Электрооборудование многочелюстного грейферного крана. Пояснительная записка. докум. Подпись Дата Лист
 Скачать 0.98 Mb.
|
Изм Лист № докум. Подпись Дата Лист 4 КП 08.02.09 Разработал Сенотрусов НА. Проверил Куксин А.А. Электромеханическое оборудование многочелюстного грейферного крана Лит. Листов АКСЖКХ Мэ-31 Содержание Введение 5 1 Краткие сведения по технологии 6 2 Выбор режима работы кранового оборудования 7 3 Расчёт мощностей и выбор двигателя крана 12 4 Расчёт и выбор пускорегулировочных резисторов 33 5 Составление схемы управления 38 6 Расчёт и выбор элементов защиты 42 Заключение 47 Список использованных источников 48 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист КП 08.02.09 Введение Целью данного курсового проекта является разработка и расчет параметров и элементов электрооборудования многочелюстного грейферного крана. Грейферы применяют для переработки сыпучих и кусковых грузов. Они бывают двухчелюстные и многочелюстные. Двухчелюстные открываются и закрываются с помощью канатов, служащих одновременно и для подъема грейфера. Многочелюстные грейферы имеют более сложное устройство для открывания и закрывания челюстей. В отличие от стропов, захватов и некоторых других грузозахватных приспособлений, которые навешиваются на крюк крана, грейферы требуют полной смены крюковой подвески на грейферную. Для переработки таких грузов, как крупнокусковой камень, крупный уголь, металлическая стружка и металлолом, используют многочелюстные грейферы с числом челюстей от четырех до восьми. Остроконечные челюсти- лепестки этих грейферов значительно эффективнее внедряются в грузы, чем плоские кромки челюстей двухчелюстных грейферов. Многочелюстные грейферы могут быть одно- и двухканатными. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист КП 08.02.09 1 Краткие сведения по технологии Широкое применение находят многочелюстные грейферы. Челюсти (от трёх до восьми) для перегрузки труднозачерпываемого материала (крупнокусковой руды и др) имеют серповидную форму и шарнирно закреплены на цилиндрической нижней траверсе. Челюсти расположены друг относительно друга под углом 120- 45°. В зависимости от объема выполняемых работ может быть 4-8 челюстей разного вида. Обладают высокой грузоподъемностью. Такая модификация часто дополнена электромагнитным устройством для эффективной транспортировки металлических конструкций. Грузоподъемный электромагнит представлен литым корпусом из стали с высоким показателем магнитной проницаемости. С корпусом крана магнит соединен сваркой или болтами. В многочелюстных грейферах челюсти располагаются в нескольких радиальных плоскостях и снабжаются острыми клиновидными зубьями, выполненными из марганцовистой стали, как наиболее износостойкой. Краны грейферные питаются от электрической сети с переменным током, частота которой составляет 50 Гц, а напряжение - 380 В. Питание электродвигателей осуществляется по цеховым троллеям. Для подвода электроэнергии применяют токосъемы скользящего типа, прикрепленные к металлоконструкции крана. В современных конструкциях мостовых кранов токопровод осуществляется с помощью гибкого кабеля. Привод ходовых колес осуществляется от электродвигателя через редуктор и трансмиссионный вал. Помосту передвигается грузовая тележка, оборудованная грейфером. На раме тележки размещены механизмы главного и вспомогательного подъема и механизм передвижения тележки. Механизм главного подъема имеет электродвигатель, соединенный длинным валом-вставкой с редуктором Полумуфта, соединяющая вал-вставку с входным валом редуктора, используется в качестве тормозного шкива колодочного тормоза имеющего привод от электрогидравлического толкателя. Выходной вал редуктора соединен зубчатой Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист КП 08.02.09 муфтой с барабаном. Опоры верхних блоковполиспаста и уравнительные блоки расположены на верхней поверхности рамы, что облегчает их обслуживание и увеличивает возможную высоту подъема. 2 Выбор режима работы кранового оборудования Грузоподъемные краны являются массовыми общепромышленными механизмами, они применяются практически во всех отраслях промышленности, транспорта и строительства. Поскольку, в зависимости от области применения интенсивность работы кранов может быть различной, режимы работы кранов и крановых механизмов регламентируются. В России для определения режима работы крановых механизмов действует ГОСТ 25835" 83, для определения группы режима работы крана " ГОСТ 25546"82. В значительной степени эти ГОСТы увязаны с международным стандартом ИСО 4301/1"86. Режим работы крана учитывается при расчете мощности и выборе типа двигателя и аппаратуры управления. ГОСТ 25835"83 предусматривает шесть групп режима работы, каждая из которых характеризуется определенным сочетанием классов использования и нагружения. Классы использования устанавливают в зависимости от нормы времени работы механизма. Ориентировочная характеристика класса использования механизма представлена в таблице 1, ориентировочная характеристика классов нагружения в таблице 2. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист КП 08.02.09 Таблица 1 Ориентировочные классы использования крановых механизмов Класс использования Использование во времени А Редкое А Нерегулярное А Регулярное малой интенсивности А Регулярное средней интенсивности А Нерегулярное интенсивное (двухсменная работа) А Интенсивное при трехсменной работе А Весьма интенсивное при трехсменной работе Таблица 2 Ориентировочные классы нагружения крановых механизмов Класс нагружения Характеристика действующих нагрузок Механизм подъема крана Механизм горизонтального перемещения В Преобладают минимальные нагрузки максимальные нагрузки редки, например, при монтажных и ремонтных работах Редкие пуски и торможения, значительные рабочие и холостые пробеги малые массы грузов производства с малой интенсивностью работы и большими площадями обслуживания В Преобладают средние и минимальные нагрузки максимальные нагрузки относительно редки Редкие, но регулярные пуски и торможения небольшие рабочие и холостые пробеги незначительные массы грузов производства с постоянной, но ограниченной интенсивностью работы и площадями обслуживания В Преобладают средние и минимальные нагрузки минимальные нагрузки носят эпизодический характер характерно для производств с Регулярные пуски и торможения малые рабочие и холостые пробеги сравнительно большие массы грузов производства с высокой интенсивностью работы и Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист КП 08.02.09 разнообразными массами грузов малыми площадями обслуживания В Преобладают максимальные нагрузки и близкие к максимальным средние нагрузки носят эпизодический характер характерно для производств с относительно постоянной массой груза Частые пуски и торможения сочень редким выходом на установившийся режим большие массы грузов производства с высокой интенсивностью работы и ограниченными площадями обслуживания Группы режимов работы механизмов представлены в таблице 3. Таблица 3 Группы режимов работы крановых механизмов Класс использования Норма времени работы механизма, ч Класс нагружения В В В В А До 800 ММ ММ А От 800 до 1600 ММ ММ А От 6300 до 12500 ММ ММ А От 12500 до 25000 ММ МА От 25000 до 50000 ММ- На практике группу режима работы механизмов часто устанавливают по группе режима работы крана. Ориентировочное соответствие групп режима работы крана и механизмов представлено в таблице 4. Таблица 4 Ориентировочное соответствие групп режимов работы кранов и механизмов Группа режима крана Группа режима механизма Механизмы, действующие при каждом цикле работы крана Механизмы для установочных операций или используемые не при каждом цикле работы крана КМ МКМ МКМ ММ КМ ММ М Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист КП 08.02.09 КМ ММ МКМ ММ МКМ ММ МКМ ММ Область нагрузок и требования к механическим характеристикам крановых электроприводов Электропривод грузоподъемных кранов имеет ряд особенностей, отличающих его от электроприводов других общепромышленных и специальных механизмов механические характеристики электропривода расположены во всех четырех квадрантах желательно обеспечить плавный переход приводной электрической машины из двигательного режима работы в генераторный режим при спуске относительно невысокий диапазон регулирования скорости (в большинстве случаев не выше 10:1 при однозонном регулировании скорости отсутствие высоких требований к жесткости механических характеристик отсутствие высоких требований к быстродействию температура окружающей среды изменяется от "40 до +40 СВ металлургических цехах интервал изменения температуры окружающей среды составляет от "10 до +50 С относительная влажность воздуха характеризуется средним уровнем 90% при температуре окружающей среды +25 С осаждение пыли из воздуха 5 гм в сутки осаждение паров кислот из воздуха 500 мг/м2 в сутки механические воздействия вибрации и удары, вызванные передвижением механизмов характеризуются частотой 1"50 Гц и ускорением 5 мс одиночные повторяющиеся удары с ускорением до 30 мс частое отсутствие квалифицированного обслуживания жесткие требования в отношении простоты эксплуатации и надежности работы. Мостовые краны являются наиболее массовыми грузоподъемными машинами на промышленных предприятиях. Существует разделение мостовых кранов на Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист КП 08.02.09 краны общего назначения, предназначенные для подъема и перемещения грузов во всех отраслях промышленности, и специальные краны, предназначенные для обслуживания определенных технологических процессов, например, в металлургической промышленности. По конструкции механизмов специальные краны могут значительно отличаться от кранов общего назначения. Мостовые краны имеют механизмы подъема, передвижения крана и передвижения грузовой тележки. Механизмов подъема может быть несколько, расположенных как на одной, таки на нескольких грузовых тележках. Мостовые краны могут эксплуатироваться как в закрытых помещениях, таки на открытом воздухе. Режим работы большинства мостовых кранов общего назначения не превышает К. Режим работы специальных кранов металлургического производства, как правило, выше К. Как среди кранов общего назначения ремонтные краны, таки среди специальных (краны плотин гидроэлектростанций) можно выделить группу редко используемых кранов с режимом работы К. Такие краны часто имеют большую грузоподъемность (до нескольких сот тонн. Номинальная скорость подъема груза для кранов общего назначения, как правило, не превышает 0,25 мс, номинальная скорость механизмов передвижения может достигать 1,7 мс. Таким образом, необходимый диапазон регулирования скорости не превышает 4 – 6:1. Необходимый диапазон регулирования скорости механизмов передвижения может достигать 20:1. К мостовым кранам относятся итак называемые кранбалки или однобалочные мостовые краны. Такие краны чаще всего управляются с пола посредством подвесного пульта или по радиоканалу. В качестве механизмов подъема и передвижения тележки используются серийные электротали. Режим работы таких кранов редко превышает К. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист КП 08.02.09 3 Расчёт мощностей и выбор двигателя крана 1. Определяем сопротивление движению механизма при перемещении с полным грузом (1) где Г – сопротивление движению механизма при перемещении с полным грузом, Н К – коэффициент трения ребер колесо рельсы Г – вес крана с грузом, Н G 0 – вес крана без груза, Н R – радиус ходового колесам- коэффициент трения скольжения в подшипнике r – радиус цапфы колесам коэффициент трения качения ходового колеса Принимаем f = (0,0005-0,001). µ = (0,015-0,02); К (1,2-2,6); Вычисляем вес крана с грузом (2) где Г – грузоподъемность крана, т g – ускорение свободного падениям с. H Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист КП 08.02.09 Вычисляем вес крана без груза (3) где m 0 – вес моста, т. H Вычисляем радиус ходового колеса (4) где х – диаметр ходовых колес мостам. м Вычисляем радиус цапфы колеса r= (5) где ц – диаметр цапфы колес мостам м Вычисляем сопротивление движению механизма по формуле 1 Н Определяем сопротивление движению механизма при перемещении без груза (6) где F 0 - сопротивление движению механизма при перемещении без груза, Н К - коэффициент трения ребер колесо рельсы Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист КП 08.02.09 G 0 - вес крана без груза, Н R - радиус ходового колесам- коэффициент трения скольжения в подшипнике r - радиус цапфы колесам- коэффициент трения качения ходового колеса Принимаем µ = (0,015-0,02); К (1,2-2,6); f = (0,0005-0,001). Вычисляем F 0 по формуле Н Рассчитываем момент статического сопротивления навалу электродвигателя при движении с грузом (7) где Мс - момент статического сопротивления навалу электродвигателя при движении с грузом, Нм F r - сопротивление движению механизма при перемещении с полным грузом, Н V - скорость перемещения мостам с n - частота вращения двигателя, об/мин; - КПД механизма при полном грузе. Находим частота вращения двигателя n= (8) где i р – передаточное число редукции привода Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист КП 08.02.09 х – диаметр ходового колесам об/мин Нм Рассчитываем коэффициент загрузки крана на холостом ходу (9) где К з – коэффициент загрузки крана на холостом ходу Г – вес крана с грузом, Н. Рассчитываем момент статического сопротивления навалу без груза (10) где Мс – момент статического сопротивления навалу двигателя при движении без груза, Нм F 0 – сопротивление движению механизма при перемещении без груза, Н V – скорость перемещения мостам с n – частота вращения двигателя, об/мин - КПД механизма без груза. Вычисляем КПД механизма без груза (11) где К з – коэффициент загрузки крана на холостом ходу Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист КП 08.02.09 Нм Рассчитываем средний статический эквивалентный момент (12) где М э – средний статистический момент, Нм Мс – момент статического сопротивления навалу электродвигателя при движении с грузом, Нм Мс – момент статического сопротивления навалу двигателя при движении без груза, Нм. Нм Находим среднюю эквивалентную мощность механизма (13) где Р э – средняя эквивалентная мощность механизма, кВт М э – средний статистический момент, Нм n – частота вращения двигателя, об/мин. кВт Вычисляем время цикла (14) Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист КП 08.02.09 где t ц – время цикла, с Z – число циклов в час 3600 – 1 час, с с Вычисляем время работы при движении с грузом и без него (15) где t раб – время работы при движении с грузом и без него, с L – путь перемещения механизмам скорость перемещения мостам с. с Вычисляем продолжительность включения механизма вовремя работы (16) где ПВ р – продолжительность включения механизма вовремя работы, %; раб – время работы при движении с грузом и без него, с ц – время цикла, с. Приводим ПВ р к стандартному значению ПВ ст = 30% Рассчитываем мощность двигателя (17) Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист КП 08.02.09 где Р ПВст - мощность двигателя моста, кВт Р э - средняя эквивалентная мощность механизма, кВт ПВ р - продолжительность включения механизма вовремя работы, %; ПВ ст - стандартная продолжительность включения, %. кВт По расчетной частоте вращения, учитывая род тока по величине Р ПВст выбираем двигатель постоянного тока MTKF 111-6. Мощность -3,5 кВт Частота вращения - 885 об/мин Ток номинальный - 9,4 А Максимальный момент - 66 Нм Определим номинальный момент (18) Нм Двигатель проверяется по двум условиям Определим средний пусковой момент двигателя (19) где Мн Нм Нм Определим маховый момент, приведенный к валу двигателя при движении моста с грузом и без него. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист КП 08.02.09 С грузом Нм (20) я кг·м² кг·м² Нм Без груза Нм (21) Нм Рассчитываем время пуска для каждой операции С грузом сек (22) сек Без груза сек (23) сек Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист КП 08.02.09 Т.к. получилось малое время пуска двигателя перемещения моста без груза п сек просчитаем двигатель меньшей мощности. Мощность - 1,4 кВт Частота вращения - 875 об/мин Ток номинальный - 5,2 А Проверим двигатель постоянного тока MTKF 111-6 Максимальный момент - 41 Нм Определим номинальный момент (24) Нм Определяем средний пусковой момент двигателя (25) Нм Определим маховый момент, приведенный к валу двигателя при движении моста с грузом по формуле 20. я 0,155 кг·м² кг·м² Нм Без груза по формуле 21 Нм Рассчитываем время пуска для каждой операции с грузом по формуле 22 сек Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист КП 08.02.09 Т.к получилось отрицательное значение время пуска двигателя перемещения моста t п то двигатель MTKF 011-6 не подходит. Для расчетов двигателя MTKF 012-6 время пуска без груза уменьшим пусковой момент за счет введения в цепь реостата. (26) Нм Рассчитаем время торможения при каждой операции с грузом сек (27) Нм сек Для расчета время торможения без груза ограничим тормозной момент (28) Нм сек Замедление находим (29) С грузом Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист КП 08.02.09 без груза Определим время установившегося движения t усек сек Рассчитаем эквивалентный момент (31) Нм Определим эквивалентный момент, пересчитанный на стандартный ПВ (32) Нм (33) -условия выполняется, двигатель проверяем по максимально допустимой перегрузке (34) Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист КП 08.02.09 Условия выполняется, следовательно, для перемещения моста применяем двигатель постоянного тока MTKF 111-6 2. Определяем сопротивление движению тележки при перемещении с полным грузом Определяем вес крана Гс грузом по формуле 2 H Определяем вес крана без груза G 0 по формуле 3 H Находим радиус ходового колеса по формуле 4 м Находим радиус цапфы колеса по формуле 5 r= м Находим сопротивление движению механизма при перемещении с полным грузом по формуле 1 Н Определяем сопротивление движению механизма при перемещении без груза по формуле 6 Н Рассчитываем момент статического сопротивления навалу электродвигателя при движении с грузом по формуле 7 n= об/мин Нм Рассчитываем коэффициент загрузки крана на холостом ходу по формуле 9 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист КП 08.02.09 Определим КПД холостого хода по формуле 11 Рассчитываем момент статического сопротивления навалу без груза по формуле 10 Нм Рассчитываем средний статический эквивалентный момент по формуле 12 Нм Находим среднюю эквивалентную мощность механизма по формуле 13 кВт Вычисляем время цикла по формуле 14 с Вычисляем время работы при движении с грузом и без него по формуле 15 с Вычисляем продолжительность включения механизма вовремя работы по формуле 16 Приводим ПВ р к стандартному значению ПВ ст = 25% Рассчитываем мощность механизма по формуле 17 кВт По полученной мощности механизма и расчетной частоте вращения, учитывая род тока, выбирается двигатель постоянного тока марки MTKF 011-6. Мощность -1,4 кВт Частота вращения - 875 об/мин Ток номинальный - 5,2 А Максимальный момент - 41 Нм Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист КП 08.02.09 Проверяем выбранный двигатель. Определим средний номинальный момент по формуле 18 Нм Определим средний пусковой момент по формуле 19 Нм Рассчитываем маховый момент, приведенный к валу двигателя С грузом по формуле 20 І я =0,05 кг·м 2 (35) = Нм Без груза по формуле 21 Нм (36) Нм СД 0 ²=1,15·2+365(58000·0,6²)/875²=9,95 Нм Теперь рассчитываем время пусков для каждой операции С грузом по формуле 22 сек сек Вычисляем тормозное время Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист КП 08.02.09 С грузом по формуле 24 сек Без груза по формуле 25 сек Замедление находим по формуле 29 с грузом без груза Вычисляем установившееся время движения t y механизма по формуле 30 22,3 сек Определяем эквивалентный момент двигателя по формуле 31 Нм Рассчитываем эквивалентный момент по формуле 32 Нм 9,87≤14,1 – по формуле 33 условие выполняется, двигатель проверяем по максимально допустимой перегрузке по формуле 31 Двигатель имеет малую нагрузку, т.к. двигателей меньшей мощности нет. 3. Определяем момент статического сопротивления навалу двигателя при подъеме груза Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист КП 08.02.09 (37) где Мс - момент статического сопротивления навалу электродвигателя при подъеме груза, Нм б - диаметр барабана подъемной лебедки, м Г - вес крана с грузом, Н G 0 - вес крана (грузозахватывающего устройства) без груза, Н i рп - передаточное число редуктора с учетом кратности полиспастов. g – ускорение свободного падениям с. Находим вес крана (грузозахватывающего устройства) без груза по формуле 3 H (38) где i р – передаточное число редукции привода п – кратность полиспастов. Нм Определяем момент статического сопротивления навалу двигателя при опускании груза (тормозной спуск) (39) где Мс - момент статического сопротивления навалу двигателя при опускании груза, Нм Мс - момент статического сопротивления навалу электродвигателя при подъеме груза, Нм Нм Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист КП 08.02.09 Определяем момент статического сопротивления навалу двигателя при подъеме грузозахватывающего устройства. (40) где Мс - момент статического сопротивления навалу двигателя при подъеме грузозахватывающего устройства без груза, Нм G 0 - вес грузозахватывающего устройства без груза, Н б - диаметр барабана подъемной лебедки, м i рп - передаточное число редуктора с учетом кратности полиспастов Находим КПД подъемника при подъеме и спуске грузозахватывающего устройства без груза по формуле 11 Рассчитываем коэффициент загрузки крана на холостом ходу по формуле 9 Нм Определяем момент статического сопротивления навалу двигателя при спуске грузозахватывающего устройства без груза. (41) где Мс - момент статического сопротивления навалу двигателя при спуске грузозахватывающего устройства без груза, Нм Мс - момент статического сопротивления навалу двигателя при подъеме грузозахватывающего устройства без груза, Нм Нм Вычисляем эквивалентный статический момент со штрихом Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист КП 08.02.09 (42) где М э ’ - эквивалентный момент со штрихом, Нм Мс - момент статического сопротивления навалу электродвигателя при подъеме груза, Нм Мс - момент статического сопротивления навалу двигателя при опускании груза, Нм Мс - момент статического сопротивления навалу двигателя при подъеме грузозахватывающего устройства без груза, Нм Мс - момент статического сопротивления навалу двигателя при спуске грузозахватывающего устройства без груза, Нм. Нм Вычисляем время цикла по формуле 14 с Вычисляем время работы при движении с грузом и без него (43) где L – высота подъемам. с Вычисляем продолжительность включения механизма вовремя работы по формуле 16. Приводим ПВ р к стандартному значению ПВ ст = 40% Определяем эквивалентный статический момент по формуле 28 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист КП 08.02.09 Нм Находим частоту вращения двигателя n = (44) где i рп – передаточное число редукции привода с учетом кратности полиспастов б – диаметр барабанам. об/мин Находим среднюю эквивалентную мощность механизма по формуле 13 кВт По полученной мощности механизма выбирается двигатель постоянного тока MTKF(H) 311-6 Мощность - 11 кВт Частота вращения - 910 об/мин Ток номинальный - 28,5 А Максимальный момент - 383 Нм Проверяем выбранный двигатель. Определим номинальный момент по формуле 18 Нм Определим средний пусковой момент по формуле 19 Нм Рассчитываем маховый момент, приведенный к валу двигателя С грузом по формуле 20 кг·м² Нм Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист КП 08.02.09 Без груза по формуле 21 Нм Теперь рассчитываем время пусков для каждой операции С грузом по формуле 22 сек сек Без груза по формуле 23 сек сек Вычисляем тормозное время Нм С грузом по формуле 27 сек сек Без груза по формуле 28 сек сек Замедление по формуле 29 без груза Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист КП 08.02.09 Определим время установившегося движения t y по формуле 30 79,1 сек Рассчитаем эквивалентный момент по формуле 31 Нм Рассчитываем эквивалентный момент по формуле 32 Нм 25,6≤115,44 – по формуле 30 условие выполняется, двигатель удовлетворяет условиям нагрева (45) = 3,3 Двигатель проверяем по максимально допустимой перегрузке по формуле 31 Условие выполняется, двигатель MTKF(H) 311-6 с мощностью кВт берем в качестве привода механизма подъема. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист КП 08.02.09 4 Расчёт и выбор пускорегулировочных резисторов Расчет и выбор электромагнитных пускателей Магнитные пускатели выпускаются на определенный номинальный ток, из ряда 10 - 25 - 40 - 63 - 100 - 160 - 250. Интересно, что линейка номиналов пускателей соответствует золотому сечению. Еще ему соответствуют стандартные значения сечения проводов. Однако если номинальный ток пускателя соответствует току двигателя, это еще не значит, что их можно использовать в паре. Если такое понятие как категория применения, она характеризует режим работы коммутируемой аппаратуры, частоту и условия коммутации. Иначе говоря – это способность переносить пусковые токи. Пусковые токи асинхронного двигателя могут превышать номинальные ив раз, это зависит от условий пуска, напряжения в сети и прочих факторов. Выбираем пускатель для двигателя MTKF 111-6 (46) где η – КПД %; cos Ф – коэффициент мощности P – мощность двигателя номинальная U – рабочее напряжение (коммутируемое Выбираем пускатель для двигателя моста MTKF 111-6 по формуле 46 А (47) (48) Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист КП 08.02.09 А Таблица 5 Выбор электромагнитных пускателей Величина пускателя Тип пускателя Исполнение по степени защиты Номинальный ток, А Мощность двигателя, кВт I ПМЛ - 1100 IP00 10 4,0 II ПМЛ - 2100 IP00 25 11,0 III ПМЛ - 3100 IP00 40 18,5 IV ПМЛ - 4100 IP00 63 30,0 V ПМЛ - 5100 IP00 125 55,0 VI ПМЛ - 6100 IP00 160 75,0 VII ПМЛ - 7100 IP00 250 132,0 Подбираем пускатель, с номинальным током более чем 9,3 Ас категорией применения АС. Нам подходит ПМЛ - 2100: Номинальное напряжение по изоляции - В Номинальный ток главной цепи - А Номинальное напряжение втягивающей катушки - В, 50гц. Пусковая мощность катушки ПМЛ-2100 - 87±13 ВА Рабочая мощность катушки - 7,6±1,4 ВА Номинальный рабочий ток, А (категория применения АС) при напряжениях В, В, В - А, А, А Износостойкость механическая - 16 млн циклов включения и отключения Максимальная частота включений без нагрузки с нагрузкой - 3600/1200 циклов в час Без теплового защитного реле. Габаритные размеры ПМЛ-2100 - 80,6х56х94,1 мм Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист КП 08.02.09 Дополнительный контакт - з (один замыкающий) Степень защиты - IP00 - открытое исполнение Проверяем, подходит ли пусковое устройство с In = А, выбранное по народному методу, где максимальный ток контактора должен быть больше пускового тока электродвигателя Imax> пуск А > 35 А = пуск Также определяем ударный пусковой ток (амплитудное значение (49) А Выбираем пускатель для двигателя подъема MTKF(H) 311-6 по формуле 46 А А Подбираем пускатель, с номинальным током более чем 31,5 Ас категорией применения АС. Нам подходит ПМЛ - 3100: Номинальный ток главных контактов - 40 А. Номинальное напряжение по изоляции - 660 В, 50 Гц. Дополнительные контакты - 1 з р. Степень защиты ПМЛ-3100 - IP 00. Реверс - отсутствует. Тепловое реле - не предусмотрено конструкцией. Кнопки - нет. Крепление винтовое. Габаритные размеры -125×84,5×113,3 мм. При категории применения АС механическая / коммутационная износостойкость ПМЛ-3100 варьируется в зависимости от класса А - до 16 млн. циклов механическая / 2 млн. циклов коммутационная Б - значения износостойкости 10 / 1 миллиона циклов В - предельное количество циклов 3 / 0,3 миллиона. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист КП 08.02.09 Проверяем, подходит ли пусковое устройство с In = А, выбранное по народному методу, где максимальный ток контактора должен быть больше пускового тока электродвигателя пуск. А > 130 А = пуск Также определяем ударный пусковой ток по формуле 49 (амплитудное значение А Выбираем общий пускатель на двигатели крана по формуле 46 А По таблице № 1 подбираем пускатель, с номинальным током более чем 5,3 Ас категорией применения АС. Нам подходит ПМЛ - 3100: Номинальный ток главных контактов - 40 А. Номинальное напряжение по изоляции - 660 В, 50 Гц. Дополнительные контакты - 1 з р. Степень защиты ПМЛ-3100 - IP 00. Реверс - отсутствует. Тепловое реле - не предусмотрено конструкцией. Кнопки - нет. Крепление винтовое. Габаритные размеры - 125×84,5×113,3 мм. Проверяем, подходит ли пусковое устройство с , выбранное по народному методу, где максимальный ток контактора должен быть больше пускового тока электродвигателя А > 5,3 А = пуск Также определяем ударный пусковой ток по формуле 49 (амплитудное значение А Расчет и выбор тепловых реле магнитных пускателей Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист КП 08.02.09 У теплового реле есть один основной параметр, показывающий ток, при котором реле отключит электродвигатель, находим его по формуле (50) Для моста А выбираем из таблицы РТЛ-1016 Для подъема А выбираем РТЛ-2055 Таблица 6 Выбор теплового реле типа РТЛ Номинальный ток пускателя, А Тип реле Диапазон регулирования, А 10 РТЛ-1007 1,5-2,6 РТЛ-1008 2,4-4 РТЛ-1010 3,8-6 РТЛ-1012 5,5-8 РТЛ-1014 7-10 25 РТЛ-1016 9,5-14 РТЛ-1021 13-19 РТЛ-1022 18-25 40 РТЛ-1053 23-32 РТЛ-1055 30-41 Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист КП 08.02.09 5 Составление схемы управления Назначение для управления и защиты ЭП кранов с тяжёлыми механизмами работы. Основные элементы схемы. Д, ЭмТ - приводной АД с фазным ротором и электромагнитным тормозом независимого подключения (контактором КТ). КВ, КН, КТ, КП - контакты реверсирующие «вперёд» и назад, тормозной, пусковой. КУ, КУ, КУ - контакты ускорения, для ступенчатого пуска Д. РУ1, РУ2, РУ3 - реле ускорения, выпрямленного тока, для управления контакторами ускорения в функции независимых выдержек времени. РПиРБ - реле противовключения и быстрой остановки. РН - реле напряжения, для нулевой защиты. П - резистор пусковой, для плавного ступенчатого пуска Д. В П - выпрямитель, для питания реле ускорения. Органы управления. КК - командоконтроллер магнитный, симметричный на 9 положений. Кн.С - кнопка стоп, аварийно. ВКВ, ВКН - выключатели конечные «вперёд» и назад, для ограничения конечных перемещений моста. Режимы управления. Полуавтоматический - от «КК». Работа схемы. Исходное состояние. Подданы все виды питания на защитную панель ЗП (не показано. КК - О, собирается цепь РН. РН↑ - становится на самопитание (РН), - готовятся цепи управления переменного тока. РУ1↑ - размыкается цепь КУ (РУ1), Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист КП 08.02.09 РУ2↑ - размыкается цепь КУ (РУ2), РУ3↑ - размыкается цепь КУ (РУ3). Схема готова к работе. Пуск. КК - 1 «вперёд», собирается цепь КВ. КВ - подключается к сети Д (КВ, - готовится цепь КТ (КВ) через ВКВ, - блокируется цепь КН (КВ, - собирается цепь РБ (КВ. РБ↑ - собирается цепь КТ (РБ:1), - готовится цепи управления пуском (РБ:2), - вводится ограничительный резистор в цепь РП (РБ:3). КТ↑ - подключается к сети ЭМТ (КТ:1…2), Д растормаживается, - становится она самопитание (КТ:3), - вводится в цепь КТ ВКВ (КТ:4). Д пускается, I ступень при полностью введенном R П КК - 2 «вперёд», собирается цепь КП. КП↑ - шунтируется часть П (КП:1…2), - размыкается цепь РУ1 (КПД разгоняется, II ступень приуменьшенном ПРУ - готовится цепь КУ (РУ1) по истечении времени II ступени. КК - 3 «вперёд», собирается цепь КУ. КУ - шунтируется ещё часть П КУ, - размыкается цепь РУКУ. Д продолжает разгон, III ступень приуменьшенном ПРУ - готовится цепь КУ (РУ2) по истечении времени III ступени. КК - 4 «вперёд», собирается цепь КУ. КУ - шунтируется ещё часть П КУ, - размыкать цепь РУКУ. Д продолжает разгон, IV ступень пришёл уменьшенном П Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист КП 08.02.09 РУ3↓ - собирается цепь КУ (РУ3) по течению времени IV ступени. КУ - шунтирующая последняя часть П КУ, - размыкается цепь питания П КУ. Д заканчивает пуск, V ступень при выведенном П, выходит на естественную характеристику. После срабатывания КУ вцепи ротора остаётся включённым небольшое сопротивление, смягчающая естественную характеристику Д для уменьшения пика момента при ускорении. Быстрая остановка. КК - 1 назад, при этом КВ, КП↓, КУ, КУ, КУ - цепи этих элементов и цепи, на которые они действовали после срабатывания, приводится в исходное состояние - остаются включенными РН и КТ на самопитании, Д растаможен; - срабатывают РУ1, РУ2, РУ3 и повторно размыкает цепи КУ, КУ, КУ . Кратковременно РБ↓, шунтируется R3, форсировано РП↑ и блокировать пусковые цепи. КН - подключается к сети Дна реверс (КН, но продолжает по инерции работать «вперёд»; - шунтируется ВКВ(КН:3); - блокируется цепь КВ (КН - собирается цепь РБ (КН. Происходит торможение Д противовключением при введении в цепь ротора полностью «R П» При скорости ω=0, РП↓ а рукоятка переводится КК - 0. Д отключен от сети, расторможен. Для реверса рукоятки из КК - 1 назад последовательно перевести в следующие положения. Схема отрабатывает аналогично. Защита, блокировки. Максимальная - Д и ЭмТ (аппаратами в ЗП), цепь управления (Пр, Пр. От чрезмерной перегрузки - Д (аппаратами в ЗП). Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист КП 08.02.09 Нулевая - Дот запуска (РН) при снижении и восстановлении напряжения сети. От конечных перемещений – ВКВ и ВКН. Блокировки - взаимная цепей КВ и КН, - невозможность пуска, если рукоятка КК не установлена КК - «0». Питание цепей 3380 В,50Гц - силовая сеть 1380 В, Гц, линейное - цепи управления. ЭДС ротора Д - цепь РП. Выпрямленный ток - цепи РУ1, РУ2, РУ3. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист КП 08.02.09 6 Расчёт и выбор элементов защиты Защитная панель В кабине управления любого подъемного крана должны находиться рубильник для отключения электрооборудования крана при осмотре и ремонте, плавкие предохранители для защиты от коротких замыканий, сигнальная лампа, указывающая наличие напряжения в сети, и автомат или контактор, в цепь катушки которого включают блок-контакты дверей кабины и люка. Крановая защитная панель осуществляет следующие виды защиты Электроснабжении, осуществляется с помощью нулевых контактов и контактора. Защита от токов короткого замыкания и больших свыше 250% перегрузок. Концевая защита, обеспечивающая отклонения при достижении механизмов крана крайних положений, осуществляется с помощью конечных выключателей. Блокировка предотвращение включения двигателей приоткрытой двери кабины и открытом люке. Аварийное отключение. Отключение при снижении напряжения в сети свыше 15 %. Используем защитную панель ПЗКБ - 400 У Расчет и выбор предохранителей Ток для предохранителей находим по формуле (51) где Inom - номинальный ток защиты предохранителя, А Pmax - максимальная мощность нагрузки, Вт U - напряжение питающей сети, В. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист КП 08.02.09 Для предохранителей рубильника А Выбираем предохранитель ПН2-250-50а-у3-кэаз Для предохранителей на включение схемы А Выбираем предохранитель ПН2-100-16а-у3 Расчет и выбор автоматических выключателей Для защиты двигателей обычно применяют автоматы скомбинированными расцепителями: - в режиме КЗ срабатывает электромагнитный (мгновенный) рацептель, ток срабатывания которого отстраивается от номинального тока двигателя по формуле (52) где - ток срабатывания мгновенного расцепителя; - пусковой ток двигателей. А - в режиме перегрузки срабатывает тепловой (зависимый) расцепитель, ток срабатывания которого отстраивается от номинального тока двигателя по условию (53) где - ток срабатывания зависимого расцепителя; - номинальный ток двигателей. Для двигателей А Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист КП 08.02.09 Из полученных данных подбираем автоматический выключатель с режимом срабатывания Для двигателей SH203L C50 4,5 кА, 50 А Для выбора автоматического выключателя для кабины крана и подкранового освещения берем за основу потребляемый ток трансформаторами, найденный по формуле (54) А Подбираем автоматический выключатель SH203L C16 4,5 кА, 16 А Для выбора автоматического выключателя для подкранового освещения берем за основу потребляемый ток светильников, находим его по формуле 54 А Подбираем автоматический выключатель SH203L C16 4,5 кА, 16 А Для выбора автоматического выключателя для светильника в кабине берем за основу потребляемый ток светильника, находим его по формуле 54 А Подбираем автоматический выключатель SH203L C6 4,5 кА, 6 А Для выбора автоматического выключателя для сигнального освещения в кабине берем за основу потребляемый ток сигнальной лампы, находим его по формуле 54. А Подбираем автоматический выключатель SH203L C6 4,5 кА, 6 А Расчет и выбор контроллеров и конечных выключателей Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист КП 08.02.09 Контроллеры бывают силовые (кулачковые) и магнитные (командо- контроллеры. Силовые контроллеры своими контактами включаются в силовые цепи двигателей. Магнитные контроллеры своими контактами включаются вцепи управления и через эти контакты в определенных положениях получают питание катушки контакторов, которые уже своими контактами будут давать питание на двигатель. Выбор контроллера для моста, тележки и подъема При выборе контроллера нужно учитывать мощность двигателя ток статора род тока номинальное напряжение расчетную продолжительность включения. Данные двигателя моста и тележки Р н мкВт Р н т = 1,4 кВт Р н п = 11 кВт По справочнику Яуре А.Г. Крановый электропривод выбираем силовые кулачковые контроллеры ККТ62А Раб. Положение 5/5 Напряжение 380 В Класс защиты — Р Крановые конечные выключатели служат для предотвращения перехода механизмами предельно допустимых положений (ограничение подъема грузозахватывающего устройства или хода моста и тележки, а также блокировка открывания люков и двери кабины. Конечные выключатели выбираются с учетом скорости перемещения механизмов. Произведем выбор конечных выключателей Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист КП 08.02.09 Для механизмов перемещения - КУ 701 рычажной с самовозвратом Для подъема - КУ 703 с самовозвратом от груза КУ 701 Скорость механизма 0,3-2 мс Категория размещения У Степень защиты IP44 КУ Скорость механизма 0,01-1 мс Категория размещения У Степень защиты IP44 Расчет и выбор максимального реле (55) Для моста А Для подъема А Для механизмов перемещения, моста, подъема выбираем реле типа РЭ0-401: для моста РЭО-401 2ТД УХЛ3 6,0 А для подъема РЭО-401 2ТД УХЛ3 25 А Выбор вводного рубильника Потребляемый ток равен 50 А. Подбираем рубильник ЯБПВУ1. Номинальный ток - 100 А Номинальный ток плавкой ставки, А - 16, 20, 32, 40, 63, 100 Коэффициент мощности – 0,95 0,8 Габариты - 374х335х164 Масса - 7 кг Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист КП 08.02.09 Заключение В курсовом проекте спроектирован электропривод подъема грейферного крана удовлетворяющий поставленным требованиям технического задания. В электроприводе обеспечены все необходимые защиты, схема управления электропривода проста в эксплуатации. Выбран и реализован перспективный вариант электропривода, оптимальный сточки зрения цены обслуживания, массогабаритных и энергетических показателей. Изм. Лист № докум. Подпись Дата Лист КП 08.02.09 Список использованных источников 1. Информэлектро. Двигатели асинхронные, серии, г. 2. Паспорт и инструкция по эксплуатации преобразователя частоты SysDrive(Omron)3G3FV. 3. Информэлектро. Выключатели автоматические низкого напряжения на ток до А - М Институт промышленного развития, гс. Информэлектро. Выключатели неавтоматические” - М Институт промышленного развития, 1993.- 98 с. 5. Информэлектро. Выключатель путевой типа ВУ1-54У1”, Мг. Копылов И.П. Справочник по электрическим машинам - В х т И.П. Копылов, Б.К. Клокова.-М.: Энергоатомтиздат, г, г. 7. Елесеев В.А. Справочник по автоматизированному электроприводу В.А. Елесеев, А.В. Шиняев - М. Энергоатомиздат, 1983.-666 сил. Теория электропривода. Методические указания по курсовому проектированию и для проведения практических занятий для студентов специальности 53.01.05 Автоматизированные электроприводы, г.Могилев, ММИ, в 5 частях. 9. Чиликин МГ. и др. Теория автоматизированного электропривода Учеб. пособие для вузов / Чиликин МГ, Ключев В.И., Сандлер АС. -- М Энергия, 1979. -- 616 сил |