Електропривод лебідки мостового крану

Міністерство освіти І науки УКРАЇНИ

ДОНЕЦЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ  ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСІТЕТ

 

 

 

Кафедра “Електропривод та

автоматизація промислових установ”

 

 

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

 

до курсового проекту

по дисципліні “Теорія  електроприводу”

 

 

КП 6.050702-11-110.25.00.00 ПЗ

 

 

 

 

Виконав ст. гр. ЕАПУ 08а________________ Д. Е. Мартинов

 

Перевірив                             ________________ П.І. Розкаряка

 

Нормоконтролер                ________________  П.І. Розкаряка

 

Керівник проекту              _________________ П.І. Розкаряка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Донецьк – 2011 
РЕФЕРАТ

 

Пояснювальна записка до курсового  проекту

48 сторінок, 12 рисунків, 9 таблиць, 1 додаток, 4 джерела.

 

Об’єктом проектування є електропривод  вантажопідйомної лебідки мостового крану. У проекті була виконана побудова тахограми та діаграми статичних навантажень двигуна, для системи був попередньо обраний асинхронний двигун з фазним ротором МТВ 73-10. Також були розраховані значення допоміжних опорів у колі ротора двигуна для забезпечення потрібних статичних характеристик та їх реалізація за допомогою стандартних ящиків опорів, які були підібрані з врахуванням теплового розрахунку. Для двигуна була також виконана перевірка по нагріву та перевантажної здібності. Двигун пройшов по цим перевіркам, що свідчить про правильність попереднього його вибору. Також було знайдені витрати електроенергії за час циклу.

У другій частині курсового проекту  були виконані розрахунок та побудова перехідних процесів при пуску двигуна постійного струму П22 у системі генератор-двигун. Також була оцінена можливість цього пуску у одну ступінь. Під час перевірки з’ясувалося, що струм під час перехідного процесу не перевищує допустимий для цього двигуна струм. Це свідчить, що двигун можливо пускати у одну ступінь.

 

 

 

 

 

 

 

 

МОСТОВИЙ КРАН, ЕЛЕКТРОПРИВОД, ПІДЙОМНА ЛЕБІДКА, АСІНХРОННИЙ ДВИГУН, СТАТИЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ, ПЕРЕХІДНІ ПРОЦЕССИ, НАГРІВ, ПЕРЕВАНТАЖЕННЯ, ОПОРИ, ВИТРАТИ ЕНЕРГІЇ, ГЕНЕРАТОР-ДВИГУН

 

ЗМІСТ

 

Перелік умовних позначень та скорочень .................................................................5

Вступ ............................................................................................................................6

Вихідні дані до завдання ....…....................................................................................7

1. Електропривід вантажнопідйомної лебідки мостового крану ...........................8
1. Опис промислового механізму та технологічного циклу його роботи ………...8
2. Побудова діаграми статичного навантаження та попередній вибір потужності та типу асинхронного двигуна з фазним ротором ......................................................11
3. Визначення режимів роботи двигуна ..............................................................16
4. Побудова  уточнених  механічних  та  швидкісних  характеристик двигуна...22
5. Розрахунок перехідних процесів та побудова навантажувальної діаграми двигуна ...............................................................................................................................26
6. Перевірка двигуна за нагрівом та перевантажувальної здібності .................31
7. Тепловий розрахунок та вибір опорів, побудова схем з’єднань стандартних ящиків опорів ...........................................................................................................34
8. Розрахунок  споживаної  електроенергії за  цикл  роботи  електроприводу .....39
2. Електропривід постійного струму за системою перетворювач-двигун ..........40
1. Розрахунок та побудова залежностей швидкості обертання та струму якоря двигуна від часу ..............................................................................................................40
2. Оцінка можливості пуску електроприводу в одну ступінь .............................42

Висновки   ...................................................................................................................44

Охорона праці ............................................................................................................45

Список застосованої літератури ...............................................................................47

Додаток A. Перелік зауважень нормоконтролера ..................................................48

 

УМОВНІ СКОРОЧЕННЯ ТА ПОЗНАЧЕННЯ

 

                        Скорочення:

          ККД  – коефіцієнт корисної дії

          ТВ – тривалість включення

          ЕРС  – електрорушійна сила

          ЄСКД  – єдина система конструкторської  документації

          СІ –  міжнародна система одиниць

          Г-Д  – система генератор-двигун

          ЕОМ  – електронна обчислювальна  машина

 

                         Позначення:

          G – вага

          D – діаметр

          J – момент інерції

          i – передавальне число

          a – лінійне прискорення або сповільнення

          - лінійна швидкість

          ω – кутова швидкість

          Н – висота підіймання або  опускання

          L – шлях розгону або гальмування

          t – час, тривалість

          Р – потужність

          - коефіцієнт корисної дії (ККД)

          М – момент

          Е, е – електрорушійна сила (ЕРС)

          I, i – струм

          U – напруга

          R – активний опір

          x – індуктивний опір

          s – ковзання або відносна швидкість  двигуна

          Т – стала часу

          - температура

          W –  електроенергія

          L –  індуктивність

          Ф –  магнітний потік

 

ВСТУП

 

Електричні підйомні крани  - це пристрої, що служать для  вертикального та горизонтального переміщення вантажів. Пересувна металічна конструкція с розташованій на ній лебідкою є основним елементом підйомного крану. Механізми пересування ферми крану і підйомна лебідка приводяться до дії електричними двигунами.

Умови роботи, призначення визначають конструктивну форму крану. Кожну  групу кранів в залежності від характеру транспортуємого вантажу підрозділяють по виду вантажозахватуючого пристрою. Не зважаючи на конструктивні особливості підйомних кранів, усі вони мають типове електрообладнання, вибір якого визначається умовами праці та характером навантаження.

Керування двигунами  здійснюється контролерами із кабіни оператора.

Все більше значення в системах комплексної  механізації та автоматизації опановує електропривод. Електродвигуни виготовляються у дуже широкому діапазоні потужностей. Вони відносно легко компонуються як єдине ціле з технологічними обладнанням, компактні, економічні, мають високі регулювальні властивості.

У наш час автоматизований  привід є основою механізації  та комплексної автоматизації промислових процесів. Розвиток електроприводу йде по шляху підвищення економічності та надійності за умови подальшого удосконалення двигунів, апаратів, перетворювачів, аналогових та цифрових засобів керування.

Розвиток автоматичного  керування електроприводами веде до удосконалення конструкції машин, докорінним змінам технологічного процесу, до подальшого технологічного процесу в промисловості.

Тому в даному проекті виконується  розрахунок асинхронного двигуна с  фазним ротором та розрахунок електроприводу постійного струму за системою перетворювач-двигун.

 

Вихідні дані до завдання

Таблиця 1.1 - Технічні і технологічні параметри  підйомної лебідки

 

	Найменування	Позначення	Розмірність	Варіант
				18
1	Вантажопідйомність лебідки		кН	80
2	Вага крюка		кН	6,4
3	Діаметр барабана		м	0,5
4	Момент інерції барабана		кг∙м2	32
5	Кратність полиспаста			3
6	Швидкість підіймання вантажу		м/c	0,5
7	Швидкість опускання  вантажу		м/c	0,53
8	Середнє прискорення (сповільнення) при підійманні вантажу		м/c2	0,42
9	Середнє прискорення (сповільнення) при опусканні вантажу		м/c2	0,39
10	Швидкість підіймання пустого  крюка		м/c	0,51
11	Швидкість опускання  пустого крюка		м/c	0,52
12	Середнє прискорення (сповільнення) при підійманні пустого крюка		м/c2	0,65
13	Середнє прискорення (сповільнення) при опусканні пустого крюка		м/c2	0,7
14	Посадкова швидкість		м/c	0,08
15	Висота підіймання		м	9,2
16	Висота опускання		м	8,2
17	Довжина провису		м	1,4
18	Швидкість при виборі (напуску) провису		м/с	0,45
19	Середнє прискорення (сповільнення) при виборі або напуску провису		м/с²	0,67
20	Тривалість горизонтального переміщення вантажу		c	18
21	Тривалість горизонтального  переміщення крюка		с	15
22	Тривалість завантаження		с	13
23	Тривалість розвантаження		с	9

 

 

1  ЕЛЕКТРОПРИВОД ГРУЗОПІД’ЄМНОЇ  ЛЕБІДКИ

МОСТОВОГО КРАНУ

 

1.  ОПИС ПРОМИСЛОВОГО МЕХАНІЗМУ ТА ТЕХНОЛОГІЧНОГО

ЦИКЛУ ЙОГО РОБОТИ

 

Мостовий кран служить  для підіймання-опускання вантажу і його горизонтального переміщення в двох взаємно перпендикулярних напрямах: в одному – при рушенні самого моста по рейках, в іншому – при рушенні вантажного возика уздовж балки, укріпленої у верхній частині крана. Підйомні крани використовуються у виробничих цехах, а також на складах.

  Кінематична схема підйомної лебідки крана приведена на рисунку 1.1, де 1 - канатний барабан, 2 - редуктор, 3 – муфта з електромагнітним фрикційним гальмом, 4 - привідний двигун, 5 - поліспаст, 6 – вантажозахоплюючий пристрій  (крюк),  7 - корисний вантаж.

 Цикл роботи лебідки включає в себе наступні операції (рисунок 1.2):

– строповку вантажозахоплюючого пристрою (ланка 0-1);

– розгін (1-2), рушення  з усталеною швидкістю (2-3) і гальмування (3-4) привода при виборі слабини (провису) каната;

–розгін привода при підійманні крюка з вантажем (4-5);

– підйом крюка з вантажем з усталеною швидкістю (5-6);

– гальмування привода при підійманні крюка з вантажем (6-7) з накладенням гальма в момент зупинки (7);

– горизонтальне переміщення крюка з вантажем до  місця розвантаження (7-8);

– розгальмування привода (8) і розгін при опусканні крюка з вантажем     (ланка 8-9);

– опускання крюка з вантажем з усталеною швидкістю (9-10);

– гальмування  привода   при  опусканні крюка з вантажем (10-11) з переходом на знижену (посадкову) швидкість (11);

– опускання крюка з вантажем з посадковою швидкістю (11-12) і посадка вантажу (12-13);

– розгін (12-14), рушення  з усталеною швидкістю (14-15) і гальмування (15-16) привода при напуску провису каната;

–  розвантаження вантажозахоплюючого пристрою (16-17);

– розгін (17-18), рушення з усталеною швидкістю (18-19) і гальмування привода (19-20) при виборі провису;

– розгін (20-21), рушення  з усталеною швидкістю (21-22) і гальмування  (22-23) привода при підійманні крюка з накладенням гальма в момент зупинки (23);

– горизонтальне переміщення крюка до місця строповки (23 - 24);

– розгін (24-25), рушення  з усталеною швидкістю (25-26) і гальмування  (26-27) з можливим переходом на знижену швидкість (27);

– опускання крюка зі зниженою швидкістю (27-28) і посадка (28-29);