курсовая. 2. Расчетная часть Обоснование реконструкции (модернизации) оборудования

• Название: 2. Расчетная часть Обоснование реконструкции (модернизации) оборудования
• Анкор: курсовая
• Дата: 17.06.2022
• Размер: 94.72 Kb.
• Имя файла: raschetnaya_chast.docx
• Тип: Документы; #600550

2.Расчетная часть

2.1. Обоснование реконструкции (модернизации) оборудования

Большинство современных крановых электроприводов выполнено на основе асинхронных двигателей с фазным ротором, которые управляются силовыми контроллерами или низковольтными комплектными устройствами. Основным достоинством таких электроприводов является простота их использования, низкая стоимость и ремонтопригодность. Однако эти электроприводы не лишены и весьма существенных недостатков. Вот некоторые из них:

• Невозможность получения посадочной скорости в электроприводах механизмов подъема с силовыми контроллерами;
• Отсутствие режима силового спуска пустого крюка и легких грузов в электроприводах механизмов подъема с низковольтными комплектными устройствами;
• Отсутствие электрического торможения в электроприводах механизмов передвижения;
• Низкая износостойкость релейно-контакторной аппаратуры;
• Большие потери энергии при пуске и торможении электроприводов в интенсивном режиме работы.

Резюмируя вышесказанное, можно предположить, что многие крановые электроприводы не отвечают современным требованиям. Зачастую промышленные предприятия, где установлены краны, изменяют технологию производства и номенклатуру выпускаемой продукции, делают перепланировку производственных и складских помещений. В результате этого мостовой кран, изначально предназначенный для обслуживания склада металла, может, например, использоваться для точных монтажных операций, а краны, управляемые из кабины, переводятся на управление с пола и пр. Модернизация крановых электроприводов зачастую обусловлена необходимостью выполнения требований, предъявляемых к современным кранам. В настоящее время наиболее оптимальным вариантом при модернизации и создании новых электроприводов является использование частотно-регулируемого асинхронного электропривода.

2.2 Требования, предъявляемые к электроприводу

1. Номинальная скорость подъема : 12 м/мин

2. Допустимое ускорение 0.5 м/с²

3.Плавное регулирование скорости механизмов от минимального значение до номинального ( от 0,4 м/с до 12 м/с ).

4. Ограничение максимального линейного ускорения на уровне 0,1 м/с².

5.Максимально точное позиционирование груза.

6. Ограничение предельных нагрузок механизмов.

7. Высокая надежность и длительная бесперебойная работа при частых пусках и торможениях.

8. Обеспечить защиту преобразователя частоты двигателя.

9. Электропривод должен обеспечивать оптимальное протекание переходных процессов при разгоне, торможении, реверсировании и регулировании скорости вращения двигателя.

Исходными данными проектирования являются физические и геометрические параметры механизма подъема мостового крана. Исходные данные представлены в таблице 1.

Таблица 1.Исходные данные мостового крана.

Наименование параметра	Значение параметра
Грузоподъемность	25 т
Скорость подъема ( номинальная )	12 м/мин
Высота подъема	1 м
Вес грузозахватного устройства	0,8т
Диаметр барабана	0,5 м
КПД главного подъема	0,75
КПД редуктора	0,96
Продолжительность включения крана	40%

2.3Расчет и выбор мощности электродвигателя

1. Определяем статический момент при подъеме груза

, где

G – вес поднимаемого груза,

G₀ – вес грузоподъемного механизма,

D_б – диаметр барабана

- КПД двигателя




2. Статический момент при опускании груза (тормозной спуск)



=

3. Статический момент при подъме крюка без груза




4. Статический момент при опускании крюка без груза (силовой спуск)





5. Средний (эквивалентный) момент





6. Частота вращения двигателя

где

- скорость подъема

об/мин

7. Средняя (эквивалентная) мощность


кВт

8. Число циклов за час

где

Q – часовая работа



9. Продолжительность цикла (период).



с

10. Время работы за одну операцию

где

H – высота подъема

с

11. Время работы за цикл



с

12. Время одной паузы (отдыха)



с

13. Относительная продолжительность включения двигателя механизма.



=56,16%

14. Эквивалентная мощность на стандартную ПВ_ст = 40%




15. Мощность электродвигателя с учетом коэффициента запаса





кВт

Выбираем крановый двигатель с короткозамкнутым ротором

тип	Pном ,кВт	N, об/мин	Mмакс , Н·М	cosφ	ŋ
MTKH 512-6	55	960	1630	0,79	88

16. Проверить выбранный двигатель на перегрузочную способность по формуле:





кВт



2,38>1,74

Двигатель подходит.

2.4 Работа схемы управления

Управление электродвигателем осуществляется с помощью преобразователя частоты, к аналоговым входам преобразователя подключаются конечные выключатели, а к цифровому – джойстик. При изменении положения джойстика подается сигнал на преобразователь частоты, преобразователь подает напряжение пониженной частоты на двигатель и растормаживает тормоз. При дальнейшем движении преобразователь частоты плавно увеличивает частоту подаваемую на двигатель тем самым увеличивая скорость его движения. Так-же преобразователь защищает себя и двигатель от высоких пусковых токов.

2.5 Выбор аппаратуры защиты и управления.

1. Выбираем преобразователь частоты по P_н, I_н, U.

Таблица 2. Преобразователь частоты.

тип	Pн	Iн	U, B
ANV71HD55N4	55	116	380

2. Выбираем командоконтроллер

Таблица 3. Командоконтроллер (джойстик).

тип	Назначение
XKBZ992	Для управления преобразователем частоты

3. Краново-тормозное устройство



ТКТГ – 400м

4. Конечные выключатели SQ

Таблица 4. Конечные выключатели

тип	U, B	I, A	Назначение	Кол-во
BKM-B35	380	8	Цепи управления эл. приводом	2

2.6 Выбор питающего кабеля

Таблица 5. Питающий кабель.

Тип	I, A	S, мм2	Кол-во жил
КПГН	120	35	3

Проверим сеть на потери напряжения.








Находим потери U в процентах





Кабель подходит.

3.2.1 Выбор электродвигателя

Определим грузоподъемную силу по формуле



где g – ускорение свободного падения, 9,81 м/с²;

^m_г – номинальная масса груза, кг.



Определим статистическую мощность электродвигателя по формуле



где v_п – скорость подъема груза, 0,1 м/с;

– КПД механизма подъема, 0,8.