2.52).
Данное реле обеспечивает защиту от исчезновения возбуждения.
2.7 Расчет и выбор силовых кабелей
Выбор сечения кабеля на стороне переменного тока осуществляется по величине фазного тока.
Найдем величину фазного тока по формуле (2.53).
номинальный ток двигателя, А;
коэффициент трансформации.
Кабель для подключения двигателя к тиристорному преобразователю выбирается исходя из значения номинального тока двигателя.
Выбираем кабель АВРГ. Данный кабель применяется для прокладки, как в сухих, так и в сырых помещениях. Выбираем одножильный кабель с допускаемым током нагрузки и сечением жил
При расчете сечения кабеля можно считать, что удаленность двигателя от силового шкафа не превышает 50 метров. При этом можно не проверять кабель по условиям нагрева и допустимым потерям напряжения.
Выбираем кабель АВРГ(1·300).
3. Охрана труда
3.1 Техника безопасности при эксплуатации электрооборудования
В большинстве случаев электродвигатели, реле и другие электрические аппараты размещены или на самом станке, или в отдельно стоящем шкафу. Станки имеют двигатели, конечные и путевые выключатели, размещенные внутри станка.
Работу по наладке, эксплуатации и ремонту электрооборудования станков разделяют на четыре категории: работы при полном снятии напряжения, работы с частичным снятием напряжения, работы без снятия напряжения вблизи токоведущих шин и работы без снятия напряжения вдали от токоведущих шин.
Работой при полном снятии напряжения считается работа, которую выполняют в электроустановке, где со всех токоведущих частей снято напряжение и где нет незапертого входа в соседнюю электроустановку, находящуюся под напряжением.
К такому виду работ относятся: а) прозвонка цепей силовой схемы, б) ремонт или замена электрической аппаратуры непосредственно на станке, в) проверка величины сопротивления изоляции токоведущих частей.
Работой с частичным снятием напряжения считается работа, которую проводят на отключенных частях электроустановки, в то время как другие ее части находятся под напряжением или напряжение снято полностью, но есть незапертый вход в соседнюю электроустановку, находящуюся под напряжением.
К такому виду работ относятся: а) регулировка параметров срабатывания реле, б) регулировка и чистка контактов аппаратов, в) смена ламп освещения в шкафу и на станке.
Работой без снятия напряжения вблизи и на токоведущих частях считается работа, которая требует принятия технических и организационных мер и производится на не отключенной электроустановке с применением защитных средств. К такому виду работ относятся: измерение величин тока и напряжения с помощью измерительных клещей.
Работой без снятия напряжения вдали от токоведущих частей считается работа, при которой исключено случайное приближение работающих людей и используемых ими ремонтной оснастки и инструмента к токоведущим частям на опасное расстояние и не требуется принятия технических и организационных мер для предотвращения такого приближения.
К такому виду работ относятся: а) протирка пультов и шкафов управления с наружной стороны, б) протирка электродвигателей станка, в) измерение частоты вращения двигателей тахометром, Работу по наладке электрооборудования станков должны выполнять не менее чем два лица, старший из которых - производитель работ - должен иметь квалификационную группу не ниже третьей, а второй - член бригады - не ниже второй.
Наладочные работы производят по устному или письменному распоряжению ответственного руководителя работ (начальника электролаборатории, механика, мастера эксплуатации или старшего электромонтера), который проверяет наличие у производителя удостоверения на право допуска к работам на электрооборудовании, дает задание на наладку и обеспечивает его технической документацией.
Перед началом работы производитель работ подготавливает рабочее место: выключатель пульта управления станком устанавливает в положение «Отключено» и вывешивает плакат «Не включать - работают люди», осматривает техническое состояние пульта, шкафа с электрооборудованием: подготавливает защитные средства коврики, диэлектрические перчатки, монтерский инструмент, подготавливает электроизмерительные и другие приборы, необходимые при наладке.
После проведения подготовительных работ производитель разрешает бригаде приступить к работе. Во время наладки электрооборудования бригаде разрешается выполнять следующие работы: а) проверку правильности выполнения монтажа, б) включение и отключение оборудования, в) выявление дефектов оборудования путем его осмотра, г) замену дефектных мест монтажа вторичной коммутации и силовой схемы, д) замену дефектного оборудования, е) измерение параметров схемы переносными измерительными приборами, з) испытание электрооборудования станка повышенным напряжением, и) измерение сопротивления изоляции катушек аппаратов и обмоток электрических машин мегомметром, к) испытание электрооборудования станка при холостом ходе и под нагрузкой.
Перед проверкой работы станка удаляют с него посторонние предметы, совместно с механиком убеждаются в правильной работе кинематической схемы, проверяют крепление всех аппаратов, электрических машин, состояние и работу предохранительных и блокировочных устройств, действие остановочных, пусковых и реверсирующих устройств, переключающих рукояток фрикционных муфт, путевых выключателей.
Перед пуском станка четко уясняют последовательность операции включения и отключения главного привода и приводов подач, убеждаются в правильном подключении электродвигателей их направление вращения должно соответствовать требованиям паспорта.
Первоначальное опробование станка под нагрузкой нужно производить на самых низких оборотах и при самых легких режимах с постепенным увеличением загрузки станка. При испытании станка под нагрузкой следует строго руководствоваться правилами техники безопасности, относящимися к выполняемой на нем работе и вытекающими из его конструктивных особенностей.
Техническую эксплуатацию электрооборудования станков нужно производить в строгом соответствии с действующими «Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей» и «Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей».
3.2 Электробезопасность
Электроустановки в отношении мер электробезопасности разделяются на: Электроустановки напряжением выше 1 КВ, в сетях с глухозаземленной нейтралью или эффективно заземленной нейтралью;
Электроустановки напряжением выше 1 КВ, в сетях с изолированной, заземленной нейтралью через дугогасящий реактор или резистор;
Электроустановки напряжением до 1 КВ в сетях с глухозаземленной нейтралью;
Электроустановки напряжением до 1 КВ в сетях с изолированной нейтралью.
Для защиты от поражения электрическим током в нормальном режиме должны быть приняты следующие меры защиты от прямого прикосновения: изоляция токоведущих частей, ограждения и оболочки, установка барьеров, размещение вне зоны досягаемости, применение малого напряжения.
Для защиты от поражения электрическим током в случае повреждения изоляции должны быть применены меры защиты при косвенном прикосновении: защитное заземление, автоматическое отключение питания, уравнивание и выравнивание потенциалов, двойная или усиленная изоляция, сверхнизкое напряжение, защитное электроразделение цепей.
Требования при косвенном прикосновении распространяются на: Корпуса электромашин, трансформаторов, аппаратов, светильников;
Привода электрических аппаратов;
Каркасы распределительных шунтов, щитов управления, шкафов;
Металлические конструкции РУ, кабельные конструкции, муфты, оболочки и броню контрольных и силовых кабелей, опорные и конструкции шинопровода, лотки, короба, тросы;
Металлические корпуса передвижных и переносных электроприемников, Электрооборудование, установленное на движущихся частях станков и механизмов.
Заземляющим устройством называется совокупность заземлителей и заземляющих проводников.
В качестве естественных заземлителей могут быть использованы: металлические и железо - бетонные конструкции зданий и сооружений, находящиеся в соприкосновении с землей;
Металлические трубы водопровода, проложенного в земле;
Обсадные трубы буровых скважин;
Рельсовые пути не электрифицированных железных дорог и подъездные пути преднамеренного устройства перемычек между рельсами;
Другие, находящиеся в земле металлические конструкции
Вывод
В данном курсовом проекте разработано автоматическое управление эл.привода главного подьемника доменной печи. Исходными данными для проектирования были кинематическая схема, тахограмма и нагрузочная диаграмма. В результате проектирования рассчитана мощность и выбран двигатель.
Выбран род тока согласно требованиям к электроприводу данного механизма, рассчитаны регуляторы и датчики. Исходя из выбранного принципа регулирования, получены функциональная и структурная схемы электропривода. Проведена оценка работоспособности электропривода.
Список литературы
1. Белов М. П. Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов: Учебник для ВУЗОВ / М. П. Белов, В. А. Новиков, Л. Н. Рассудов. - М: Издательский центр "Академия", 2004. - 576 с.
2. Кацман М.М. Электрический привод: учебник для СПО/ М.М.Кацман - М.: Издательский центр "Академия", 2008. - 384 с.
3. Кацман М.М. Электрические машины: учебник для СПО / М.М.Кацман - М.: Издательский центр "Академия", 2008. - 496 с.
4.Кацман М.М. Электрические машины приборных устройств и средств автоматизации: учебник для студентов среднего профессионального образования / М.М.Кацман - М.: Издательский центр "Академия", 2006. - 368 с.
5. Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок. ПОТ Р М-016-2001 РД 153-34.0-03.150 00. - М: Изд-во НЦ ЭНАС, 2001. 192 с.
6. Москаленко В.В. Электрический привод : учебник для студентов СПО / В.В.Москаленко -М.: Издательский центр "Академия", 2007. - 368 с.
7. Москаленко В.В. Системы автоматизированного управления электропривода: Учебник- М: ИНФРА-М,2007.-208с
8. Соколова Е.М. Электрическое и электромеханическое оборудование: Общепромышленные механизмы и бытовая техника: учебное пособие для студентов среднего профессионального образования /Е.М. Соколова-М.: Издательский центр "Академия", 2008. - 224 с.
9. Правила устройства электроустановок Издание седьмое,2002
10. Шеховцов В.П. Электрическое и электромеханическое оборудование - М.:ФОРУМ:ИНФРА-М.2008. 407с