Telega2 (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: Тихомиров А. (???!)

(Подпись) ______

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Общая часть

1. Устройство и назначение механизма.

2. Выбор системы электропривода.

1. 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.

1. Техника безопасности

3.1 Оперативное обслуживание.

3.2 Производство работ.

3.3 Работы в электроустановках, связанные с подъемом на высоту.

Литература

ЗАДАНИЕ

ПО КУРСОВОМУ ПРОЕКТУ

По курсу: "Электрический привод и электрооборудование".

Ф.И.О. учащегося: Тихомиров Александр Николаевич.

Курс, специальность: 1806: "Техническая эксплуатация, обслуживание и ремонт электрического и электромеханического оборудования в металлургии".

Тема курсового проекта: "Электропривод механизма передвижения".

Исходные данные: V_тел - линейная скорость механизма передвижения, м/мин : 33;

D_K - диаметр колеса тележки, мм: 530;

D_ц - диаметр цапфы, мм: 120;

L_тел.- длина рабочего пути тележки, м: 26;

G₀ - вес пустой тележки, кН: 55*9.81;

G_max - вес груза максимальный, кН: 75*9,81;

η_max - усредненный КПД механизма: 0,84;

3600/T_ц.=8 - 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: __________

Руководитель Рыжаков В.Г.

Председатель предметной комиссии

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.

На первом листе графической работы приведена схема управления электроприводом механизма передвижения с магнитным контроллером типа К-63. Схема выполнена симметричной для обоих направлений движения. Число фиксированных положений в каждую сторону — четыре. Схема обеспечивает автоматический пуск, реверс, торможение и ступенчатое регулирование скорости путем изменения сопротивления резисторов в роторной цепи. Разгон в направлении «Вперед» и «На­зад» производится в три ступени с помощью контакторов Кб, К7 и К8

Рисунок 1 - Механические характеристики электропривода механизма передвижения с магнитным контроллером K-63:

1-4 - соответствуют положениям командоконтроллера на подъем;

4а - промежуточная характеристика;

На рис. 1 приведены механические характеристики указанной схемы. Для этих характеристик за 100 % мо­мента принят номинальный момент электродвигателей серий МТР и МТН в режиме ПВ=40 %, за 100 % ско­рости—синхронная частота вращения электродвигателя. Эти характеристики рассчитаны, исходя из условий обес­печения необходимых параметров ускорения электропри­вода при пуске и торможении в режиме противовключения. Для обеспечения нормального пуска в схеме преду­смотрены невыключаемые ступени резисторов в цепи ротора. При переводе рукоятки командоконтроллера из нулевого положения в первое осуществляется задержка на время срабатывания реле противовключения КV2. Дальнейший разгон происходит под контролем реле КТТ и К.Т2, причем реле К.Т1 обеспечивает переход на харак­теристики, соответствующие третьему и четвертому положениями командоконтроллера. Диапазон выдержек вре­мени этих реле (при отпадании якоря), определяющих интенсивность ускорения, 0,4—2,5 с.

Схема допускает свободный выбег (при нулевом по­ложении командоконтроллера) или торможение с помо­щью механического тормоза с электромагнитом УВ. Для остановки механизма по схеме со свободным выбегом пе­реключают командоконтроллер на противоположное на­правление движения. При этом, независимо от положе­ния его рукоятки, собирается схема, соответствующая первому положению, и происходит торможение в режиме противовключения. При скорости, близкой к нулю, реле противовключения КV2 отключает электродвигатель, воздействуя на цепь катушки контакторов направления КЗ или К4. После остановки механизма возможен раз­гон его в противоположном направлении. В процессе опе­ративного торможения механический тормоз не участву­ет. Для осуществления торможения противовключением на катушку реле КV2 подается разность выпрямленных напряжений U: постоянного Uу—от независимого ис­точника, питающего цепь управления; переменного U_UZ. от ротора U=Uу—U_UZ..

Реле КV2 сработает, когда напряжение Uу превысит на определенную величину напряжение U_UZ, т. е. при значениях скольжения от 1,0 до номинального при пуске и от 1,3 до 1,0—в режиме торможения противовключе­нием, которое позволяет осуществить плавную остановку кранового механизма. Механическое торможение осуще­ствляется только при аварийных ситуациях, когда сра­батывает любая из защит—максимальная, конечная, нулевая или отключают установку нажатием на кнопку аварийного выключения SВ.

Для получения схемы без свободного выбега с при­менением механического торможения электромагнитом переменного тока следует произвести следующие пере­ключения в схеме: тормозной электромагнит переменного тока присоединить непосредственно к выводам обмотки статора; отключить катушки контакторов управления тормозом К1 и К.2; зашунтировать контакты конечных выключателей SQ1 и SQ2 размыкающими контактами контакторов направления К.4 и К.З, отсоединив при этом замыкающие контакты этих контакторов и размыкающий контакт К2.

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;

 = 0,015÷ 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;