5 Принцип работы асинхронного двигателя. 3. Принцип работы асинхронного двигателя
 Скачать 228 Kb.
|
|
3. Принцип работы  асинхронного двигателя.Из всех видов электрических машин самыми распространенными являются асинхронные – относительно простые, надёжные, с меньшим по сравнению с другими машинами массой, габаритными размерами, стоимостью. Асинхронный двигатель - это двигатель у которого частота вращения магнитного поля статора опережает частоту вращения ротора. Асинхронные двигатели состоят из двух частей: Статора (неподвижная часть); Ротора (вращающая часть). Статор имеет сердечник, который набивается из листов электротехнической стали и в пазы сердечника укладывается обмотка. Статор представляет собой полый цилиндр. Ротор асинхронного двигателя бывает 2-х видов: короткозамкнутый и фазный. Наиболее распространение получили короткозамкнутые, они представляют собой тип (белечего колеса). У асинхронных двигателей с фазным ротором в позах укладывается 3-х фазная обмотка, её соединяют звездой, а выводы подсоединяют к контактным кольцам (расположенные на валу машины), которые изолированы друг от друга и от вала машины. Работа асинхронного двигателя заключается в следующем: если на трёх фазную обмотку статора подать переменное напряжение из сети, то токи статора создадут вращающие магнитное поле. Магнитный поток при своем вращение пересекает проводники обмотки ротора и индуцирует ЭДС, так как обмотка ротора замкнута накоротко, то в ней возникает ток. Этот ток взаимодействуя с магнитным полем статора создает вращающий момент и двигатель начинает работать. 4. Выбор  рода тока и величины питающих напряжений.При выборе рода тока и величины питающих напряжений следует выполнить требования ПУЭ. Основным током в электроустановках промышленных предприятий является переменный трёхфазный ток промышленной частоты. Для внутрицеховых электрических сетей наибольшее распространение имеет напряжение 380/220 В, основным преимуществом которого является возможность совместного питания силовых и осветительных сетей. Выбираем переменный трёхфазный ток промышленной частоты 50 Гц, напряжением 380 В с глухо заземлённой нейтралью. 10.  Расчёт мощности электродвигателя.Для предварительного определения мощности двигателя главного привода принимают в качестве исходных технических данных: Наибольшее усилие резания  , и соответствующая этому усилию наибольшая скорость прямого хода стола  Наибольшая скорость стола  Наибольший вес обрабатываемой детали  КПД передачи (до рейки стола) при полной нагрузке  Длина хода стола  и коэффициент трения стола о направляющие  Порядок расчёта: Мощность резания определяется по формуле при тяжелом режиме работы:  (6.1) Мощность потерь на трение стола о направляющие при прямом ходе:  (6.2) Мощность на валу двигателя:  (6.3)  (6.4)7  5,3По расчётным данным выбираем асинхронный двигатель по каталогу с короткозамкнутым ротором типа 4А315S2У3, его номинальные данные   угловая скорость 98 рад/с;   Назначения и технические параметры станка.Круглошлифовальный станок предназначен для шлифования гладких, ступенчатых, конических и фасонных поверхностей типа тел вращения методом врезного или сквозного шлифования. Изделия шлифуются из цветных металлов и их сплавов до и после термической обработки, а также из стали и чугуна.
Введение.  В настоящее время нельзя представить жизнь и деятельность человека без электроэнергии. Электричество уже давно и прочно вошло во все отрасли народного хозяйства и в быт людей. Металлорежущие станки являются распространёнными производственными машинами, предназначенными для механической обработки заготовок металлорежущими инструментами. Путём снятия стружки заготовке придаётся требуемая форма, размер и чистота обрабртки. В зависимости от характера выполняемых работ, видоприменяемых инструментов, формы образуемой поверхности станки делятся на девять групп: токарные сверлильные и расточные комбинированные шлифовальные зубообрабатывающие и резьбообрабатывающие фрезерные строгальные и долбёжные отрезные разные В зависимости от технологических возможностей обработки деталей различных размеров форм и от характера организаций производства различают станки: Универсальные и широкого назначения – служащие для выполнения различных операций и способов обработки. Применяются при штучном и мелком производстве в цехах, мастерских. Специализированные – предназначены для обработки деталей сходных по форме, имеющих различные размеры. Используются в серийном производстве.  Специальные – служащие для обработки деталей одного типа, размера. Применяются для серийного и массового производства.По массе и размерам различают станки: Нормальные – масса до 10 тон. Крупные – масса до 30 тон. Тежёлые – масса до 100 тон. Уникальные – масса с выше 100 тон. По точности обработки различают станки: нормальные, повышенной, высокой, особо высокой точности (прецизионные). Основные и вспомогательные движения в станках: Основные или Рабочие – их разделяют на главное (режущие движения) и движения подачи, которые служат для перемещения инструмента или заготовки. Вспомогательное движение не участвует в процессе резания, но необходимы для обработки изделий (например – установка инструмента, авто. подвода его к заготовке и обратно, подачи смазки и охлаждающей жидкости). Металлорежущие станки уже много десятилетий являются неотъемлемой частью тяжёлой промышленности большинства развитых стран. И ещё не один десяток лет без металлорежущих станков не сможет обойтись на один процесс, связанный с металлообработкой.  Требования к электроприводу и автоматике станка.Электроприводом называют часть машинного устройства производственного механизма (станки, вентиляторы, компрессоры и т.д.), служащие для приведения последнего в действие. Электропривод состоит из электродвигателя, аппаратуры пуска, управления и защиты механической передачи. Комплекс, состоящий из одной или нескольких рабочих машин связанные с электроприводом, носит название электрофицированого агрегата. Электропривод может, выполнен одиночным и многодвигательным. Электропривод должен обеспечивать: высокую производительность агрегата, точность операций, надёжность работы и простоту обслуживания. Он должен быть компактным и недорогим в эксплуатаций и монтаже. В данном электроприводе существует два режима работы: номинальный режим и режим холостого хода. Форма управления электропривода – автоматическое. В автоматическом режиме управление электроприводом осуществляется в функции пути, контролируемого путевыми переключателями. Существует электромеханическая блокировки. Для привода шлифовального круга, гидросистемы, насоса смазки используются три двигателя переменного тока и для привода изделия используется один двигатель постоянного тока. Режим работы повторно-кратковременный. Для обеспечения безопасной работы лампы местного освещения запитана пониженным напряжением 24 В. Также с целью обеспечения электрической безопасности произведено заземление с помощью стального прутка диаметром 8 мм. Это заземление посредством сварки соединяется с заземляющим контуром. 5.  Описание принципиальной схемы управления станком.В данном курсовом проекте приведена схема управления электроприводами станка. Привод шлифовального круга осуществляется от асинхронного короткозамкнутого двигателя ДШ мощностью 7 кВт. Поперечная подача шлифовальной бабки осуществляется как вручную (при наладочных работах), так и при помощи гидравлического устройства, управляемого с помощью электромагнитов (при автоматической работе). Для вращения изделия применен комплектный электропривод ПМУ5М с двигателем постоянного тока параллельного возбуждения ДИ типа ПБС-22 мощностью 0,85 кВт, угловая скорость которого плавно регулируется в пределах от 35 до 250 рад/с изменением напряжения, подводимого к якорю от силового магнитного усилителя МУ. Усилитель собран по трёхфазной мостовой схеме и имеет шесть рабочих обмоток Wp и три обмотки управления Wy1, Wy2 и Wy3. Рабочие обмотки Wp усилителя включены последовательно с диодами Д1-Д6, которые используются как для выпрямления переменного тока, так и для осуществления внутренней положительной обратной связи по току магнитного усилителя. Обмотка Wy3 служит для создания смещения в МУ. Ток в обмотке Wy1 обусловлен разностью задающего напряжения Uз снимаемого с потенциометра ПЗ и напряжения обратной связи Uос, снимаемого с якоря двигателя. По обмотке Wy2 проходит ток Iy2, пропорциональный току якоря двигателя Iя, поскольку вторичный ток трансформатора тока ТТ пропорционален рабочему току усилителя, равному Iр=0,815Iя. Магнитодвижущая сила обмотки wy2 направлена согласно с МДС обмотки Wy1, следовательно, обмотка Wy2 осуществляет положительную обратную связь по току якоря двигателя. Ток Iy2 можно изменять резистором R2. Угловая скорость двигателя регулируется изменением Uз путем перемещения рукоятки потенциометра ПЗ, которая связана также с движком резистора R2.  Стол станка получает возвратно-поступательное движение (продольную подачу) от гидропривода со скоростью от 100 до 600 мм/мин. Реверсирование стола производится в конце каждого хода переключением золотника гидроцилиндра при помощи упоров, привернутых к столу. На задней бабке стола установлен прибор для правки шлифовального круга алмазом. Насос гидросистемы станка приводится в движение двигателем ДГ мощностью 1,7 кВт; насос охлаждающей жидкости вращается двигателем ДН мощностью 0,125 кВт.Перед пуском станка включается линейный выключатель ВЛ. При этом получают напряжение трансформаторы Тр1 иТр2 и срабатывает реле РОП, контролирующее наличие тока в обмотке возбуждения двигателя изделия ОВДИ. Нажатием кнопки КнПГ включают контактор КГ и получает питание двигатель ДГ. Когда давление масла в гидросистеме достигнет необходимого уровня, замыкается контакт реле давления РД, после чего кнопкой КнПШ включают контактор КШ, который главными контактами подает питание на двигатель круга ДШ. Схема управления позволяет осуществить наладочный и автоматический режимы работы станка. В наладочном режиме выключатели ВИ, ВН и ВА1 устанавливаются в положение Ручн. упр. Вккючение двигателя изделия ДИ производят нажатием кнопки КнПИ. При этом включается контактор Ки, якорь двигателя присоединяется к усилителю МУ, и двигатель быстро разгоняется. Замыкается контакт реле контроля скорости РКС. Для отключения двигателя ДИ нажимают кнопку КнСИ, при этом контактор КИ теряет питание и включается контактор торможения КТ. Происходит процесс динамического торможения двигателя ДИ. При скорости близкой к нулю реле РКС отключает контактор КТ. Работа станка в автоматическом режиме происходит в такой последовательности:  быстрый подвод гидроприводом шлифовальной бабки к изделию включения двигателей ДИ и ДН;шлифование при черновой подачи, затем переход на чистовую подачу с работой “до упора”; автоматический отвод шлифовальной бабки и выключение двигателей ДИ и ДН. Для выполнения данного режима переключатели ВИ, ВН и ВА1 устанавливаются в положение Авт. раб., а переключатель ВА2 – в положение Раб. до упора. Главную рукоятку управления станком наклоняют на себя, происходит быстрый подвод шлифовальной бабки до тех пор, пока кулачок механизма врезание круга не начинают вращаться двигатели ДИ и ДН, а также включается гидропривод перемещения стола. Происходит обработка детали. По окончании процесса чернового шлифования кулачок механизма врезания круга нажимает на микропереключатель МПД, включается реле РП1 и получает питание электромагнит доводочной (чистовой) подачи ЭмДП, воздействующий на золотник гидропривода подачи шлифовальной бабки. Скорость поступательного движения бабки уменьшается. По достижении заданного размета нажимное устройство шлифовальной бабки через рычаг 2 нажимает на микропереключатель МПО, получает питание реле РП2 и своим контактом замыкает цепь электромагнита отвода ЭмО, который переключает гидропривод шлифовальной бабки на быстрый отвод. При возвращении бабки в исходное положение размыкается контакт МПИ, теряют питание контакторы КИ и КН, отключая своими главными контактами двигатели изделия и насоса охлаждения. На станке возможно применение прибора активного контроля типа АК-3. В этом случае переключатель ВА2 устанавливается в положение Раб. со скобой и управление циклом шлифования осуществляется в зависимости от действительных размеров деталей.  Часто цикл работы круглошлифовальных станков включает в себя так называемое “выживание”, т.е. шлифование с выключенной подачей. Продолжительность выживания контролируется реле времени. В схеме управления в этом случае после замыкания контакта РП2 включается реле времени РВ, контакт которого вводится в цепь электромагнита ЭмО вместо контакта реле РП2.9.  Заземление.Заземление – это преднамеренное электрическое соединение какой либо части с заземляющим устройством. Также есть и ещё два понятия заземления: защитное и рабочее. Защитное заземление – это заземление частей электроустановок с целью обеспечения электро без опасности. Рабочее заземление – это заземление какой либо точки тока ведущих частей электроустановок, необходимое для обеспечения работы электроустановок. Заземление следует выполнять во всех электроустановках. Заземление делается с помощью заземляющих устройств. Заземляющие устройство – это совокупность заземлителя и заземляющих проводников. Заземлитель – это электрод или совокупность металлических соединенных между собой проводников (электродов), находящихся с соприкосновением с землёй. Они бывают естественными и искусственными. Естественные заземлители – находящиеся в соприкосновений с землёй металлические и железобетонные конструкций зданий и сооружений, трубопроводы и т.д. Искусственные заземлители – обычно выполняют из электродов, соединенных на глубине 0,5-0,7 метров по средствам сварки стальной полосой 4х40 миллиметров или круглой сталью диаметром 8-12 мм. В данном курсовом проекте круглошлифовальный станок заземлён при помощи круглой сталью диаметром 8мм, которая соединена сваркой с контуром цеха в котором находится станок.  Список литературы.Дьяков В.И.Типовые расчёты по электрооборудованию М.:Высшая школа. Качанов И.П.Курсовое и дипломное проектирование М.: Агропромиздат. Коновалова Л.Л. РожковаЛ.Д.Электрооборудование промышленных предприятий и установок. М.: энергоатом издат,1989. Конюхова Е.А. электроснабжение объектов. М.: Высшая школа,2001. Липкин Б.Ю. Электроснабжение промышленных предприятий и установок М.:Высшая школа.1990 Правило устройства электроустановок(ПУЭ)-СПб,2001. Усатенко С.Т. КаченюкТ.К. ТереховаМ.В. Выполнение электрических схем по ЕСКД. М.: Издстандарт.,1989. ФёдоровА.А.,СтарковаЛ.Е. Учебное пособие для курсового и дипломного проектирования.М.:Эноргоиздат,1987. ЦигельманИ.Е. Электроснабжение гражданских зданий и коммунальных предприятий.М.:Высшая школа,1988.  Заключение.В данном курсовом указано: назначения и технические параметры станка, требования к электроприводу и автоматике станка, принцип работы асинхронного двигателя, выбор рода тока и величины питающего напряжения, описание принципиальной схемы управления станком, выбор элементов схемы управления, назначение защитной аппаратуры, влияние электрического тока на человека, заземление. Также произведены расчёты мощности электродвигателей и расчёта сечений питающих кабелей. Для упрощения монтажа были разработаны следующие чертежи: Электрическая принципиальная схема управления станка Монтажная схема станка Схема соединения. 8.  Влияние электрического тока на человека.О том, что электричество действует на человека, известно давно. Первая монография на эту тему бала в 1600г. принадлежит английскому врачу и физику У. Грильберту. Автор описывает благотворное действие статического электричества, источником которого служили электрофорные (электростатические) генераторы. Он считает, что статическое электричество воздействует на человека своеобразно: помимо непосредственного влияния электрического поля, имеет значение и озон, содержание которого в воздухе увеличивается в результате работы электрофорных машин. В течение почти трех столетий электричество рассматривается преимущественно как лечебное средство. После работ Л. Гальвани главным направлением в изучении электричества применительно к медицине становится диагностика. Большая заслуга в дальнейшем изучении электричества применительно к медицине принадлежит нашему соотечественнику В. В. Петрову. Налаживая в 1802г. созданную им “гальвани-вольтовскую батарею”, он случайно касается токо-ведуших частей этого источника электрической энергии, получает сильный электрический удар и теряет сознание. Энергичными мерами удается избежать трагического исхода. Оценив значение происшедшего, Петров в соей книге “Известия о гальвани-вольтовских опытах” не только подробнейшим образом описывает этот случай, но и пытается опредилить численное значение напряжения, могущего вызвать тяжелый исход. В 1862 г. фран. Леруа де Меркюр опубликовал подробное описание травмы, вызванной электрическим током. Перевод его статьи был опубликован в одном из первых номеров журнала “Электричество”. Затем последовали аналогичные случаи, вызванные электрическим током и сопровождавшиеся смертельным исходом. В этих описаниях указывалось,  что электрический ток может вызвать мгновенную и безболезненную смерть человека, не оставляя в ряде случаев никаких следов на теле пострадавшего. Были проведены опыты на животных, результаты которых косвенно подтвердили указанные описания исходов поражения при несчастных случаях.При ударе электрическим током человека остаются на теле ожоги в месте соприкосновения или наступает внезапная смерть. Электроожоги – воздействие на человека бывают термические и электрические. Электроожоги излечиваются значительно труднее и медленнее обычных термических, они также сопровождаются внезапно возникающими кровотечениями, омертвением отдельных участков тела, хотя температура пламени источником которого являлась электрическая дуга, во многих случаях была ниже, чем при обычных термических ожогах. 7.  Назначение защитной аппаратуры.В данном курсовом проекте используется защитная аппаратура: автоматические выключатели и предохранители. Автоматические выключатели – предназначены для защиты электроприёмника, сетей, от перегрузки и коротких замыканий. Аппараты имеют тепловой расцепитель или электродинамический расцепитель. Автоматы как правило снабжаются дугогасящими устройствами в виде фибровых пластин либо дугогасящих камер. Предохранители предназначены для защиты электрических сетей, электроустановок, электродвигателей от коротких замыканий. Корпус предохранителя изготавливается из фарфора или стекла в виде полой трубки или полого параллепипеда, заполняемого, как правило кварцевым песком для погашения дуги, возникающей при сгорании плавной вставки. Калиброванные вставки изготавливают из легкоплавкого металла или сплава. 11.  Расчёт сечений питающих кабелей.Для выбора проводов и кабелей необходимо учитывать место прокладки, напряжение и ток нагрузки. Iд≥ Iном (11.1) 27 ≥ 18 Выбираем по таблице длительно допустимого тока нагрузки вводного кабеля, сечением токопроводящей жилы 6 мм2, четырёхжильный маркой АВВГ. Внутри шкафа управления монтаж аппаратуры произведён проводом ПВ2, трёх жильным сечением 2,5 мм2. 6.  Выбор элементов схемы управления.В данном разделе необходимо рассчитать и выбрать основные элементы схемы управления: автомат защиты, предохранители, магнитные пускатели, контакторы, конечные выключатели, реле и кнопки управления. Выбираем предохранитель: Uном≥U1ном 10≥10кВ Iнорм=9,3 (А) Imax=12,9 (А) Предохранитель типа: НПН-2 Iном пред=15 (А) Выбираем автоматы по таблице: Для этого необходимо знать пиковый ток: Iпик = Iпуск (6.1) Ток пусковой равен:  (6.2)где Кпуска – технические данные двигателей. Автомат АЕ - 2000 при Iпуск = 25, рассчитанный на напряжение 380 В. Отключаемые токи от 100 до 300 А. Выбираем тепловое реле асинхронного двигателя:  (6.3)2518 ТРТ – 156 Выбираем линейный контактор по максимальной токовой нагрузке трёхфазной сети: КТ6000 (400 А, 380 В)  Выбираем контакторы: блокировочный, вперёд, назад МКУ – 48 (380 В, число контактов 2-8) Выбираем кнопочный пост управления типа ПКЕ – 212У2. Выбираем тип конечных выключателей: ВПК21АУ2 (10 А) |