Введение
1 Технологическая часть 17
1.1 Описание промышленной установки и анализ технологического
процесса 17
1.2 Анализ кинематической схемы, определение параметров и проектирование расчетной схемы механической части электропривода 18
2 Выбор системы электропривода и автоматизация промышленной
установки 20
2.1 Литературный обзор по теме выпускной квалификационной
работы 20
2.2 Определение возможных вариантов и выбор рациональной системы
электропривода 21
3 Выбор элементов силового канала электропривода и расчет
параметров 23
3.1 Выбор электродвигателя и расчет параметров 23
3.1.1 Расчетные параметры электродвигателя 25
3.1.2 Определение параметров схемы замещения электродвигателя по
каталоговым данным 26
3.1.3 Расчет и построение естественной механической и
электромеханической характеристик электродвигателя 31
3.1.4. Расчет механических и электромеханических характеристик электропривода 35
3.2 Механическая система электропривода подъема 38
3.2.1 Параметры элементов механической системы привода 38
3.3 Определение заданной области работы 40
3.4 Выбор преобразователя частоты
3.4.1 Параметры преобразователя частоты
3.4.2 Проверка правильности выбора преобразователя 44
4 Разработка и исследование электроприводов со скалярным
управлением 46
4.1 Разработка имитационных моделей электропривода со скалярным
управлением 46
4.2 Исследование частотно-регулируемого асинхронного электроприводакрана
со скалярном управлением 54
4.2.1 Программа исследований электропривода 54
4.2.2 Параметры элементов силового канала электропривода
мостового крана 55
5 Разработка и исследование систем электропривода с векторным
управлением 62
5.1 Разработка имитационной модели регулируемого
электропривода с векторным управлением 62
5.2 Исследование частотно-регулируемого асинхронного
электроприводамостового крана с векторным управлением 76
5.2.1 Программа исследований электропривода 76
5.3 Исходные параметры настройки САР РЭП 77
6. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и Ресурсосбережение 90
6.1 SWOT-анализ по разработке проекта электропривода
мостового крана 9
6.2 Планирование технического проекта 93
6.2.1. Определение структуры работ в рамках технического проектирования 93
6.2.2 Определение трудоемкости выполнения работ 95
6.3 Составление сметы технического проекта 97
6.3.1 Затраты на специализированное оборудование 97
6.3.2 Полная заработная плата исполнителей ВКР 98
6.3.3 Отчисления во внебюджетные фонды
(страховые отчисления) 100
6.3.4 Накладные расходы 100
6.3.5 Формирование сметы технического проекта 101
6.4 Определение ресурсоэффективности проекта 101
7 Социальная ответственность 104
7.1 Анализ опасных и вредных факторов 105
7.2 Техника безопасности 105
7.3 Производственная санитария 106
7.4 Расчёт опасности поражения электрическим током 109
7.5 Расчёт заземления 110
7.6 Пожарная безопасность 113
7.7 Охрана окружающей среды 115
7.8 Защита от чрезвычайных ситуаций 119
Заключение 122
Список использованных источников 126
Приложение 1
Приложение 2
Крановое оборудование является одним из основных средств комплексной механизации всех отраслей народного хозяйства. Расширение отрасли машиностроения, занимающейся производством грузоподъемных машин: является важным направлением развития народного хозяйства для решения задачи всемерного сокращения и ликвидации тяжелого ручного труда.
Электропривод большинства грузоподъемных машин характеризуется повторно-кратковременным режимом работы при большой частоте включений широком диапазоне регулирования скорости и постоянно возникающих значительных перегрузках при разгоне н торможении механизмов. Особые условия использования электропривода в грузоподъемных машинах явились основой для создания специальных серий электрических двигателей и аппаратов кранового исполнения.
Для проведения практических инженерных расчетов в настоящее время созданы н внедрены в практику новые прогрессивные и доступные для широкого крута работников методы проектирования большинства крановых
электроприводов; отражающие современные направления оптимизации систем и их технико-экономического обоснования.
Среди направлений повышения эффективности использования кранового оборудования можно выделить два основных: снижение энергопотребления и повышение надежности. Использование частотно- регулируемого электропривода на базе асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором позволяет решить обе задачи достаточно невысокими затратами н является на сегодняшний день наиболее эффективным способом модернизации кранового оборудования.
Преимуществами применения частотно -регулируемого электропривода по
сравнению с другими схемами управления двигателями являются:
- повышение качества и значительная рационализация системы управления;
- автоматическое передвижение груза по заданной программе, г.е. введение крана в систему' АСУ TTI;
- возможность согласованного действия нескольких кранов по заданной программ* например при монтажно-сборочных работах;
- увеличение надежности и срока службы, как самого привода, так н всех его механизмов;
- упрощение процесса обслуживания;
- экономия электроэнергии;
- создание предпосылок для дальнейшего совершенствования, как самих кранов, так и систем управления: введение дистанционного управления, ликвидация приборов контроля грузоподъемности, снижение передаточного отношения редуктора, ликвидация полиспастов и т.д.
Целью выпускной квалификационной работы является разработка и исследование электропривода механизма подъема мостового крана грузоподъемностью 15 т.
В данной выпускной квалификационной работе произведено исследование между скалярным и векторным управлением методом моделирования на ЭВМ и вследствие этого можно сказать, что при скалярном управлении возникают провалы скорости двигателя и затем восстановление её после исчезновения перегрузки. Процессы торможения и разгона двигателя в этом случаи уже практически не управляются при максимальном грузе, особенно при его подъеме на определенную высоту. Значительные пульсации тока, момента и особенно скорости, не позволяют говорить о плавных характеристиках процесса.
По этому для для данной работы скалярное управление не удовлетворяет нашим условиям.
Векторное управление по отношению к скалярному в данном случае имеет значительные преимущества, что доказали исследования.
Преимущества векторного метода управления асинхронным двигателем:
• Высокий уровень точности при регулировании скорости вращения вала;
• Осуществление вращения двигателя на малых частотах происходит без рывков, плавно;
• Установлен датчик скорости, с его помощью достигли номинального значения момента на валу даже при нулевом значении скорости;
• Быстрое реагирование на возможное изменение нагрузки - резкие скачки нагрузки практически не отражаются на скорости электропривода,
• Высокий уровень КПД двигателя, за счет сниженных потерь из-за намагничивания и нагрева.
Вследствие всего был разработан частотно регулируемый электропривод мостового крана грузоподъемностью 20 тонн с векторным управлением в соответствии с требованиями технического задания.
Удовлетворяющий следующим техническим требованиям и характеристикам.
1. Режим работы - повторно-кратковременный.
2. Электропривод реверсивный, диапазон регулирования D =1:20.
3. Погрешность поддержания заданной частоты не более 10 % на нижней рабочей скорости.
4. Управление электроприводом - ручное, с пульта управления обслуживающим персоналом, в автоматизированном режиме поддержания давления с перспективой интеграции в систему управления более высокого уровня.
5. Электродвигатель должен быть предназначен для работы в условиях повышенной температуры, иметь закрытое исполнение со степенью защиты не ниже IP21.
6. Преобразователь должен быть предназначен для работы в закрытых стационарных помещениях при температуре окружающего воздуха от 5° до 45°С и относительной влажности не более 80% .
7. Система управления электроприводом должна обеспечивать надежную защиту от перегрузок и аварий, простоту управления и обслуживания.
8. Сеть трёхфазная, 380 ± 10% В, 50 ± 1Гц.
Помощь студентам и аспирантам в выполнении работ от наших партнеров
