Электрооборудование и электропривод главного движения токарного станка
|
Введение 9
1. Литературный обзор 11
1.1. Общие основы металлорежущих станков 11
1.2. Токарный станок и его место 13
1.3. Электрооборудование 14
1.4. Требования к электроприводу токарного станка 18
1.5. Обоснование выбора типа электропривода 19
2. Выбор и расчет силового оборудования регулируемого электропривода 23
2.1. Расчет мощности двигателя и его выбор 23
2.2. Выбор преобразователя частоты 24
2.2.1 Расчет и выбор основных силовых элементов 24
2.2.2 Расчет транзисторного мостового широтно-импульсного преобразователя 24
2.2.3 Расчет трехфазного мостового выпрямителя 27
2.2.4 Расчет фильтра 28
2.3. Выбор аппаратуры управления и защиты 30
2.3.1. Аппаратура управления 30
2.3.2. Аппаратура защиты 31
2.4. Расчет и выбор типа и сечения кабеля сети высокого напряжения 32
2.5. Расчет энергетических показателей электропривода 33
2.6. Технико-экономическое обоснование, безопасность труда, экологические и
эстетические аспекты при проектировании электропривода 37
2.6.1 Технико-экономическое обоснование 37
2.6.2 Безопасность труда 37
2.6.3 Экологические и эстетические аспекты при проектировании электропривода 39
3. Расчет динамических и статических характеристик для разомкнутой системы
регулируемого ЭП 40
3.1. Расчет естественных ю = f(I), ю = f(M) характеристик регулируемого электропривода40
3.2. Расчет регулировочных (искусственных) характеристик ю = f(I), 47
ю = f(M) регулируемого ЭП для заданного диапазона регулирования скорости 47
3.3. Расчет электромеханических переходных характеристик n=f(t) и 51
M=f(t) при пуске, набросе и сбросе нагрузки при мгновенном изменении задания 51
4. Функциональная схема системы регулируемого ЭП 56
4.1 Составление силовой схемы регулируемого ЭП 56
4.2 Составление схемы управления регулируемого электропривода 57
5. «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение» 58
5.1 Планирование научно-исследовательских работ 58
5.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования 58
5.1.2 Анализ конкурентных технических решений 59
6
5.1.3 Технология QuaD 61
5.1.4 SWOT-анализ 64
5.2 Определение возможных альтернатив проведения научных исследований 70
5.3 Планирование научно-исследовательских работ 70
5.3.1 Структура работ в рамках научного исследования 70
5.3.2 Определение трудоемкости выполнения работ 72
5.3.3 Разработка графика проведения научного исследования 73
5.4 Бюджет научно-технического исследования (НТИ) 78
5.4.1 Затраты на специальное программное обеспечение(ПО) для научных работ 78
5.4.2 Основная заработная плата исполнителей темы 79
5.4.3 Дополнительная заработная плата исполнителей темы 81
5.4.4 Отчисления во внебюджетные фонды 81
5.4.5 Накладные расходы 82
5.4.6 Формирование бюджета затрат научно-исследовательского проекта 83
5.5 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования 84
6. «Социальная ответственность» 87
6.1 Описание рабочей зоны 87
6.2 Анализ опасных и вредных факторов 87
6.3 Техника безопасности 88
6.4 Расчет искусственного освещения 89
6.5 Пожарная безопасность 91
6.6 Охрана окружающей среды 93
Заключение 94
Список использованных источников 95
1. Литературный обзор 11
1.1. Общие основы металлорежущих станков 11
1.2. Токарный станок и его место 13
1.3. Электрооборудование 14
1.4. Требования к электроприводу токарного станка 18
1.5. Обоснование выбора типа электропривода 19
2. Выбор и расчет силового оборудования регулируемого электропривода 23
2.1. Расчет мощности двигателя и его выбор 23
2.2. Выбор преобразователя частоты 24
2.2.1 Расчет и выбор основных силовых элементов 24
2.2.2 Расчет транзисторного мостового широтно-импульсного преобразователя 24
2.2.3 Расчет трехфазного мостового выпрямителя 27
2.2.4 Расчет фильтра 28
2.3. Выбор аппаратуры управления и защиты 30
2.3.1. Аппаратура управления 30
2.3.2. Аппаратура защиты 31
2.4. Расчет и выбор типа и сечения кабеля сети высокого напряжения 32
2.5. Расчет энергетических показателей электропривода 33
2.6. Технико-экономическое обоснование, безопасность труда, экологические и
эстетические аспекты при проектировании электропривода 37
2.6.1 Технико-экономическое обоснование 37
2.6.2 Безопасность труда 37
2.6.3 Экологические и эстетические аспекты при проектировании электропривода 39
3. Расчет динамических и статических характеристик для разомкнутой системы
регулируемого ЭП 40
3.1. Расчет естественных ю = f(I), ю = f(M) характеристик регулируемого электропривода40
3.2. Расчет регулировочных (искусственных) характеристик ю = f(I), 47
ю = f(M) регулируемого ЭП для заданного диапазона регулирования скорости 47
3.3. Расчет электромеханических переходных характеристик n=f(t) и 51
M=f(t) при пуске, набросе и сбросе нагрузки при мгновенном изменении задания 51
4. Функциональная схема системы регулируемого ЭП 56
4.1 Составление силовой схемы регулируемого ЭП 56
4.2 Составление схемы управления регулируемого электропривода 57
5. «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение» 58
5.1 Планирование научно-исследовательских работ 58
5.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования 58
5.1.2 Анализ конкурентных технических решений 59
6
5.1.3 Технология QuaD 61
5.1.4 SWOT-анализ 64
5.2 Определение возможных альтернатив проведения научных исследований 70
5.3 Планирование научно-исследовательских работ 70
5.3.1 Структура работ в рамках научного исследования 70
5.3.2 Определение трудоемкости выполнения работ 72
5.3.3 Разработка графика проведения научного исследования 73
5.4 Бюджет научно-технического исследования (НТИ) 78
5.4.1 Затраты на специальное программное обеспечение(ПО) для научных работ 78
5.4.2 Основная заработная плата исполнителей темы 79
5.4.3 Дополнительная заработная плата исполнителей темы 81
5.4.4 Отчисления во внебюджетные фонды 81
5.4.5 Накладные расходы 82
5.4.6 Формирование бюджета затрат научно-исследовательского проекта 83
5.5 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой, бюджетной, социальной и экономической эффективности исследования 84
6. «Социальная ответственность» 87
6.1 Описание рабочей зоны 87
6.2 Анализ опасных и вредных факторов 87
6.3 Техника безопасности 88
6.4 Расчет искусственного освещения 89
6.5 Пожарная безопасность 91
6.6 Охрана окружающей среды 93
Заключение 94
Список использованных источников 95
Электропривод - энергосиловое устройство, приводящее в движение машину или механизм. Состоит обычно из передаточного механизма, аппаратуры управления и источника энергии. Современный этап развития привода характеризуется массовым переходом от нерегулируемого электропривода к регулируемому.
Асинхронные двигатели наиболее часто применяются в промышленности и на транспорте из-за своей простоты и надёжности. Однако, эффективное управление ими представляет собой довольно сложную задачу и требует создания специальных систем управления.
Системы управления могут быть автоматическими, полуавтоматическими и ручными. Автоматическая работа системы поддерживается и контролируется механическими, гидравлическими, электрическими или др. аппаратами (распределителями, регуляторами, фотоэлементами и термоэлементами, телевизионными, программными, логическими устройствами и так далее).
Автоматизация управления позволяет регулировать замедление и ускорение, регулировать скорость при заданной программе в функции времени, пути или нагрузки, точную остановку или реверс, перераспределение нагрузки, защиту от разноса, неправильного начального положения, перегрузки и так прочее. Применение автоматизации (или частичной) увеличивает точность и надежность работы электропривода, повышает производительность машин в целом. В некоторых случаях автоматизация управления зависит от условия безопасности труда (нежелательное пребывание людей в пыльной или токсичной среде, при работе с радиоактивными материалами и прочее). Переход от индивидуального управления рабочими машинами к автоматическому управлению производственными агрегатами цехами или участками, все это дает автоматизация управления
Целью работы является разработка регулируемого реверсивного электропривода главного движения токарного станка, удовлетворяющего техническим условиям и требованиям.
Исходя из цели работы были поставлены следующие задачи:
1. Выбор силового оборудования согласно техническим данным
2. Разработка системы управления
3. Моделирование электропривода главного движения токарного станка с заданной системой управления
Асинхронные двигатели наиболее часто применяются в промышленности и на транспорте из-за своей простоты и надёжности. Однако, эффективное управление ими представляет собой довольно сложную задачу и требует создания специальных систем управления.
Системы управления могут быть автоматическими, полуавтоматическими и ручными. Автоматическая работа системы поддерживается и контролируется механическими, гидравлическими, электрическими или др. аппаратами (распределителями, регуляторами, фотоэлементами и термоэлементами, телевизионными, программными, логическими устройствами и так далее).
Автоматизация управления позволяет регулировать замедление и ускорение, регулировать скорость при заданной программе в функции времени, пути или нагрузки, точную остановку или реверс, перераспределение нагрузки, защиту от разноса, неправильного начального положения, перегрузки и так прочее. Применение автоматизации (или частичной) увеличивает точность и надежность работы электропривода, повышает производительность машин в целом. В некоторых случаях автоматизация управления зависит от условия безопасности труда (нежелательное пребывание людей в пыльной или токсичной среде, при работе с радиоактивными материалами и прочее). Переход от индивидуального управления рабочими машинами к автоматическому управлению производственными агрегатами цехами или участками, все это дает автоматизация управления
Целью работы является разработка регулируемого реверсивного электропривода главного движения токарного станка, удовлетворяющего техническим условиям и требованиям.
Исходя из цели работы были поставлены следующие задачи:
1. Выбор силового оборудования согласно техническим данным
2. Разработка системы управления
3. Моделирование электропривода главного движения токарного станка с заданной системой управления
Применение токарного станка широко применяется в разных отраслях и не теряет своей востребованности в производстве. Также со временем улучшается конструкция и его работа. Токарный станок является одним из главным механизмом резания.
В данной бакалаврской работе был произведен выбор силового шкафа на основе расчёта магнитного пускателя, предохранителя и кабеля. Выбран шкаф со степенью защиты со стороны дна IP21 и с остальных сторон IP54.
Рассчитан регулируемый электропривод главного движения токарного станка по системе ПЧ-АД. Произведен выбор преобразователя частоты, а также аппаратуры защиты и управления. Применение ПЧ позволяет сократить потребление мощность на низких частотах. Рассчитанный ЭП обладает хорошими энергетическими показателями, такими как КПД (81,4 %) и коэффициент мощности (0,93).
Рассчитаны естественная механическая и электромеханическая характеристики системы регулируемого электропривода. Также получены искусственные механические и электромеханические характеристики для заданного диапазона регулирования скорости.
Составлена структурная схема системы ПЧ-АД и рассчитаны параметры схемы.
Смоделирована в среде MATLAB 2010 система ПЧ-АД и получены переходные процессы, удовлетворяющие технологическому процессу.
Была произведена оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения научных исследований с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения. Также был рассчитан бюджет научно-технического исследования, где учитывались расходы на материалы, подготовку площадки, заработную плату сотрудников и т.д.
Проведен анализ опасных и вредных факторов при работе на токарном станке, рассмотрены техника безопасности, охрана окружающей среды и было рассчитано искусственное освещение, позволяющее работать мастерам.
В данной бакалаврской работе был произведен выбор силового шкафа на основе расчёта магнитного пускателя, предохранителя и кабеля. Выбран шкаф со степенью защиты со стороны дна IP21 и с остальных сторон IP54.
Рассчитан регулируемый электропривод главного движения токарного станка по системе ПЧ-АД. Произведен выбор преобразователя частоты, а также аппаратуры защиты и управления. Применение ПЧ позволяет сократить потребление мощность на низких частотах. Рассчитанный ЭП обладает хорошими энергетическими показателями, такими как КПД (81,4 %) и коэффициент мощности (0,93).
Рассчитаны естественная механическая и электромеханическая характеристики системы регулируемого электропривода. Также получены искусственные механические и электромеханические характеристики для заданного диапазона регулирования скорости.
Составлена структурная схема системы ПЧ-АД и рассчитаны параметры схемы.
Смоделирована в среде MATLAB 2010 система ПЧ-АД и получены переходные процессы, удовлетворяющие технологическому процессу.
Была произведена оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения научных исследований с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения. Также был рассчитан бюджет научно-технического исследования, где учитывались расходы на материалы, подготовку площадки, заработную плату сотрудников и т.д.
Проведен анализ опасных и вредных факторов при работе на токарном станке, рассмотрены техника безопасности, охрана окружающей среды и было рассчитано искусственное освещение, позволяющее работать мастерам.
Подобные работы
- Модернизация токарного станка с ЧПУ Hardinge GS200
Бакалаврская работа, автоматизация технологических процессов. Язык работы: Русский. Цена: 6500 р. Год сдачи: 2021