Методические указания по выполнению курсового проекта по дисциплине «системы управления электроприводами»
|
| УКРАИНА. МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ АВТОНОМНОЙ РЕСПУБЛИКИ КРЫМ КРЫМСКОЕ ВЫСШЕЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ «ФЕОДОСИЙСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ТЕХНИКУМ» МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА ПО ДИСЦИПЛИНЕ «СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДАМИ» Составил преподаватель Бобков А.И. Председатель комиссии электротехнических дисциплин Петовраджи М.Н. ___________ Протокол №__ от ___________ ФЕОДОСИЯ 2006 ЗАДАЧИ ПРОЕКТА Курсовой проект является самостоятельной работой студента, завершающей изучение дисциплины «Системы управления электроприводами». Курсовое проектирование проводится после изучения дисциплин, сведения из которых необходимы для работы над данным проектом. Работа над проектом способствует систематизации, закреплению и обобщению знаний, полученных студентом за время изучения дисциплины, а также применению этих знаний для комплексного решении вопросов, связанных с проектированием и эксплуатацией электроустановок. В процессе работы над проектом студенты обучаются пользованию различной справочной литературой, Государственными стандартами (ГОСТ), правилами устройства электроустановок (ПУЭ), Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей и Правилами техники безопасности при эксплуатации электроустановок потребителей (ПТЭ и ПТБ), приобретают навыки выполнения различных расчётов, графических работ, составления пояснительной записки. Работа над курсовым проектом подготавливает студентов к выполнению более сложного этапа учебного процесса, представляющего, одну из основных форм связи обучения с производством - дипломному проектированию. ^ ВВЕДЕНИЕ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС И РОЛЬ ПРОЕКТИРУЕМОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ
РАСЧЁТ ТОКОВЕДУЩИХ УСТРОЙСТВ
^
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ^ ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ НА ОДНОМ ЛИСТЕ ФОРМАТА А1 ВВЕДЕНИЕ Осветить: - на каком заводе, в каком цехе и на каком участке установлен кран; - описать устройство крана, обратив внимание на следующее:
3. Сколько ведущих и ведомых колёс закреплено на концевых балках, с какой стороны. 4.Какая кинематическая схема применена на приводе механизма движения моста, центральный привод или раздельный. 5. Устройство тележки - размеры ее, число колес, из них при- водных, холостых. 6. Где расположены: защитная панель, магнитные контроллеры, управление механизмами, сборки пускорегулирующих резисторов. 7.0харектиризовать кабину крановщика - открытого или закрытого типа, крепится на мосту или тележке. 8. С какой стороны моста расположены главные троллеи и как предусмотрено их обслуживание. 9. Как расположены вспомогательные троллеи на мосту, сколько их, во сколько рядов, по сколько штук в ряду, одного сечения или разного, как обслуживаются. 10. Какие типы тормозов предусмотрены на механизмах, крана какой они имеют привод - электромагнитный /постоянного или переменного тока/, электрогидравлический. 11.Какие конечные выключатели установлены на механизмах крана рычажные или вращающиеся.
13.Перечислить механизмы крана 2. Выбор рода тока и величины напряжения Электрооборудование кранов может быть выполнено как на переменном, так и на постоянном токе. Достоинствами переменного тока является:
3. Отсутствие необходимости в преобразователях переменного тока в постоянный, что также удешевляет электрооборудование. Недостатками переменного тока является: 1. Нeвозможность простыми способами получения жестких характеристик при подъеме и особенно при спуске груза на малых скоростях, т.к. невозможно предсказать, какую скорость будет иметь двигатель на каждом из положений контроллера, при подъеме и опускании разных по весу грузов. 2. Практическая независимость скорости АД, работающего на естественной характеристике, от величины поднимаемого груза (механическая характеристика – жесткая). В результате время подъема грузозахватного устройства (холостой ход для механизма подъема) такое же, как и время подъема груза. 3. Электроаппаратура с катушками на переменном токе и тормозные электромагниты переменного тока работают менее надежно, чем на постоянном токе (катушки при частных отключениях перегреваются из-за больших токов включения, при витковом замыкании хотя бы одного витка катушки перегревается и выходит из строя; при недовключении тормоза или аппарата катушка потребляет большой ток и перегревается). 4. Электрооборудование на переменном токе чаще выходит из строя в результате однофазных замыканий на землю, т.к. в системе с глухозаземленной нейтралью каждое такое замыкание сопровождается выгоранием места замыкания и немедленным выходом из строя электрооборудования. На постоянном токе этого нет и краны с замыканием одного полюса на землю могут некоторое время работать, представляя электрикам время для поисков места замыкания на землю. Опасным на постоянном токе, с точки зрения выгорания, является лишь одновременное замыкание на землю обоих полюсов. ^ 1. Возможность получения жестких механических характеристик на спуск, что важно в тех случаях, когда требуется высокая точность работы (при монтаже оборудования, при работе с жидким металлом и т.д.). 2. За счет мягких механических характеристик двигателей постоянного тока последовательного возбуждения кран поднимает пустое грузозахватное устройство быстрее, чем груз, за счет чего повышается производительность крана. 3. На нулевом положении контроллера двигатель подъема обычно включен по схеме динамического торможения с самовозбуждением. Эго может оказаться весьма полезным при выходе из строя механического тормоза на механизме подъема. В этом случае двигатель медленно опускает груз (на переменном токе груз падает, ничем не задерживаемый). Машинист имеет возможность периодически поднимая груз, а затем, ставя командоконтролер в нулевое положение, когда груз медленно опускается переехать мостом и тележкой и опустить груз в безопасном месте. 4. Электроаппаратура с катушками постоянного тока работает более надежно. 5. Для питания кранов требуется два троллея, а не три как на переменной токе. Однако, при всех преимуществах постоянного тока решающими соображениями является экономичность и простота обслуживания при применении переменного тока. Поэтому во всех случаях, когда можно применить переменный ток (особенно в новых цехах, когда не встает вопрос о большой реконструкции следует его применение). Частично недостатки переменного тока устранены с появлением контакторов, у которых главные контакты работают в цепи переменного тока, а катушки выполнены на постоянном токе. В настоящее время постоянному току отдается предпочтение только при работе кранов с жидким и горячим металлом. Кроме того, постоянный ток применяется на старых металлургических заводах, где в пролете работает ряд кранов на постоянном токе и замена ЭО постоянного тока ЭО переменного тока лишь на одном из них создает значительные технические и организационные трудности (появление кроме троллеев постоянного тока, дополнительных троллеев переменного тока; постепенное наращивание мощности переменного тока по мере замены кранов, что требует реконструкции подстанции, одновременно с этим постепенное снижение загрузки преобразователей постоянного тока, увеличение разновидности двигателей и электроаппаратуры, ухудшение условий технике безопасности при обслуживании и ремонте кранов и т.п. Таким образом, выбор рода тока должен производиться с учетом всех перечисленныхх факторов. Выбрав род тока, необходимо выбрать величину напряжения. На переменном токе в принципе можно выбрать напряжение 660/380, 500, 380/ 220, 220/127 В. Напряжение 500 В из стандартов исключено и применяется лишь на некоторых старых заводах. При выборе величины напряжения следует принимать в расчет следующие соображения. Чем выше напряжение, тем меньше токи потребляет двигатель при той же мощности (РН=   Uн Iнcos  ). Однако применение напряжения 660/380 В ухудшает условия техники безопасности, а также приводит к более частым пробоям изоляции, а следовательно, к снижению надежности. Кроме того, для освещения приходится применять понижающие трансформаторы.Применение напряжения 220/127 В весьма благоприятно с точки зрения техники безопасности, но требует увеличения сечения проводов и троллеев на кране. В настоящее время оптимальной считается система 380/220 В так как она: 1. Позволяет использовать двигатели 380 В (при соединении звездой) и 220 В (при соединении треугольником). 2. Имеет сравнительно низкое (до 250 В) напряжение относительно «земли», что создает благоприятные условия по технике безопасности и снижает число пробоев изоляции. 3. Позволяет питать осветительную нагрузку непосредственно от силовой сети (без дополнительных трансформаторов), соединяя лампы одинаковой мощности в звезду. 4. С точки зрения проводниковой продукции является промежуточной между системой 660/380 и 220/127 В. Поэтому, кроме особо крупных кранов с двигателями большой мощности, следует применять систему 380/220 В. На постоянном токе решение вопроса сводится по сути дела к выбору напряжения между напряжениями 220 и 440 В. По соображениям аналогичным приведенным выше, обычно применяют 220 В, а для крупных кранов - 440 В. В конце пункта необходимо четко сформулировать результат всех соображений применительно к проектируемому крану и указать какой род тока и какая величина напряжения выбраны в проекте. ^ Указать тип крана, грузозахватное устройство, грузоподъёмность крана. Подробно рассмотреть технологический процесс данного завода, участка и роль, которую данный кран выполняет в технологическом процессе.
^ Выбор системы электропривода крана определяется в значительной мере требованиями к его механическим характеристикам, а эти требования изменяются в зависимости от рода технологических операций, выполняемые краном. Так, для монтажных кранов необходимы жесткие механические характеристики и большом диапазон регулирования в то время, как для магнитных кранов, транспортирующих скрап, стружки и т.п. указанные требования не играют роли. В настоящее время для кранового привода применяются следующие системы:
5. Системы с двигателями постоянного тока, управляемыми по системе Г-Д. 6. Системы с двигателями постоянного тока, управляемыми по системе ТП-Д. Системы по п.п. 3-6 применяются сравнительно редко, в основном для специальных или экспериментальных кранов. Для большинства кранов, работающих в цехах, применяют системы по п.п.1 и 2. Таким образом, необходимо выбрать для проектируемого крана схему либо силового, либо магнитного контроллера. Силовой контроллер требует меньше затрат на эксплуатацию, имеет небольшую массу и габариты. Недостатком его является зависимость пусковых характеристик двигателя от скорости перевода рукоятки контроллера с положения на положение. При быстром переводе рукоятки могут возникнуть чрезмерные пусковые токи. Требовать же от машиниста перевода рукоятки с задержкой времени между положениями можно только при небольшом числе переключений в час и при небольшом числе управляемых механизмов. Другим недостатком силовых контроллеров являются довольно большие усилия, требуемые от машиниста для перевода рукоятки, что при большом числе включений в час приводит к усталости машиниста и снижению производительности труда. Наконец силовые контроллеры могут быть применены лишь для двигателей малой мощности: - для асинхронных двигателей с фазным ротором без применения реверсоров - до 30 кВт, при напряжении 380 В, с применением реверсоров до 75 kВt при напряжении 380 В; - для двигателей постоянного тока при напряжении 220 В до 25 кВт. Применение магнитных контроллеров позволяет автоматизировать процессы пуска и торможения, при этом машинист рукоятку командоконтроллера может переводить в любом направлении с любой скоростью. Усилие воздействия на контроллер меньше, чем на силовой, что также облегчает труд машиниста. Мощность двигателей управляемых магнитными контроллерами достигает 150 кВт. Недостатками магнитных контроллеров являются: большие габариты и масса, высокая первоначальная стоимость, более высокие эксплуатационные расходы ввиду необходимости обслуживать большое число электроаппаратов. Затруднен также и поиск неисправностей, который требует более высокой квалификации обслуживающего персонала. Для того, чтобы сделать выбор схемы нужно знать мощность двигателя и режим работа крана, мощность двигателя определяется расчетами, а режим работы по таблице Госгортех.надзора. (См. приложение 4-1). Зная мощность двигателя и режим работы механизма, по таблице приложения 4-2 выбирают систему управления. После того, как определена схема управления силовой или магнитный контроллер, необходимо по каталогам (приложения 4-3, 4-4, 4-5) выбрать конкретный тип силового или магнитного контроллера. ^ Для переменного тока выбираются двигатели с фазным ротором серий МТF, МТ, МТН или МТМ. Для постоянного тока двигатели последовательного возбуждения серий Д. Следует сразу же выписать технические данные трех двигателей: ближайшего по мощности к Ррасч., а также ближайшего меньшего и ближайшего большего двигателей, т.к. при проверке по нагреву может возникнуть необходимость произвести расчеты с этими двигателями (с меньшим - если загрузка выбранного двигателя окажется 0,8, а с большим - если выбранный двигатель не пройдет по нагреву), т.е. окажется Мэ >  1Мн ^ для крановых электроприводов 6.1. Введение. При ремонтах кранового электрооборудования, связанных с заменой двигателя двигателем другого типа, заменой магнитного или силового контроллера или заменой язища резисторов бывает необходимо произвести расчет величин сопротивлений ступеней, выбрать стандартные ящики и составить монтажную схему соединений. Как известно, для определения величин сопротивлений ступеней существуют графические, аналитические и графо-аналитические методы расчета. Для определения длительного тока эквивалентного по перегреву разработаны методы расчета для перемежающегося, повторно-кратковременного и кратковременного ре-жимов. Однако результаты расчетов по всем методам зависят от квалификации расчетчика, тщательности выполнения графиков, наличия под рукой необходимой литературы. Кроме того, они достаточно трудоемки. Между тем, кран-механизм повышенной опасности, и ошибки здесь недопустимы. Поэтому наибольшее практическое применение нашел метод стандартных процентных разбивок. Он заключается в том, что завод изготовитель (л крановых магнитных контроллеров - Московский завод "Динамо") разрабатывает, проверяет в эксплуатации и приводит для каждой из схем величины сопротивлений ступеней, выраженные в процентах от номинального сопротивления двигателя, и эквивалентные длительные токи, выраженные в процентах от номинального тока двигателя. Расчеты по этому методу весьма просты, а результаты – надежны. ^ Из каталога для выбранного магнитного или силового контролера выписывают таблицу значений сопротивлений ступеней в процента (R%), токов ступеней в процентах (I ступ %). Для основных типов контроллеров процентные разбивки приведены в приложении 6-1. З  а 100% принимают:- для двигателей постоянного тока RH= , Ом где VH - номинальное напряжение двигателя, B;  IH - номинальный ток якоря при той стандартной продолжительности включения (ПВ), для которой с фазным ротором:RHP= , Ом где VH - номинальное напряжение ротора двигателя, В; IHP - номинальный ток ротора при стандартной ПВ, для которой выбран двигатель, А. Сопротивления ступеней в Ом определяются из соотношения: - для двигателя постоянного тока RH -100%; RСТУП – RСТУП%;  RСТУП= *RH Ом; - для асинхронного двигателя с фазным ротором аналогично:  RСТУП= *RHP Ом; Длительные токи ступеней, на которые должны быть выбраны ящики резисторов, определяются из аналогичных соотношений: - для двигателей постоянного тока IH – 100%, IСТУП - IСТУП % IСТУП=  *IH; A- для асинхронных двигателей IСТУП= *IHP; A^ В настоящее время для крановых электроприводов применяют как правило стандартные ящики сопротивлений с использованием фехралевых элементов. Фехраль (Fe-80%, Cr-15%, AL-5%) имеют следующие постоянства: большое удельное сопротивление (1,18 0м*мм2/м), малый температурный коэффициент (0,00008), высокую допустимую температуру (850°С), достаточную механическую прочность. Ящики резисторов на длительно допустимые токи от 215 до 24 А типов НФ-1 (нормализованный фехралевый) и КФ (крановый фехралевый) содержат каждый по 5 элементов (Cм. приложение 6-2). Необходимо четко помнить разницу между элементами и ступенью сопротивления» В каждом ящике 6 элементов и 5-7 ступеней. Элемент состоит из стального остова, на котором установлены фарфоровые сегментные держатели с желобками для наматываемой на ребро фехралевой ленты. К концам фехралевой ленты приварены медные пластинки, служащие для соединения элементов между собой. Для ящиков на токи 215+124 A (4 типа) сделаны также от пайки от середины элементов. Ступени же ящиков на большие токи №№ 2тд.754.005.1+2ТД.754.001.4 представляют эквивалентное сопротивление двух половин элементов, включенных параллельно.  В этом случае сопротивление ступени в четыре раза меньше, чем сопротивление элемента. Для ящиков №№ 2ТД.754.001.5+2ТД.754.001.14 сопротивления ступени и сопротивления элементов совпадают.  Сопротивления ступеней ящиков №№ 2 ТД.754.001.11+2ТД.754.001.14 меньше, чем сопротивление элемента (7 ступеней при 5 элементах).  Для рассмотренных ящиков характерно то, что сопротивления нельзя изменять плавно, а можно подбирать, включая последовательно, параллельно и комбинированно только те части элементов, от которых сделаны отпайки на заводе. Ящики типа ЯС100/2 содержат по 10 элементов, на которых навита константановая лента или проволока (см. приложение 6.3). В этих ящиках имеется возможность набирать необходимую величину сопротивления точно при помощи хомутов (на проволочных элементах) или специальных зажимов (на ленточных элементах). Все ящики допускают температуру перегрева токоведущих частей 270°С над температурой окружающей среды 35°С. Ящики обычно монтируются на стеллажах, изготовленных из стального уголка. Допускается установка один над другим до шести ящиков. Соединение между отдельными ящиками и в пределах одного ящика производятся голыми медными проводами или шинами. |
Похожие:
 | Методические указания по выполнению курсового проекта по дисциплине «системы управления электроприводами» Курсовой проект является самостоятельной работой студента, завершающей изучение дисциплины «Системы управления электроприводами» | | Протокол № от Председатель Петовраджи М. Н. Утверждаю Зам директора по ур Справочные материалы для выполнения курсового проекта по дисциплине «Системы управления электроприводами» Бобков А. И. – Феодосия,... |
| Проекта Тематика курсовых проектов по дисциплине «Системы управления электроприводами», специальности 090609 | | Методические указания по выполнению курсовой работы студентам заочной формы обучения Методические указания к выполнению курсовой работы по дисциплине «Планирование деятельности предприятия» / И. С. Грабовский, С. А.... |
| Методические указания по выполнению курсовых работ по дисциплине Подготовка курсовой работы позволяет студенту глубже уяснить роль и содержание комплексного экономического анализа, овладеть методологией... | | Методические указания по выполнению самостоятельных работ по дисциплине Основную роль в овладении учебной дисциплиной играет самостоятельная работа студентов |
| Методические указания по выполнению Самостоятельной работы по дисциплине Основную роль в овладении учебной дисциплиной играет самостоятельная работа студентов | | Методические указания по выполнению самостоятельных работ по дисциплине Основную роль в овладении учебной дисциплиной играет самостоятельная работа студентов |
| Методические указания по выполнению самостоятельной работы по дисциплине «контроль и ревизия» Основную роль в овладении учебной дисциплиной играет самостоятельная работа студентов | | "экзаменационные вопросы по дисциплине "системы управления электроприводами" Кнопки, рубильники, командоаппараты: принцип действия, конструкция, применение, основные параметры, расчёт и выбор, применение |