Пример выполнения курсового проекта по дисциплине «Электрическое и электромеханическое оборудование» Тема проекта: «Электрооборудование привода главного движения двухбалочного крана» для специальности 140448 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования. Заочное отделение.


Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте файл и откройте на своем компьютере.
М М М е е е л л л ь ь ь н н н и и и к к к о о о в в в В В В л л л а а а д д д и и и м м м и и и р р р Н Н Н и и и к к к о о о л л л а а а е е е в в в и и и ч ч ч Г Г Г Б Б Б П П П О О О У У У К К К Г Г Г и и и С С С № № № 3 3 3 8 8 8

Предварительный просмотр файла не поддерживается. Скачайте его и откройте на компьютере.

Предварительный просмотр файла не поддерживается. Скачайте его и откройте на компьютере.

ДЕПАРТАМЕНТ ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОДА МОСКВЫ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ГОРОДА МОСКВЫ
«КОЛЛЕДЖ ГРАДОСТРОИТЕЛЬСТВА и СЕРВИСА №38»




Пример выполнения курсового проекта

Расчётно-пояснительная записка к курсовому проекту
по дисциплине «Электрическое и электромеханическое оборудование»
Тема проекта: «Электрооборудование привода главного движения двухбалочного крана»

Курсовой проект выполнил и защитил с оценкой:_______________________

«____»_______________2015 г.

Студент____________________ ( __ )
(ФИО) (подпись)
Группа К 3ТЭ(з)
Преподаватель: Мельников В.Н. ( )
ФИО) (подпись)


Москва
2015 Содержание
Введение
1 Общая часть
1.1Выбор типа станка (механизма), его основные технические данные
1.2 Кинематическая схема, назначение приводов
1.3 Циклограмма (последовательность операций), режимы работы главного привода
2. Основная часть
2.1 Основные требования к системе электропривода
2.2 Выбор рода тока и напряжения и типа двигателя
2.3 Расчёт механических характеристик выбранного двигателя, проверка двигателя
2.4 Анализ электропривода и системы управления им (достоинства и недостатки)
3 Расчёт и выбор схемы управления
3.1 Выбор проводов и питающих кабелей
3.2 Выбор защитной аппаратуры и аппаратуры управления
Заключение
Список используемой литературы









Введение
электрооборудование привод тягач конвейер
В приводах с механическим и электрическим регулированием скорости и в нерегулируемых приводах производственных механизмов наиболее целесообразно использование асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. Малые размеры, высокая надёжность и низкая стоимость обусловили широкое распространение асинхронных двигателей в электромеханических приводах станков, кузнечно-прессовых машин и другого производственного оборудования. Перспективным является применение асинхронных регулируемых приводов в станках, промышленных работах и других мехатронных системах с ЧПУ. Наиболее часто в приводах подъёма используются асинхронные двигатели с фазным ротором.
Асинхронный двигатель в силу ряда достоинств (относительная дешевизна, высокие энергетические показатели, простота обслуживания) является наиболее распространённым среди всех электрических машин. В количественном отношении они составляют около 90% всего парка машин в народном хозяйстве, а по установленной мощности - около 55%.
Выбранный электрический двигатель должен обеспечивать выполнение технологического процесса при наименьших затратах энергии, установленной мощности и эксплуатационных затратах.
Приводы с асинхронными двигателями являются наиболее дешёвыми, надёжными, простыми и удобными в эксплуатации.
Важным фактором является то, что для приводов с асинхронными двигателями могут быть использованы простые и надёжные разомкнутые системы автоматического управления.



1 Общая часть
1.1 Выбор типа станка (механизма), его основные технические данные

Подъём крана номинальной грузоподъёмностью 15 тн, предназначен для выполнения подъёмно-транспортных операций.

Таблица 1 - Основные параметры подъёма крана
№ п/п
Наименование параметров
Величина

1
Номинальная грузоподъёмность, т
15

2
Скорость передвижения номинальная, м/с
1,0

3
Скорость подъёма груза номинальная, м/с
0,45

4
Скорость подъёма груза доводочная, м/с
0,14

5
Диапазон подъёма груза, м
13,5

6
Наибольший угол подъёма пути, град
15

7
Напряжение, В
380

8
Частота сети питания, Гц
50












1.2 Кинематическая схема, назначение приводов


Рисунок 1.1 - Общий вид электрического привода:
1 - тягач;
2 - грузонесущий прицеп;
3 - ловитель;
4 - мотор-редуктор;
5 - таль электрическая цепная;
6 - барабан кабельный;
7 - шкаф электроаппаратуры;
8 - пульт управления;
9 - лыжа;
10 - сцепка;
11 - направляющий ролик.





1.3 Циклограмма (последовательность операций), режимы работы главного привода

Подъём груза осуществляется при помощи двух двигателей, приводящих в движение две цепные тали, на каждой из которых находится по крюку. Эти два двигателя могут работать совместно, выборочно или поочерёдно, поднимая или опуская транспортируемый груз.
Привод подъёма груза работает в повторно-кратковременном режиме с продолжительностью включения в среднем ПВ=25%.



















2 Расчёт статических нагрузок, выбор электропривода

2.1 Расчёт мощности электродвигателя главного привода

Статическая мощность, кВт, на валу двигателя в установившемся режиме при подъёме
Pсп = (G0 + G)·V·10-3/
· (1)
где

· - КПД механизма, определяется по кривым [1], приближённо можно принять при подъёме груза =0,8, при подъёме пустого крюка =0,3;
G0 , G - сила тяжести грузозахватного устройства и груза, соответственно, Н;
V- скорость подъёма, м/с.
Мощность при подъёме груза
Pсп = (15000 + 2800)·0,45·10-3/0,8 = 10,01 кВт;
Мощность при подъёме пустых крюков
P'сп = 2800·0,45·10-3/0,8 = 1,58 кВт;

Статическая мощность, кВт, при опускании грузозахватного устройства

где

·0,5, можно принять
·=0,3.
Pcc = 2800·0,45·9,81·(1/0,3 - 2)·10-3 = 16,44кВт;



Cтатическая мощность, кВт, при опускании груза

где
·0,5, можно принять
·=0,8.
P'cc = (2800 + 15000)·9,81·0,45·(2 - 1/0,8)·10-3 =58,93 кВт;

Скорость спуска принимается равной скорости подъёма.
Выбор мощности двигателя производится исходя из нагрузочной диаграммы механизма за цикл работы. Расчётный цикл состоит из четырёх операций: подъём груза , спуск груза , подъём пустого грузозахватного устройства , спуск грузозахватного устройства .
Время работы, с, на каждой операции


где
H = 13,5 м - высота подъёма, м.
tp = 13,5/0,45 = 30 c;

Суммарное время работы механизма за цикл
tpc = 4·tp (5)
tpc = 4·30 = 120 c;


Рисунок 1.2 - Нагрузочная диаграмма привода подъёма

По нагрузочной диаграмме определяется эквивалентная статическая мощность, кВт, приведённая к ближайшей стандартной продолжительности включения ПВном=40%.
HYPER13 EMBED Equation.DSMT4 HYPER14HYPER15 (6)
где
ПВ - фактическая продолжительность включения.
Тогда
HYPER13 EMBED Equation.DSMT4 HYPER14HYPER15

Аналогично определяется статическая мощность при доводочной скорости подъёма и спуска.
Подъём груза
Pсп = (15000 + 2800)·0,14·10-3/0,8 = 3,11 кВт;

Подъём пустых крюков
P'сп = 2800·0,14·10-3/0,3 = 1,31 кВт;

Спуск пустых крюков
Pcc = 2800·0,14·9,81·(1/0,3 - 2)·10-3 = 5,11 кВт;

Спуск груза
P'cc = (2800 + 15000)·9,81·0,45·(2 - 1/0,8)·10-3 =18,33 кВт;

Время работы, с, на каждой операции


где
H = 13,5 м - высота подъёма, м.
tp = 13,5/0,14 = 96 c;

Суммарное время работы механизма за цикл
tpc = 4·tp (5)
tpc = 4·96 = 384 c;

Рисунок 1.3 - Нагрузочная диаграмма привода подъёма электротягача с доводочной скоростью

Эквивалентная статическая мощность
HYPER13 EMBED Equation.DSMT4 HYPER14HYPER15

По справочнику [6] выбирается асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором по условию


где
Кз = (1,1 - 1,4) - коэффициент запаса, учитывающий дополнительную загрузку двигателя в периоды пуска и торможения.
36 > 1,4· 24,51 = 34,31 кВт;
12 > 1,4· 7,64 = 10,7 кВт;

Выбраны два двухскоростных двигателя 4А180М6УЗ, соединение обмоток -
·/YY.























2. Основная часть
2.1 Основные требования к системе электропривода

Одним из основных вопросов электрооборудования является выбор типа электропривода.
На этот выбор оказывает влияние ряд факторов:
. Диапазон регулирования скорости - 2/1, двигатель двухскоростной (на статоре две обмотки); регулирование - неплавное;
. Характер нагрузки привода - повторно-кратковременный;
. Частота включения привода - частое включение;
. Соотношение периодов машинного и вспомогательного времени: машинное время tр=30 с, время паузы tп=90 с при поднятии и спуске груза с номинальной скоростью 0,45 м/с; машинное время tр=96 с, время паузы tп=288 с при поднятии и спуске груза с доводочной скоростью 0,14 м/с;
. Энергетические показатели работы привода: высокий КПД; высокий коэффициент мощности;
. Надёжность привода, простота его обслуживания и наладки.

2.2 Выбор рода тока и напряжения и типа двигателя

Для питания электрооборудования станков и механизмов применяется напряжение постоянного и переменного тока различной величины.
Для питания асинхронных двигателей используется трёхфазный переменный ток напряжением 380 В, для питания двигателей постоянного тока используются различные преобразователи, вырабатывающие постоянный ток напряжением 110, 220 или 440 В.
В данном случае используется сеть напряжением 380 В и частотой 50 Гц для асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором и напряжение 220 В частотой 50 Гц для цепи управления.
Для выбранного двигателя 4А180М6УЗ из справочника [6] выписываются паспортные данные:

Тип


РН, кВт
nН, об/мин.


· Н

Cos
· Н


·

Iп/Iн

JР, кг*м2

4А180М6УЗ
18,5
975
0,88
0,87
2,0
5,0
22,0 *10-2



2.3 Расчёт механических характеристик выбранного двигателя, проверка двигателя
Номинальное скольжение
HYPER13 EMBED Equation.DSMT4 HYPER14HYPER15 (2.1)

HYPER13 EMBED Equation.DSMT4 HYPER14HYPER15
HYPER13 EMBED Equation.DSMT4 HYPER14HYPER15

Номинальная угловая скорость
HYPER13 EMBED Equation.DSMT4 HYPER14HYPER15 (2.2)
HYPER13 EMBED Equation.DSMT4 HYPER14HYPER15
HYPER13 EMBED Equation.DSMT4 HYPER14HYPER15

Угловая скорость идеального холостого хода

HYPER13 EMBED Equation.DSMT4 HYPER14HYPER15 (2.3)
HYPER13 EMBED Equation.DSMT4 HYPER14HYPER15
HYPER13 EMBED Equation.DSMT4 HYPER14HYPER15
Номинальный момент
HYPER13 EMBED Equation.DSMT4 HYPER14HYPER15 (2.4)
HYPER13 EMBED Equation.DSMT4 HYPER14HYPER15
HYPER13 EMBED Equation.DSMT4 HYPER14HYPER15

Максимальный момент
HYPER13 EMBED Equation.DSMT4 HYPER14HYPER15 (2.5)
HYPER13 EMBED Equation.DSMT4 HYPER14HYPER15
HYPER13 EMBED Equation.DSMT4 HYPER14HYPER15

Пусковой момент
HYPER13 EMBED Equation.DSMT4 HYPER14HYPER15 (2.6)
HYPER13 EMBED Equation.DSMT4 HYPER14HYPER15
HYPER13 EMBED Equation.DSMT4 HYPER14HYPER15

Критическое скольжение
HYPER13 EMBED Equation.DSMT4 HYPER14HYPER15 (2.7)
HYPER13 EMBED Equation.DSMT4 HYPER14HYPER15
HYPER13 EMBED Equation.DSMT4 HYPER14HYPER15

Уравнение механической характеристики имеет вид:
HYPER13 EMBED Equation.DSMT4 HYPER14HYPER15 (2.8)

Угловая скорость

· =
·0·(1-s) (2.9)
Задаваясь значением s в пределах (0-1,2) sкр , рассчитываются зависимости М=f(s),
·=f(s).
Для проверки выбранного двигателя определяется величина статического момента для одного из двух двигателей
HYPER13 EMBED Equation.DSMT4 HYPER14HYPER15 (2.10)
HYPER13 EMBED Equation.DSMT4 HYPER14HYPER15
HYPER13 EMBED Equation.DSMT4 HYPER14HYPER15

Для проверки двигателя на перегрузочную способность необходимо выполнить условие
Mcmax < 0,8 Mmax,
где
Мс max - максимальный статический момент;
Мmax - максимальный момент, для асинхронного двигателя равен критическому.

48,83 < 0,8·378,18;
3,19 < 0,8· 62,92;
Двигатель выбран верно.

2.4 Анализ электропривода и системы управления им (достоинства и недостатки)
Электроприводом называют электромеханическую систему, состоящую из электродвигательного, преобразовательного, передаточного и управляющего устройств, предназначенную для приведения в движение исполнительных органов рабочей машины и управления этим движением.
Электроприводы с асинхронными двигателями надёжны, просты в эксплуатации, дешевы. Обладают высокими энергетическими показателями. Недостатком таких двигателей является сложность регулирования частоты вращения.










3 Расчёт и выбор схемы управления
3.1 Выбор проводов и питающих кабелей

Сечение проводов и кабелей для напряжения до 1000 В по условию нагрева определяется по справочнику [4] в зависимости от расчётного значения длительно допустимой токовой нагрузки из соотношения

, (3.1)

где
Iдл - ток расчётной длительной нагрузки,
Iн - номинальный ток для электроприёмников, имеющих в установке одиночный асинхронный двигатель.
А > 0,88 А
Выбран провод медный гибкий с учётом четырёх проводов в трубе
ПВ3 4(1x1).

3.2 Выбор защитной аппаратуры и аппаратуры управления

В качестве защитной аппаратуры применяются автоматический воздушный выключатель, предохранитель, реле максимального тока - для защиты от короткого замыкания, тепловое реле - для защиты от перегрузки.
Номинальный ток комбинированного расцепителя автоматического выключателя

(3.2)


Iэл > 1,25 ·0,88 = 1,1 А.

Ток срабатывания комбинированного расцепителя автоматического выключателя
, (3.3)

где
Iп - пусковой ток двигателя:
.

По справочнику [3] выбирается автоматический выключатель с параметрами
Iн=16 А, Iрасц=1,25 А, Iсраб=12 1,25=15 А.

Выбран автоматический выключатель АЕ2026.
Ток срабатывания реле максимального тока
I = Кнад ·Ксз/Квзв ·Iн , (3.4)

где
Кнад=1,1 - 1,25 - коэффициент надёжности;
Ксз=2 - 3 - коэффициент самозапуска, учитывающий увеличение тока нагрузки при самозапуске двигателя;
Квзв=0,8 - 0,85 - коэффициент возврата.

Тип реле выбирается по справочнику [8]. Выбрано реле типа РТ - 40.


В качестве аппаратуры управления применяется магнитный пускатель. Тип пускателя определяется по справочнику [7]. Номинальный ток пускателя


Выбран магнитный пускатель Iн=10 А ПМЛ 1500.






















Заключение

В данном курсовом проекте был произведён расчёт и выбор электрооборудования привода подъёма электротягача грузоподъёмностью 15 т, который предназначен для выполнения подъёмно-транспортных операций при обслуживании ленточного конвейера бункерной эстакады доменной печи.
Для данного привода был произведён расчёт статических нагрузок и выбор двух двухскоростных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором 4А180М6УЗ и построены их естественные механические характеристики. Для питания двигателей предусмотрена сеть напряжением 380 В и частотой 50 Гц. Для аппаратуры управления предусмотрено напряжение 220 В от понижающего трансформатора. Был произведён выбор питающего электродвигатели провода ПВ3 4(1x1), проложенного в трубе. В качестве защитной аппаратуры для двигателей выбраны автоматический выключатель АЕ2026 с Iн=16 А, Iрасц=1,25 А, Iсраб=15 А и реле максимального тока РТ-40. В качестве аппаратуры управления выбран магнитный пускатель ПМЛ 1500 с Iн=10 А.
Также дано подробное описание электрической принципиальной схемы управления.









Список литературы

1. Автоматические выключатели общего применения до 630 А. Справочник. М.: Информэлектро, 1996.
2.Зимин Е. Н. и др. Электрооборудование промышленных предприятий и установок. М.: Энергоатомиздат, 1981.
3.Коновалова Л. Л., Рожкова Л. Д. Электроснабжение промышленных предприятий и установок. М.: Энергоатомиздат, 2005
4.Правила устройства электроустановок. М.: Энергоатомиздат, 2011.
5.Справочник по электрическим машинам. В двух томах. Том 1 под редакцией И. П. Копылова и Б. К. Клокова. М.: Энергоатомиздат, 1998.
6.Справочник технолога-машиностроителя. В двух томах. Том 2 под редакцией А. Г. Косиловой и Р. К. Мещерякова. М.: Машиностроение, 1986.
7.Электромагнитные пускатели. Справочник. М.: Информэлектро, 1994.
8.Электротехнический справочник. В трёх томах. Том 2. Электротехнические изделия и устройства. Под общей редакцией профессоров МЭИ (главный редактор И. Н. Орлов). М.: Энергоатомиздат, 2005.











Root EntryEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation NativeEquation Native

Приложенные файлы

  • pdf SKAN
    melnikov38
    Размер файла: 434 kB Загрузок: 3
  • jpg SKAN POBEDIT
    melnikov38
    Размер файла: 1 MB Загрузок: 2
  • jpg SKAN VEZDE
    melnikov38
    Размер файла: 144 kB Загрузок: 2
  • doc KURSOVOY
    melnikov38
    Размер файла: 480 kB Загрузок: 8