электрооборудование механизма подъема (перемещения) мостового крана грузоподъемностью….. Эккерман Р.И. Курсовая (1). 1 Технология работы и конструкция мостового крана 5 1 Конструкция мостового крана 5
 Скачать 496.74 Kb.
|
|
4Расчет статических нагрузок и выбор двигателей горизонтального перемещения 4.1 Расчет мощности двигателя тележки крана Статическая нагрузка на двигатель перемещения создается силой трения. Статический момент сопротивления, действующий при этом на валу двигателя, носит реактивный характер т.е. всегда препятствует движению [6]. Статическая мощность двигателя при перемещении тележки с грузом Рг = Кт   · (4.1)где Кт – коэффициент трения катков 2 – 2,5 mm- масса тележки, т m - грузоподъемность, т ϻ - коэффициент трения скольжения; rц – радиус цапфы катков тележки, м Rк – радиус катков тележки, м ɳ м – КПД механизма перемещения ʄ -коэффициент трения качения. Рг = 2х  Статическая мощность привода тележки при перемещении без груза Ро = Кт  · (4.2)гдеɳ То - КПД механизма тележки для перемещения без груза  (4.3).где Кзагр - коэффициент загрузки  (4.4) По формуле 4.2 Ро = 2  Рассчитываем эквивалентную мощность, приведенную к стандартной продолжительности отключения 25%.  , кВт (4.5). кВтНоминальную мощность двигателя тележки выбираем по условию Рном≥КзапхРэкв гдеКзап– коэффициент запаса, принимаем Кзап=1,1 Рном≥1,1х10.9=12 кВт Исходя из средневзвешенной мощности, выбираем асинхронный двигатель MTF 311-6: Мощность номинальная для ПВ 15% 14 кВт Номинальная скорость вращения: 925 Номинальное напряжение: 380 В КПД 75 % Максимальный вращающий момент 314Нм Момент инерции ротора двигателя: 0.225 Номинальный ток ротора: 56 А Номинальная ЭДС ротора: 172 В Выбор и расчет редуктора тележки крана [1] Определяем передаточное число редуктора.  (4.6)где nном – число оборотов двигателя, об/мин  Исходя из условия выбираем, двухступенчатый редуктор с передаточным числом 22.4. Статический момент при перемещении тележки с грузом, Нм  Проверку двигателя на перегрузочную и пусковую способность осуществляем исходя из максимальной перегрузочной способности двигателя с условием возможной потери напряжения на 15 % по условию: Мпуск=0,852хМмакс (4.7) Мпуск=0,852х314=227Нм Мпуск>Мг 227>158Нм При выполнении условия двигатель проходит проверку на перегрузочную способность. 4.2 Расчет мощности двигателя моста крана Рассчитывается аналогично, двигателю моста, при этом исходные данные подставляются моста крана. Рг = 2х  Статическая мощность привода тележки при перемещении без груза Ро = 2  где ɳ То - КПД механизма тележки для перемещения без груза  где Кзагр - коэффициент загрузки  Рассчитываем эквивалентную мощность, приведенную к стандартной продолжительности отключения 25%.  кВтНоминальную мощность двигателя моста, при наличии 2 двигательного привода (при длине пролета моста Lм>18 м выбираем по условию:  Исходя из средневзвешенной мощности, выбираем асинхронный двигатель MTF 112-6: Мощность номинальная для ПВ 15% 6.5 кВт Номинальная скорость вращения: 895 об/мин Номинальное напряжение: 380 В КПД 85 % Максимальный вращающий момент 137Нм Момент инерции ротора двигателя: 0.067 Выбор и расчет редуктора тележки крана [1] Определяем передаточное число редуктора. (4.6)где nном – число оборотов двигателя, об/мин  Исходя из условия выбираем, двухступенчатый редуктор с передаточным числом 26,2. Статический момент при перемещении тележки с грузом, Нм  Проверку двигателя на перегрузочную и пусковую способность осуществляем исходя из максимальной перегрузочной способности двигателя с условием возможной потери напряжения на 15 % по условию: Мпуск=0,852хМмакс (4.7) Мпуск=0,852х137=99Нм Мпуск>Мг 99>93Нм При выполнении условия двигатель проходит проверку на перегрузочную способность. 5.Выбор преобразователя частоты для привода крана По мощности и току двигателей подъема, тележки и моста выбираем преобразователь частоты фирмы Шнайдер Электрик серии Altivar71. Серия преобразователей частоты Altivar71 отвечает самым строгим требованиям применений благодаря использованию разнообразных методов управления двигателем и многочисленным функциональным возможностям. - момент и повышенная точность при работе на очень низкой скорости и улучшенные динамические характеристики с алгоритмами векторного управления по токам в разомкнутой или замкнутой системе привода; - расширенный диапазон выходной частоты для высокоскоростных двигателей; - точность поддержания скорости и энергосбережения для разомкнутого привода с асинхронным двигателем; - плавное, безударное управление несбалансированными механизмами с помощью системы адаптаций и мощности. Таблица 5.1технические характеристики преобразователя[9]
 Рис. 5.1– Схема подключения ПЧ через сетевой контактор [9] (1) Сетевой дроссель(трехфазный), (2) Автоматический выключатель (3) Контакты реле неисправности для дистанционного контроля состояния преобразователя частоты. (4) Подключение общего вывода дискретных входов зависит от положения переключателя SW1; (5) Дополнительный дроссель постоянного тока (6) Аналоговый вход, конфигурируемый с помощью ПО потоку (0 – 20мA) или по напряжению (0 – 10В) Входной (сетевой) дроссель повышает защиту ППЧ от перенапряжений, кроме того, ППЧ, являясь источником 5, 7, и 13-й гармоник, может влиять через сеть на другие потребители энергии. В этом случае использование входного дросселя считается оправданным: Таблица 5.2– Выбор дросселей
При торможении асинхронный двигатель отдает энергию назад в преобразователь частоты вследствие чего напряжение в звене постоянного тока повышается. Преобразователь пытается уменьшить напряжение, увеличивая выходную частоту, тем самым, уменьшая скольжение двигателя. Интенсивность замедления (торможения) в этом случае зависит от потерь мощности в преобразователе и двигателе. Тормозной резистор или тормозной модуль(опция). Тормозной резистор и устройство торможения применяются при необходимости быстрой остановки двигателя или быстрого снижения его скорости (особенно, для нагрузок с большим моментом инерции). Таблица 5.3 - Выбор тормозных резисторов
Для выполнения требований стандарта электромагнитной совместимости, описанных в европейских директивах ЕМС, для преобразователей частоты VFD разработаны специальные фильтры. Однако для полного удовлетворения требований ЕМС установка данных фильтров должна сопровождаться соответствующим правильным монтажом и подключением преобразователя частоты. При использовании внешнего РЧ фильтра класса В совместно с преобразователем VFD достигается снижение помеха до уровня, соответствующего категории непроизводственных помещений. Радио фильтр электромагнитных помех(опция) Электромагнитный фильтр необходим в случае достижения электромагнитной совместимости (ЭМС) с другим оборудованием, питающимся от той же сети, что и ПЧ. Электромагнитный фильтр подавляет радиочастотные гармоники помех, передающихся от ПЧ в сеть. Таблица 5.4 - Выбор радиочастотного фильтра
Для уменьшения гармонических составляющих выпрямленного тока в выбранной модели ПЧ применяется встроенный дроссель постоянного тока. Контактор электромагнитный, предназначенный для использования в схемах управления электропривода для пуска, останова и реверсирования 3-х фазных асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором в электрических сетях с номинальным напряжением до 660 В переменного тока с частотой 50 Гц, выбираем рекомендованный к выбранной серии ПЧ контактор LC1. Выбираем быстродействующий автоматический выключатель, защищающий ПЧ и двигатель от токов короткого замыкания Таблица 5.5 - Выбор контактора
6 Расчет и выбор тормозных устройств крана Для фиксации механизмов крана при отключении электропривода применяются нормально закрытые тормоза. Тормозные колодки приводятся в движение двумя типами электропривода: Электромагнитный Электрогидротолкатель. Привод тормозов подключается параллельно статорным обмоткам двигателя, при получении питания растормаживают двигатель, при отключении питания двигатель фиксируется тормозными колодками. Электромагнитный привод тормоза характеризуется высоким быстродействием, низкой стоимостью, при отсутствии плавности хода, низкой надежностью механической части и электрической части (часто сгорает катушка тормоза). Электромагниты переменного тока делятся на однофазные и трехфазные.  а)  б) Рис 6.1 Схемы включения электромагнитных тормозов переменного тока В кранах металлургических и взрывоопасных цехов применяются два тормоза, один из них от электромагнита постоянного тока, который включен в схему управления, обладает повышенной надежностью и стоимостью. Электрогидротолкатель – комплектное устройство, состоящее из электродвигателя и насоса, тормозные колодки приводятся в действие гидроприводом. Тормоз от электрогидротолкателя обеспечивает высокую плавность хода тормозных колодок, высокую надежность механической и электрической части, при высокой стоимости.  Рис 6.2 Схема включения основного двигателя с электрогидротолкателем Расчетный тормозной момент на валу двигателя подъема.  (6.1)где  , м/с  Условие выбора тормозного устройства.  , (6.2)где  - коэффициент запаса. (Кзап = 2,5 для режима ВТ ПВ =40 %)(Кзап = 1,5 для режима С ПВ =25 %) (Кзап = 2 для режима Т ПВ =40 %)(Кзап = 1,25 для режима Л ПВ =15 %)   Данному условию удовлетворяет электромагнитный тормоз серии ТКТ 500.  Тип электромагнита КМТ 6А Определение расчетного тормозного момента на валу двигателя. Момент, развиваемый тормозом, должен преодолевать статически момент Мст обусловленный давлением ветра, а также уклоны пути, силу трения, моменты сил инерции движущихся масс. 7 Расчет и выбор кабелей и троллеев. Токопровод к электродвигателям мостового крана осуществляется через главный цеховой троллеи, который представляет собой открытую металлоконструкцию под напряжением в виде уголка, швеллера или рельса. От троллеев токосъемниками запитывается вспомогательный троллей моста или гибкий шланговый кабель, который подает напряжение на вводный рубильник защитной панели. От защитной панели напряжение индивидуальными кабелями питание подается на двигатели подъема и тележки, которая двигается вдоль пролета моста, при этом кабель складывается петлями. На двух или однодвигательный привод моста кабель прокладывается стационарно по мосту. Выбор питающих кабелей по нагреву осуществляется по условию:  (7.1) (7.2)где Iдл.доп – длительно-допустимый ток кабеля, А Iном – номинальный ток статорных обмоток двигателя, А Imax – суммарный ток всех двигателей крана с учетом периодичности их включения  (7.3)cosφ=0,85 Выбранный кабель проверяется на потерю напряжения  (7.4)γ – удельная проводимость для медного кабеля, γ=50м/Ом*мм2 l – длина кабеля, м s-сечение кабеля, мм2 Результаты расчета сводим в таблицу. Таблица 7.1 – Выбор индивидуального кабеля для двигателей крана
Выбор питающего кабеля от троллеев до защитной панели осуществляется по условию 6.2. где  где Рр – расчетная мощность для группы двигателей крана Рр=сРз+kиРmax где с, kи – опытные коэффициенты, определяемые по справочнику [1, табл. 13] в зависимости от режима работы электрооборудования крана Рз – суммарная мощность трех наиболее крупных двигателей на кране Рmax – суммарная мощность всех двигателей крана cosφср – усредненный cosφ=0,85   S=6 мм2 Выбранный кабель проверяем по потере напряжения по формуле 6.4  Выбор главных троллеев крана осуществляется по пусковому току для группы двигателей  (7.5)где kп – кратность пускового тока, kп=2-2,5 Iном.max – номинальный ток статора двигателя наибольшего по мощности  Троллеи выбираем по условию 6.1 [1, табл. 11]  Проверка троллеев на потерю напряжения осуществляется  где ΔU1 – потери напряжения в стальных троллеях крана, определяемого по номограмме [1, рис.1] Lпп – длина подкрановых путей  Если ΔU превышает дополнительные 5%, тогда троллей запутывается с 3 точек. 8. Техническая эксплуатация электрооборудования крана Грузоподъемные устройства регистрируют и подлежат регистрации в органах Ростехнадзора который осуществляет контроль за их эксплуатацией. Организация их эксплуатации возлагается на владельца грузоподъемных машин (грузоподъемников). На предприятии приказом руководителя назначаются лица, ответственные за правильную эксплуатацию и надлежащее техническое состояние грузоподъемных устройств. Ответственные лица должны быть аттестованы органами Проматомнадзора и иметь соответствующую квалификационную группу. К персоналу, обслуживающему электрооборудование грузоподъемных машин, относятся электромонтеры, электрослесари, электромеханики и другие лица, производящие ремонт, наладку и испытание электрооборудования, вспомогательных устройств и электропроводки, а также ответственные за их исправное состояние. Персонал, обслуживающий электрооборудование грузоподъемных машин, применительно к выполняемой работе, обязан изучить ПУЭ, требования Проматомнадзора, местные инструкции и знать устройство и электрическую схему грузоподъемной машины. Указанным лицам в соответствии с полученными знаниями и навыками присваивается квалификационная группа по технике безопасности (не ниже III). Осмотр и ремонт грузоподъемных машин производятся в сроки, установленные лицом, ответственным за их исправное состояние, и утвержденные администрацией предприятия, но не реже предусмотренных ПТЭ. Одновременно с ремонтом грузоподъемной машины производится ремонт электрооборудования. Осмотр и плановый ремонт кранов выполняются на местах их постоянной стоянки. Электрооборудование осматривают при отключенном вводном рубильнике и полностью снятом с крана напряжении. Сначала проверяют исправность блокировки люков и дверей, концевых выключателей хода моста крана и тележки, ограничителей грузоподъемности и высоты, блокировочных устройств, сигнализации, ограждения всех доступных для прикосновения токоведущих частей, постоянные средства защиты (коврики, ограждения, плакаты). Проверку выполняют при включенном напряжении. Блокировку люков и дверей проверяют следующим образом. При включенном напряжении на кране открывают люк или дверь. При этом должно отключиться напряжение на кране. При проверке концевых выключателей хода моста крана приводят в движение мост крана в одну из сторон. При подходе к концу подкрановых путей или соседнему крану лыжи, стоящие на окончании подкрановых путей или соседнем кране, нажимают на конечный выключатель и отключают напряжение на кране. Включить напряжение можно только после установки всех контакторов в нулевое положение. Напряжение включается кнопкой главного контактора. Таким образом, проверяют все конечные выключатели на кране и тележке. При проверке контроллера следует убеждаться в нормальном включении всех скоростей крана. Проверяется работа тормозов. Мост крана приводят в движение, контроллер устанавливают в нулевое положение и проверяют длину тормозного пути, который должен соответствовать паспортным данным. При слишком длинном тормозном пути трудно осуществлять технологический процесс на производстве, так как при работе невозможно точно останавливать кран в нужном месте. При слишком коротком тормозном пути кран останавливается резко, что приводит к раскачиванию груза и повышенному износу тормозов и других элементов. При каждом ремонте оборудования, но не реже 1 раза в год проводят проверку наличия цепи между заземляющим устройством и краном, а также замер сопротивления изоляции электропроводки, троллейных проводов и электроаппаратуры. Значение сопротивления изоляции должно быть не менее 0,5 МОм. В соответствии с Правилами устройства и безопасности обслуживания лифтов должны производиться их ежедневные осмотры; техническое обслуживание (ТО-1) — не реже одного раза в 15 дней; ежемесячное техническое обслуживание (ТО-2) — не реже 1 раза в месяц; полугодовое техническое обслуживание (ТО-3) — проводимое не реже 1 раза в 6 мес. При внутримесячном техническом обслуживании (ТО-1) проводят все работы, предусмотренные ежедневным осмотром: проверяют тормозное устройство; При проверке тормозного устройства осматривают тормозные колодки, их обкладки и крепление, ход штока и сердечника якоря, крепление катушек тормозного магнита и проводов. При осмотре необходимо подтянуть крепление всех деталей, смазать шарниры. При ежемесячном техническом обслуживании (ТО-2) проводят все работы, предусмотренные ТО-1, а также осматривают: панель управления, электродвигатель, концевые выключатели, кнопочный аппарат, канатоведущий шкив, канаты, подвеску кабины и противовес, натяжные устройства в приямке. При осмотре проверяют соответствие каждого элемента требованиям технической документации и выполняют необходимые измерения и проверки. При полугодовом техническом обслуживании (ТО-3) проводят все работы, предусмотренные ТО-2, а также осматривают: вводное устройство (главный рубильник), редуктор, ограничитель скорости, ловители, буферные устройства и заземления. Не реже одного раза в год проводят измерение сопротивления изоляции электродвигателей, аппаратуры и защитного заземления корпусов электрооборудования. Сопротивление изоляции обмоток двигателя в холодном состоянии должно быть не менее 1 МОм, а при температуре +60 °С — 0,5 МОм. Сопротивление изоляции электроаппаратуры и проводки должно быть не менее 0,5 МОм. Сопротивление защитного заземления корпусов электрооборудования должно быть не более 4 Ом. 9. Охрана труда при обслуживание крана. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||