Реферати українською » Промышленность, производство » Експлуатація електроприводу крана


Реферат Експлуатація електроприводу крана

>Зміст

>Введення

1.Умови в якіексплуатуєтьсякрановеустаткування

2. Системакеруванняелектроприводамикрановихмеханізмів ,>вибірсистемиелектроприводамеханізмупідйому

3.Технічніданнімостовікрани

4.Вибірдвигуна попотужності

5.Вибіросновнихелементів йрозрахунокпараметрів силовоголанцюга

6.Розрахунок системпідлеглогорегулювання

6.1Вибірструктурисхеми

6.2Оптимізація контуруструму

6.3оптимізація контуру ЕРС

7.Описсистемиелектропривода

>Висновки

>Перелікпосилань


>Введення

Уцей годинувідбуваютьсяістотнізміни врозвиткуавтоматизованих системкеруванняелектропривода.Цісистемихарактеризуютьсявикористанням принципупідлеглогорегулювання,розширенням практичногозастосування адаптивногокерування,розвиткомробіт із векторного принципууправлінняелектропривода здвигуномзмінногоструму,застосуваннямцифрових системкерування набазіінтегральнихмікросхем. Широковикористовуютьсяобчислювальнімашинирізнихрівнів,розвиваються роботи з прямого цифровогокеруванняелектроприводом.

>Усевищесказанеповноюмірою переносити до системкеруванняелектроприводамиосновнихмеханізміввантажопідйомнихкранів ,оскількикрановеустаткуванняявляє собою один ізосновнихзасобівскороченняважкоїфізичної роботи іпідвищенняефективностівиробництва . Широкевпровадженнякомплексноїмеханізації іавтоматизаціївиробничихпроцесів , неуклоннескорочення у всіхгалузяхвиробництвапрацівників ,>зайнятихручноюпрацею ,особливо надопоміжних роботів,єоднієї ізнайважливішихзавдань народногогосподарства.Крановевстаткуванняпредставляє один ізосновнихзасобівскороченняважкоїфізичної роботи.

>Переважнабільшістьвантажопідйомних машинвиготовленихвітчизняноюпромисловістю,маєелектричний привідмеханізмів й томуефективність дії іпродуктивністьцих машин узначніймірізалежить відякіснихпоказниківвикористовуваного крановоговстаткування . сучаснийкрановийелектропривод заостаннім годиноюперетерпівзначнузміну вструктурі ізастосовуваних системахкерування.

Длянайбільшмасовихкранівзагальногопризначенняпочинаютьзастосовуватисяелектроприводи наосновікороткозамкненихдвигунів,значначастинакраніввиготовляється ізкеруванням ізпідлоги , ашвидкохіднікрани дляважкихробіткомплектуютьсярізнимитиристорними системами, щозабезпечуютьглибокерегулюванняшвидкості ,плавність пуску ігальмування припостійнопідвищуютьсявимогам доекономіїресурсів.


1.  >Умови в котріексплуатуютьсякрановевстаткування

>Вантажопідйомнімашиниможутьустановлюватися якбезпосередньо вробочихприміщеннях ,то й навідкритомуповітрі . Прироботі вприміщенні багатокраніврозташовуютьсябезпосередньо надлінієютехнологічнихмеханізмів усередовищі ізвисокоїконцентрації пилку,газів, пар води, олії ііншого . Рядкранів упроцесіексплуатаціїпересуваються ізопалювальногоприміщення навідкритеповітря і тому .Кранипрацюючі навідкритомуповітріможуть матірдобовіперепадитемператури до 500 З. Це привід довипадання наповерхнічастин кранаконденсатуатмосферноївологи ісолоного туману. Усуміші ізвиробничимпилом конденсатвикликаєзниженняповерхоньізоляціїміжструмоведучимичастинами ікорозіюметалевих деталей.

Рух крана із ударами пометалевійконструкції настикахрейокінтенсивніприскорення ігальмуваннямеханізмів ,>власнихколиваньметалоконструкцій принавантаженнімашинивикликаютьдоситьінтенсивнімеханічнівпливи наелектроустаткування ,розташовуване на мости йвізкахкранів. Хочаймовірністьзбігуграничних умів невелика , для забезпеченнянеобхідноїнадійностіелектроустаткування воно таповинневідповідатинаступнимпотребам . Температуранавколишньогосередовища від -40 до +400З , уметалургійних цехах температуразмінюєтьсявід-10до +600Звідноснавологістьповітряхарактеризуєтьсясереднімрівнем 95% притемпературінавколишньогосередовища +200ізвипаданням роси.Повітрянесередовище дляустаткування нормальноговиконання :>зміст пар масел10мг/м3 >змістCO 2-0.8% (пообсязі) .


2.Системикеруваннякрановимиелектроприводами .Вибірсистемиелектроприводамеханізмупересуваннявізка

>Підсистемоюкеруванняелектроприводамається на той комплекс , щоскладається ізперетворенняелектричноїенергії ,>апаратурикерування длякомутаціїструму вланцюзіелектродвигуна , органу ручногокерування чиавтоматичногопрограмного контролю органушвидкісного ,>шляхового чиіншого контролю ,атакожелементівзахистуелектроустаткування імеханізму , щодіє в залишковомупідсумку напристроївідключенняелектропривода.Всіелектричнічастинипідрозділяються нанаступнікатегорії:

1головніланцюги , через котрі проходитиосновнийпотікенергіїелектропривода ,атакожздійснюєтьсяживленнявантажопідйомнихмагнітів.

2ланцюгапорушення ,через котрі проходитиструмпорушенняелектричних машинпостійногоструму ,>синхроннихелектричних машин, машинзмінногоструму ,атакожструмдвигунівелектрогідравлічнихштовхачів .

3ланцюгакерування по якіздійснюється подача командкомутаційнимпристроямголовнихланцюгівпорушення відорганівкерування , уланцюгахкеруванняздійснюєтьсяпевнапослідовністьвиконання команд йперемикань позаздалегідьзаданійпрограмі .

>4ланцюгасигналізації,якіпередаютьоператорові чиконтролюючому прилаштуюінформацію про станкомутуючихелементівголовнихланцюгівкерування чи прозначенняконкретнихпараметрівелектропривода імеханізму .

Украновихелектроприводахзастосовуютьелектромашинні істатичніперетворювачіелектричноїенергії . Уелектромашинихперетворювачахдвіелектричнімашиниперетворятьелектроенергію ,споживану відживильноїмережі велектроенергію ізрегулюючимипараметрами(напруга ,частота,струм). Устатичнихперетворювачахелектричноїенергіїздійснюється шляхомбезконтактноїкомутації

>Ланцюгів постійна чизміннийструм задопомогоюкерованихнапівпровідниковихприборів.Апаратуракеруванняелектроприводомє комплексом, щовключаєконтактні ібезконтактніпристроїкомутації вланцюгахелектродвигуна ,>перетворювачівенергії ікерування , атакожелементизахистуелектричнихкіл всюконтактнуапаратуру вкрановомуелектроприводі можнарозділити надвігрупи :

>Апаратура,керуванняякоїздійснюється непосередньо оператором чивиконавчиммеханізмом (контролером ,>кінцевимвмикачем ).

>Апаратура з приводомконтактів віделектромагнітного прилаштую (>концентратори і реле).Якщо контакт некомутируєелементибезпосереднімручним приводом, апризначаються длякомутаціїланцюгів головногоструму, тотакийпристрійназиваєтьсясиловимкулачковим контролером, аякщоціелементислужать длякомутаціїмережкерування, тотакеапаратназиваєтьсякомандо-контролером.Якщоконтактнікомутаційніелементиприводяться вдію череззв'язок ізмеханізмом , тотакіапаратиназиваютьсякінцевими чишляховимивимикачами.Послідовністьзамикання ірозмиканняконтактів , щоприводяться вдію череззв'язок ізмеханізмом , тотакіапаратиназиваютьсякінцевимивимикачами.Послідовністьзамикання ірозмиканняконтактів, щоприводяться вдію від валу ізкулачковими шайбами, уфункціюкута повороту валуназиваєтьсядіаграмоювключення.Діаграмавключеньзображена увиглядітаблиці ,називаєтьсятаблицеювключень.Кількаконтактів й реле, атакож прилаштуюзахисту,об'єднане взакінченийкомплектнийпристрій длякеруванняелектроприводом,іменуютьсямагнітними контролерами.Магнітний контролер, уякому процескомутаціїздійснюється безрозмиканняланцюга поднапругою,називаєтьсямагнітним контролером ізбездуговоюкомутацією.Виходячи ізаналізурежимів,основнихтехнічнихвимог й напідставірекомендацій (1)вибираємо длямеханізмупересування системутиристорнийперетворювач-двигунпостійногострумунезалежногозбудження .


3Технічнідані мостового крану

>Технічні характеристики мостового крана

>Вантажопідйомність G, кг. 23000

>Продуктивність кранаQ,кг/з 50

>Маса мосту (>безвізка)mм, кг 28000

>Масавізкаmт, кг 8000

>Діаметрколіс мостуDм, м 0.71

>Діаметрколістележкиdт, м 0.4

>Діаметрцангколіс мостуdм ,м 0.145

>Діаметрцангколісвізківdм ,м 0.095

>Швидкістьпересування мосту Vм, м/с 0.8

>Швидкістьпересуваннявізка Vм, м/с 0.68

>Швидкістьпідйому Vп, м/с 0.15

>Масавантажозахватного прилаштуюm0 800

>Середній шляхвізка до однієї бік Lт, м 28.5

>Середній шлях мосту до однієї бік Lм, м 30

>Середнявисотапідйому і спуску Lп, м 8

>Діаметр барабанамеханізмупідйомуD,м 0.75


4.Вибірдвигуна попотужності

 

У заподіяннявиборудвигуна крановогомеханізмувходятьпопереднійвибірдвигуна ,розрахунок його назадоволення теплового режиму , атакожперевірка на забезпеченнязаданихприскорень (забезпечення пускового режиму )й запасузчеплень длямеханізмівпересування .

>Найбільшускладністьпредставляєрозрахунок теплового режимудвигуна.Загальноприйнятіметоди тепловогорозрахунку поеквівалентних параметрахнавантаження (току, моменту,потужності) чисереднімвтратамдаютьдостовірнірезультати лише тоді , колидосить точновідомийнавантажувальнадіаграма роботидвигуна . Длякрановихелектроприводів убільшостівипадківхарактернимєневизначеність режиму роботи , щоспецифічнихособливостяхкранових машинзакритоговиконання ізпідвищенимивтратами іпогіршенимиумовамитеплопередачі наводили добільшихпогрішностей притрадиційних методахрозрахунку . Авторами [1]розроблений методвиборудвигунів длякрановихелектроприводів , щовраховуєнаведеніособливості роботикрановихелектроприводів.Цей метод,доповненийтрадиційним методомвибору поеквівалентних величинахєнайбільшповним йвикористовується вданійроботі.

>Розрахунковапотужністьмеханізмупереміщеннявізка:

>Pp=(4.1)

Де -масавізка , кг

-масавантажу ізпідвіскою ,кг


>G-Масавантажу, кг

->масакрановоїпідвіски, кг

кг

>Q-прискореннявільногопадіння ,м/с2

>VT-Номінальнашвидкістьвізка

->ккдмеханізму

->коефіцієнт ,щовраховуєтертяребордколіс при перекосахходовоїчастини

->коефіцієнттертя впідшипникахматочинколіс

->діаметрцангколісвізка ->коефіцієнттертя

Вт

Частотаобертаннядвигуна:

Деi-число редуктораi=24.9 [1]

Покаталозі[1]вибираємодвигунД32потужністю 12Квт,Un=220в,nн=800об/хв,Iн=57А,Jдв=0.425кгм2Перевіряємодвигун понагріванню

>Сумарний моментінерції, наведень до валудвигуна


>ЕквівалентнийККД,екввизначається як ставленнякорисноїпотужностіотриманоїелектроприводоменергіївідповідно до [1]

Деекв-еквівалентнийККДвизначається пографікахмал.6.5 [1] принормованомучисліпусків у годинуNв=120 величинаNввизначається потаблиці 1.1 [1],екв=0.905

>nmax – максимальнашвидкістьобертання ,приймаємо

>nmax=2*nн=2*800=1600об/хв

>nеквд-ККД приводу , причислівключеньNв=0визначаємо помалюнку 6.6[1]nеквд=0.94

>Номінальнапотужність приводу по тепловомурежимі

>Коефіцієнти , щовходять увираження дляРитвизначаються зграфіків йтаблиць [1]


>р=.4,Кз=1,Кєкв=0.78 (>табл6.4),К0=1 (>рис6.12)н=номінальнатривалістьвключеннян=0.4,Кр=0.9 (по6.42),екв=0.9 (>рис6.5),К=1.25д[1],Кн=1 (>по6.41)

Ос-кількиспіввідношенняРнРрвиполяется , тідвигунобраний правильно

>Перевіримодвигун заумовамизчеплення . зцієюметоювизначимозабезпечуванеїмприскорення із (6.54)[1]

ДеКн =>0.65,Yn=2.8-8-відповіднокоефіцієнтавикористаннядвигуна попусковомумоменті ікратністьвідносини максимального пускового моменту дономінального моментудвигуна ,вибираємо потабл.(6.2) [1]

>jпост=j2-1.2Iов

>Jпост=2.74-1.2*0.425=2.23кгм2

>А=2.74/2.23=1.23

>Ціприскорення меншеприпустимогорівного


Де а-середнєприскорення,вибирается по табл 1.4 [1]а=0.3

>м/с2

Утакийспосібдвигунзадовольняєтакожумовам

>Визначаємоосновніпараметриелектропривода


5.Вибіросновнихелементів йрозрахунокпараметрів силовоголанцюгаелектропривода

Покаталозі [1] дляживленняякірноголанцюга іланцюга обмоткизбудженняелектродвигунавибираємореверсивнийтиристорнийперетворювачАТРК-100/230 .Номінальневипрямленанапруга U>нв=>230в.,номінальнийвипрямленийструм I>нв=>100A,номінальневипрямленанапругапорушення U>вн=>230в,номінальнийвипрямленийструм обмоткизбудження I>вн=>25А

>Тиристорнийперетворювачодержуєживлення від силового трансформатораТСЗР40/0.5технічнідані U>нсо=>380в, Uу=>200в, I>нсо=>48.6А, Iу=>92А, U>кз=8%

>Визначаємоосновніпараметриелектропривода.Сумарнийактивнийопірланцюгаелектропривода

R2=R>яц+R>епр+>2R>тр (>5.1)Де R>яцопірякірноголанцюгадвигуна

R>яцт(Rя+R>дв+R>k) (5.2)

Де ат->температурнийкоефіциентвраховуючоїзміни опору принагріванні для класуізоляції Мзначення ат=1.36

Rя R>дв Rдо –активнийопір обмотки якоря,додатковихполюсів й

>Компенсаційної обмоткиспільно.

>Згідно ізпаспортнимиданимиелектродвигунад21

Rя+R>дп=>0.28Ом, Rдо=0

R>яц=>1.36*0.28=1.38Ом

R>тр –наведене доланцюгавипрямногострумуактивнийопір обмотки трансформатора .


Де м число фазперетворювача длятрифазноїмостовоїсхемиm=6.

>Uk-напруга короткогозамикання трансформатора :

>Еdmax-Максимальна величинавипрямленійЭРС ( прикутікеруванняа=0)

>Rепр-еквівалентнийопірперетворювача

>Сумарнийопірякірноголанцюга

>Сумарнаіндуктивністьсиловоїмережі

Де ->індуктивністьякірноголанцюгадвигуна


Де У-коефіцієнт ,>рівний0.6,длянормованихдвигунів .

Р- число парполюсів

->номінальна частотаобертання

- наведена доланцюгавипрямленогострумуіндуктивності трансформатора

 частотаживильноїмережі :

>Сумарнаіндуктивність силовоголанцюга :

>Електромагнітнапостійна годиниякірноголанцюгадвигуна

>Електромагнітнапостійна години головноголанцюга:

)


>ПостійнаЭРСдвигуна

Де До- конструктивногопостійнадвигуна

 >номінальниймагнітнийпотік на полюс

>Електромагнітнапостійна годиниелектропривода

>Коефіцієнтипідсиленнятиристорногоперетворювачавизначаємо длясинусоїдальноїнапругипорівняння іамплітудногозначеннянапругипорівняннярівного 

>Коефіцієнтпідсиленнядвигуна


6.Розрахуноксистемипідлеглогорегулювання

 

6.1Вибірструктурисистеми

>Відповідно дорекомендацій [1] длярегулюваннячастотиобертання приводузастосовуємо двохконтурнуоднократно-інтегруючу системуавтоматичногорегулювання звнутрішнім контуромструму ізовнішнім контуром ,замкнутим поЭРСдвигуна . Длякомпенсації безструмовоїпаузи ,викликаноїперемиканнямконтакторів реверсу , у системувведемопідлеглий контуррегулюваннянапругитиристорногоперетворювача .

6.2оптимізація контуруструму

Контурструмуоптимізуємо замодульнимкритерієм . Для цого вконтурірегулюваннянапругитиристорногоперетворювача

>Використовуємоп-регулятор , аконтуріпі-регулятор.Спрощенапринципова схема контуруструму показано намал.6.1 на рис 6.2 показаноалгоритмічна схемарозглянутого контуру насхеміприйнятінаступніпозначення :

ТП-тиристорнийперетворювач

ДП,ДН- датчикструму , датчикнапругивідповідно. Rбуд-дільникнапруги. W>pm(>P),W>pt(>P) –перехідніфункціїрегуляторівнапруги і струмивідповідно.Критичнийкоефіцієнтпідсилення контурунапруги

 (6.1)

Де Т1=>2Т>мт: Т>мт- сумамалих (>некомпенсуємих)постійних години контуруструму .

 (6.2)


-постійна години датчикаструму ізфільтром навході .

-постійна годинифільтра навходісистемиімпульсно-фазовогокеруваннятиристорногоперетворювача .

-середньостатистичнезапізнюваннятиристорногоперетворювача .

Прирозрахунку системрегулюваннявеличиноюЗадаються вмежах4-10мс.Приймаємо =0.005с

>кругова частотаживильноїмережі 0 =>2

=

=83

>Відповідно дорекомендацій [3]приймаємоКн=50.Коефіцієнтдільниканапруги якорядвигунавизначається ізумовиодержання сигналу24У на

>вході датчиканапруги примінімальнійнапрузідвигуна


Малий. 6.2Алгоритмічна схема контуруструму .

>Коефіцієнтпідсилення контурунапруги.

 (6.4)

>Звідсикоефіцієнтпідсилення регуляторанапругидорівнює

>ПриймаємоRзн=2 кому, тодіRзк=31*2=62кому

>Постійні годинифільтра вланцюзізворотногозв'язка контурунапругиТфн=Та=0.036с.

>Зіспіввідношення

>Визначаємопараметрифільтра.ПриймаємоСфн-1мкф,тодіRф.н=144кому.Передатнафункція замкнутого контурунапруги


>Алгоритмічна схема ізурахуванням контуруструму показано на рис 6.3

Длявираження синтезупослідовногокоригувального прилаштую контуруструмуперетворимоалгоритмічну схему 6.3 у схему ізодиничнимзворотнимзв'язком 6.4

ланка, КолиФорсує (>1+Тдтр) ублоці , щоскладається навході замкнутого контуруструму ,>відповідно дозагальноприйнятої методики навраховується і тому насхемі не показано . дляоптимізації контуруструму замодульнимкритеріємвикористовуємоПі-регулятор ізпередатноюфункцією

 (6.8)

>Визначаємопараметри регулятора

>ПриймаємоСост=1мкф ,тоді

>Rост=

>Опір резистораRзтвизначаємо ізумови


ДеКт-Коефіцієнтпідсиленняланцюгазворотногозв'язка поструму:

>Кт=Кш*Кд.т.Кш-Коефіцієнтпідсилення шунта :

>Uнш-Номінальнанапруга шунтиUнш =>75мВ

>Imax-Максимальнийструмробочогонавантаженняприймаємо

>Imax =>21н=2*57=114А

>Кш =0.075/114=0.658*10-3В/А

>Кдт-Коефіцієнтпідсилення датчикаструму

>ЗначенняКдт-визначаєтьсязіспіввідношення

>Приймаємо як датчикструмуопераційнийпідсилювач зкоефіцієнтомпідсиленняКдт=240

>Кт=0.658* 10-3*240=0.1625

>Опір резистораRзт:

6.3Оптимізація контуру

Уелектроприводахкрановихмеханізміввимоги допідтримуванняшвидкостівідносно невисокі ,томувикористовується системарегулюваннязізворотнимзв'язком поЭДС.Підсумовуваннясигналів ,пропорційнінапругидвигуна і сигналуструмовоїкомпенсаціївиконуємобезпосередньо навході регулятораЭДС й тім самимспрощуємо схему .Гальванічнийподілсистемикерування ісиловоїчастинивиробляється задопомогою датчиканапруги. Дляструму ,дляструмувстановленого вконтуріструму . На рис 6.5 показанопринципова схемасистеми ,але вмал.6.6 контурструму ,>активізованої замодульнимкритерієм , уявленьпередатноюфункцією.

>Передатнийкоефіцієнтланцюгаструмовоїкомпенсаціївибирається втакийспосіб

У цьомувипадку сумасигналів навході регулятораЭДСдорівнює

Привиконаннізазначених умів схема 6.6може бутиперетворена в схему ,показану на малий. 6.7. Навходівключенеопераційна ланка ,аналогічналанці вланцюзізворотногозв'язка дляусуненняперерегулюванняструму призмінівпливу, щозадає .

Бовимогипідтримкишвидкості впроектованійсистемі неєтвердими , то контурЭДСоптимізований замодульнимкритеріємперетворимо схему 6.7 у схему ізодиничнимзворотнимзв'язком6.8.вибираємоП-Регулятор контуруЭДС зпередатноюфункцією

>Передатнафункція замкнутого контуруЭДСдорівнює

Зобліком того, щоЕд(Р)=1/Кд*W(Р), тіпередатнафункціясистеми пошвидкостімаєвигляд :

ДеТие=2Тмт+Та- мала некомпенсуємапостійна години контуруЭРС

>Тие =2*0.05+0.036=0.046

>Визначаємопараметри регулятора іфільтра на йоговходівідповідно до методики [4].ЗадаємосявеличиноюRзе=35ком

>ОпірRнвизначаєтьсязіспіввідношення :


>ЗначеннякоефіцієнтаКнвизначається втакийспосіб

ДеЕдвmax-мінімальнаЭРСдвигуна ,>прийнята якмінімальнезначенняЭРС урежимі холостого ходутобтоДвmax=220У;Uзеmax-Напруга заподіяння ,щовідповідаєЕдвmax,приймаємоUзеmax=24У.

>Rн=

>ОпірRтквизначаємо поформулі:

>Опір уланцюзізворотногозв'язка регулятораЭДС

>Параметрифільтрів навходісистеми іланцюгазворотногозв'язка нанапрузівизначаєтьсязіспіввідношення

 ,

>Звідки

>Передатніфункціїсистеми ,>оптимізованої замодульнимкритерієм


>Алгоритмічна схемасистеми показано на рис 6.9 задопомогоюотриманихпередатнихфункцій бувзробленийрозрахунокперехіднихпроцесівсистеми


>Висновки

У курсовомупроектірозробленаавтоматизована системакеруванняелектроприводоммеханізмупересуваннявізка мостового кранавантажопідйомністю 23 тони

Напідставітехніко-економічних характеристикобранийелектроприводпостійногоструму ,>виконаний посистеміТП-Д ,обраний привіднийелектродвигун йосновневстаткування силовоголанцюга

Упроектірозроблена системапідлеглогорегулювання координателектропривода ,>виконаний синтез,наступнихкоригувальнихпристроїв контуруструму і контуруЭДС.Контурипобудовані замодульнимкритерієм для цого в контурструму включеньПі-регулятор,а в контурЭДСП-Регулятор.

Проведенорозрахунокпараметріврегуляторіввиконанемоделюваннядинамічних характеристиксистемиЕОМ.


>Переліклітератури

1.Ядрі О.Г. Певзнер О.МКрановийелектроприводДовідник М.Энергоиздат.1988-314з.

2.Ключьев В.І. Терехов В.М.Електропривод йавтоматизаціязагальнопромисловихмеханізмів .>Енергія1980-360з.


Схожі реферати:

Навігація