Выбор электродвигателя для вертикального подъемника
Содержание
Введение
. Выбор для электродвигателя вертикального подъёмника
.1 Определение приведённого момента нагрузки
.2 Определение расчетной мощности и выбор электродвигателя
.3 Построение пусковой диаграммы электродвигателя
.4 Определение числа и расчёт величины пусковых резисторов
.5 Определение приведённого момента инерции подъёмника при движении без груза и с грузом
. Описание электротехнологической установки цеха
.1 Назначение и особенности использования вентиляционных установок
.2 Принцип работы электрической схемы автоматического управления электроприводом вентиляционной установки
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Целями настоящего курсового проекта является выбор двигателя для вертикального подъёмника, и выполнение, анализа принципа работы электрической схемы автоматического управления электроприводом вентиляционной установки.
В рамках первой цели решаются следующие задачи:
определяется приведённый момент нагрузки ЭД.
определяется расчётная мощность, и выбирается марка ЭД.
строится пусковая диаграмма ЭД и определяется число и величина пусковых резисторов.
Итогом расчёта вертикального подъёмника является расчёт приведённого момента инерции кинематической части электропривода при его движении с грузом и без груза.
В рамках второй цели решаются следующие задачи:
определяется назначение данной схемы.
определяются основные элементы схемы и органы её управления.
рассматривается работа схемы в исходном состоянии, при команде пуск «вперёд», команде пуск «назад» и её остановка.
определяется защита и питание цепей схемы.
1.Выбор электродвигателя для вертикального подъёмника
1.1Определение приведённого момента нагрузки
Схема состоит из электрического двигателя (ЭД) переменного тока с фазным ротором (ЭД), понижающего редуктора который состоит из трёх ступеней понижения числа оборотов. Для передачи вращающего момента в схеме имеются две соединительные муфты: М1 - муфта соединяет вал ЭД и вал редуктора и муфты М2 - которая соединяет выходной вал редуктора и ведущий шкив подъёмника.
В схеме имеется электромагнитный тормоз (Т), который затормаживает ротор ЭД при любом отключении питания ЭД. Это сделано для того чтобы неуравновешенный подъёмник не раскрутил ротор двигателя после отключения питания, как в нормальном режиме работы, так и при аварии в системе электроснабжения цеха. На схеме имеются следующие обозначения: 1, z2, z3, z4, z5, z6 - число зубцов шестерен понижающего редуктора.
МС,Н?м - момент сопротивления на валу электродвигателя
М1, М2, М3,Н?м - моменты на валах понижающего редуктора к,кг - масса кабины подъёмника г,кг - масса противовеса который позволяет снизить момент сопротивления МС на валу электродвигателя и тем самым снизить мощность и массогабаритные параметры выбираемого ЭД.
Рассчитаем приведённый момент нагрузки МС при движении груза вверх. Для этого запишем выражение для мощности на валу ЭД (1):
, (1)[6]
Запишем выражение для определения мощности исполнительного механизма (2):
, (2)[6]
Сам исполнительный механизм показан на рисунке 1:
Рисунок 1 Исполнительный механизм для управления кабиной
Рассчитаем исполнительный момент по формуле (3):
(3)[6]
(Н?м) (4)[6]
Запишем уравнение связывающее мощность на валу двигателя и мощность исполнительного механизма учтём при этом КПД каждой механической передачи (5):
(5)[6]
Продолжим расчёт:
где - КПД зубчатой передачи
где - КПД зубчатой передачи
где - КПД зубчатой передачи
- КПД передачи с использованием шкивов.
Рассчитаем момент сопротивления на валу двигателя при движении кабины вверх (6):
, (6)[6]
(Н?м) (7)[6]
На рисунке 2 показан исполнительный механизм для управления кабиной:
Рисунок 2 Исполнительный механизм для управления кабиной
Рассчитаем момент сопротивления на валу двигателя при движении кабины вниз по формуле (8):
= (8)[6]
= (9)[6]
.2 Определение расчетной мощности и выбор электродвигателя
Рассчитаем момент сопротивления эквивалентный при этом учтём что tр - время работы ЭД tп - время паузы за которое производится загрузка или разгрузка кабины по формуле (10):
Продолжим расчёт:
.= (10)[6]
.= (11)[6]
.= (Н?м) (12)[6]
Рассчитаем продолжительность включения ЭД подъёмника по формуле (13):
, (13)[6]
(14)[6]
Приступим к выбору ЭД. За основу возьмём асинхронный двигатель с фазным ротором типов МТ или МТВ с номинальной продолжительностью включения:
или 0,25
Рассчитаем момент сопротивления эквивалентный с учётом выбираемых типов двигателя по формуле (15):
(15)[6]
(Н?м) (16)[6]
Выберем ЭД по формуле (17):
(17)[6]
где расчётная мощность ЭД;
- коэффициент запаса на расчётной мощности.
Определяем угловую скорость вала двигателя по формуле (18):
, рад/c, (18)[6]
где n -число оборотов в минуту об/мин;
= 3,14.
Для выбора ЭД заполним следующую таблицу:
МаркаЭДМТ-11-6МТ-12-6МТ-21-6МТ-22-6МТ-31-6МТ-31-8МТ-41-8МТ-42-8МТ-51-8МТ-52-8МТ-61-10МТ-62-10МТ-63-10МТ-71-10МТ-72-10МТ-73-10, кВт 2,23,557,5117.51116223030456080100125n, об/мин885910946945953702715718723725574577577582584585, рад/c92,695,298,498,999,773,574,875,275,775,960,160,460,460,961,161,2Pрасч., кВт0,991,011,051,061,060,780,800,800,800,810,640,650,650,650,651,32
Выберем ЭД конкретной марки
1.3 Построение пусковой диаграммы электродвигателя
Пусковая диаграмма строится в координатах
где M - момент развиваемый двигателем при пуске
s, отн. ед. - скольжение ротора относительно вектора индукции магнитного поля статора.
Определяем скольжение ротора относительно вектора индукции магнитного поля статора по формуле (19):
(19)[6]
где , рад/c - угловая скорость холостого хода двигателя;
, рад/c - угловая скорость двигателя при пуске.
Пусковая характеристика строится по определённым правилам, сначала строят механическую характеристику ЭД и уже на этой характеристике строим пусковую диаграмму.
Механическую характеристику построим по формуле Клосса (19):
(20)[6]
где Мк (Н?м) - критический момент, самый большой момент на механической характеристике.
Sк (отн.ед.) - критическое скольжение;(отн.ед.) - текущее скольжение.
Вычислим величинупо формуле (20):
электродвигатель вертикальный подъемник вентиляционный
, (21)[6]
Продолжим расчёт:
(Н?м)
где Uф=220 (В) - фазное напряжение сети;1= rс = 3,67 (Ом) - активное сопротивление одной обмотки статора.
Вычислим угловую скорость двигателя при пуске по формуле (22):
, (22)[6]
где p - число пар полюсов;
(рад/c)
Определяем по формуле (23):
(Ом) (23)[6]
Проверим критический момент и максимальный момент нагрузки двигателя по формуле (24):
(24)[6]
- неравенство выполняется.
Определим аналитическим способом механическую характеристику двигателя для этого рассчитаем критическое скольжение по формуле (25):
(25)[]
(отн.ед.)
Рассчитаем характеристику по формуле (26):
(26)[6]
Запишем значения характеристик в таблицу 1.
Таблица 1
S00,10,20,30,40,50,6M, Н?м020,6638,3751,2459,3463,4364,7
Нанесём на диаграмму максимальный момент при пуске двигателя, для этого рассчитаем их по формулам:
, (27)[7]
(Н?м)
, (28)[6]
(Н?м)
.4 Определение числа и расчёт величины пусковых резисторов
Расчёт будем производить методом отрезков. На пусковой диаграмме имеется 4 механических характеристик, одна из них это характеристика является естественной, а остальные искусственными. Число секций пускового реостата равно числу искусственных характеристик. Исходя, из пусковой диаграммы мы получаем 3 секций пускового реостата.
Рассчитаем сопротивление первой секции пускового реостата по формулам:
(29)[6]
(Ом) (30)[6]
Рассчитаем сопротивление второй секции пускового реостата по формулам:
, (31)[6]
(Ом) (32)[6]
Рассчитаем сопротивление третьей секции пускового реостата по формулам:
, (33)[6]
(Ом) (34)[6]
.5 Определение приведённого момента инерции подъёмника при движении без груза и с грузом
Для этого запишем уравнение кинетической энергии всей механической части электрического привода (39)
+ , (39)[6]
Запишем уравнение кинетической энергии для приведённой системы (40):
, (40)[6]
Приравняем кинетическую энергию реальной системы и приведённой, и выразим приведённый момент инерции (41):
+ (41)[6]
Выразим все скорости в формуле через одну скорость по формулам:
(42)[6]
(43)[6]
Подставим все эти выражения в уравнение приведённого момента инерции. Рассчитаем приведённый момент инерции при движении кабины с грузом по формуле (46):
+ (46)[6]
Рассчитаем приведённый момент инерции при движении кабины без груза по формуле (47):
+ (47)[6]
2. Описание электротехнологической установки цеха
.1 Назначение и особенности использования электропривода механизмов крана
Электропривод механизмов крана.
Особенности работы кранового оборудования.
Изменение нагрузки в широких пределах:
для механизмов передвижения - от 0,5 до 1,0 номинального значения,
для механизмов подъема - от 0,12 до 1,0 номинального значения.
Режим работы повторно-кратковременный при большом числе включений в час.
Условия работы тяжелые (тряска, влажность, запыленность и колебания температуры).
Основные показатели работы кранового оборудования представлены в таблице 4.
Продолжительность включения ПВ,% - это отношение времени работы двигателя к времени цикла ,выраженное в процентах.
Время цикла не должно превышать 10 мин.
(48)[7]
где (- время работы двигателя за цикл, мин; - суммарное время пауз за цикл, мин.
Коэффициент использования:
по грузоподъемности () - это отношение массы груза, перемещаемого за смену () к номинальной () грузоподъемности,
Продолжим описание:
(49)[7]
в течение года - это отношение числа дней работы в году (А) к числу дней в году (365),
(50)[7]
в течение суток - это отношение числа часов работы в сутки (В) к числу часов в сутках (24),
Число включений двигателя в час (h).
Основные показатели мостовых кранов запишем в таблицу 4
Таблица 4
Режим работыПВ, %h,вкл/часОбласть примененияЛ - лёгкий10…1560…100Строительно-монтажные работыС - средний15…25120…200Механосборочные работыТ - тяжёлый25…40300…400Крупно - серийное производство ВТ - весьма тяжёлый40…60400…600Металлургические заводы
2.2 Принцип работы электрической схемы контроллерного управления электроприводом механизмов мостового крана
Назначение. Для управления и защиты АД механизмов передвижения и
подъема (спуска) с фазным ротором, управляемым с помощью симметричного кулачкового контроллера.
Основные элементы схемы.
Д с ЭмТ - приводной асинхронный двигатель (АД) с электромагнитным встроенным тормозом.
КЛ - контроллер линейный, для подключения АД к сети.п - блок пусковых сопротивлений, для ступенчатого пуска АД.
РМ - реле максимального тока.
ВЛ - выключатель люка.
Органы управления.
К - контроллер, симметричный т. ККТ-61А(5, 4, 3, 2, 1- 0- 1, 2, 3, 4, 5) кулачкового типа с диаграммой переключений;
Кн.Р - кнопка «работа», для подготовки цепей управления и разрешения работы;
ВА - выключатель цепей управления («откл.» - «вкл.»).
Режимы управления.
Полуавтоматический - от «К» (контроллера).
Работа схемы.
Исходное состояние.
Поданы все виды питания на «защитную панель» (не показано).
К - «О», ВП - «В», люк кабины закрыт (ВЛ),
Кн.Р - запитывается и отключается - собирается цепь КЛ (Кн.Р),
КЛ - запитывается - готовится силовая сеть Д (КЛ:1...3), причем фаза «С» двигателя подключается к сети,
становится на самопитание <КЛ:4),
собирается цепь движения (КЛ:5).
Схема готова к работе и управлению от «К».
Пуск «вперед».
К - «1» - подключается к сети Д на движение «вперед» (КЗ, К7), растормаживается, пускается,
размыкается цепь «назад» (К9),
размыкается параллельная цепь (К12) исходного состояния.
Начат разгон Д на 1 ступени при полностью введённом в цепь ротора пусковом сопротивлении «Rп».
Примечание - Перевод рукоятки контроллера при пуске оператор производит с выдержкой времени. Это обеспечивает плавность пуска и исключает возможные броски токов и моментов «Д». Для определения состояния контактов контроллера в зависимости от положения рукоятки использовать диаграмму контроллера.
К - «2» - выводится часть пускового сопротивления «R1-1» из фазы (К2), Д продолжает разгон на 2 ступени.
Примечание. Несимметричный вывод из фаз частей «» позволяет уменьшить число переключающихся контактов «К», обеспечить нужное число ступеней пуска и получить механические характеристики требуемого режима работы механизма.
К - «3» - выводится еще часть пускового сопротивления «R2-1» из другой фазы (К4), Д переходит на 3 ступень и продолжает разгон.
К - «4» - выводится из последней фазы пусковое сопротивление «R3» (Кб), Д переходит на 4 ступень и продолжает разгон.
К - «5» - выводится полностью «Rп» из цепи ротора (К8, К10), Д заканчивает разгон на 5 ступени и выходит на естественную характеристику.
Пуск «Назад».
К - «1» - реверс Д изменением порядка следования двух фаз (К1, К5).
В остальном элементы схемы работают аналогично описанному выше.
Остановка.
Нормальная - переводом контроллера - «О».
Экстренная - снятием питания с цепей управления, переводом ВА - «откл.», после чего установить К - «О».
Защита.
Все виды защиты введены в цепь контактора КЛ:
силовой цепи - от токов КЗ и перегрузки (РМ),
цепей управления - от токов КЗ (Пр. 1 и Пр.2),
в случае открытия люка кабины (ВЛ),
от самозапуска (не установлен контроллер в положение «О»).
Питание цепей.
~ 380 В, 50 Гц - силовая цепь,
- 380 В, 50 Гц, линейное - цепи управления.
Заключение
В результате расчёта вертикального подъёмника была разработана нагрузочная диаграмма ЭД. С Н?м, Н?м.
Была разработана пусковая диаграмма ЭД с H?м, H?м, число ступеней пускового реостата равно 3. Выбран ЭД марки МТ-11-6, кВт. Определено сопротивление каждой секции пускового реостата: Ом, Ом, Ом. Проведён анализ электрической схемы автоматического управления электроприводом вентиляционной установки. В рамках анализа мной были изучены следующие цели:
определил назначение данной схемы.
определил основные элементы схемы и органы её управления.
рассмотрел работу схемы в исходном состоянии, при команде пуск «вперёд», команде пуск «назад» и её остановка.
определил защиту и питание цепей схемы.
Список использованной литературы
1. ГОСТ 2.301 - 68 ЕСКД. Форматы.
. ГОСТ 2. 104 - 68 ЕСКД. Основные надписи.
. ГОСТ 2. 109 - 73 ЕСКД. Основные требования к чертежам.
. ГОСТ 2. 004 - 88 ЕСКД. Общие требования к выполнению конструкторских и технологических документов на печатающих и графических устройствах вывода ЭВМ.
. Вешеневский С.Н. Характеристики двигателей в электроприводе. Изд. 6-е, исправленное. М., «Энергия», 1997.432с. с ил.
. Москаленко В.В.Электрический привод: Учеб. пособие для сред. проф. образования - М.: Мастерство: Высшая школа, 2000. - 368с
. Шеховцов В.А. Электрическое и электромеханическое оборудование: Учебник.- М.: ФОРУМ: ИНФРА-М. 2004.- 407с.: ил.- (Профессиональное образование).
Больше работ по теме:
Предмет: Физика
Тип работы: Курсовая работа (т)
Новости образования
КОНТАКТНЫЙ EMAIL: [email protected]
Скачать реферат © 2017 | Пользовательское соглашение
ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ПОМОЩЬ СТУДЕНТАМ