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).



Содержание Введение . Выбор для электродвигателя вертикального подъёмника .1 Определение приведённого момента нагрузки .2 Определение расчетной

Больше работ по теме:

КОНТАКТНЫЙ EMAIL: [email protected]

Скачать реферат © 2017 | Пользовательское соглашение

Скачать      Реферат

ПРОФЕССИОНАЛЬНАЯ ПОМОЩЬ СТУДЕНТАМ