АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ЧАСТЬ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ 9
1.1 Краткая характеристика исследуемого мостового крана 9
1.2 Описание работы электрической схемы механизма подъема мостового
крана 12
1.3 Проблема мостового крана 14
1.4 Задача исследования 15
2 ЧАСТЬ. РАСЧЕТЫ 16
2.1 Построение электромеханических и механических характеристик 16
2.2 Моделирование токов при пуске 23
3 ЧАСТЬ. ЭКСПЕРИМЕНТЫ 30
3.1 Схемы замеры токов при различных грузах 30
3.2 Построение переходных процессов на основе экспериментальных
данных 31
3.2 Определение точки перехода с одной характеристики на другую 35
4 ЧАСТЬ. РАСЧЕТ СРЕДНЕКВАДРАТИЧНЫХ ТОКОВ 38
4.1 Расчет среднеквадратичных токов 38
4.2 Построение диаграммы работы привода подъема 43
4.3 Анализ расчетов 47
5 ЧАСТЬ. АЛЬТЕРНАТИВНЫЕ ВАРИАНТЫ ЗАМЕНЫ ИССЛЕДУЕМОГО
ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПОДЪЕМА 49
5.1 Замена на асинхронный двигатель с фазным ротором 49
5.2 Замена на асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором и
устройством плавного пуска 54
5.3 Замена на асинхронный двигатель с преобразователем частоты 59
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 71
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 72
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А 74
Кранами называются грузоподъемные устройства, служащие для вертикального и горизонтального перемещения грузов на расстояния. Потребность в грузоподъемном оборудовании продолжает расти. Это объясняется тем, что большую долю механизации различных производственных процессов составляют подъемно-транспортные машины.
Подавляющее большинство грузоподъемных машин изготовляемых отечественной промышленностью, имеет привод основных рабочих механизмов, и поэтому действия этих машин в значительной степени зависит от качественных показателей используемого кранового оборудования.
В цехах предприятий по производству металлоконструкций наибольшее распространение получили мостовые краны. С их помощью производится подъем и опускание тяжелых листов металлопроката, деталей и узлов металлоконструкций, а также их перемещение вдоль и поперек цеха.
Одной из важнейших технических характеристик грузоподъемного оборудования - это режим его работы, в котором можно эксплуатировать оборудование без ущерба его технического состояния и надежности работы механизмов. Работа мостового крана в не предназначенном для него режиме, может привести к преждевременному выходу из строя его механизмов.
Целью данной выпускной квалификационной работы является анализ переходных процессов двухдвигательного привода подъема мостового крана и выявления причин выхода его из строя. Электропривод подъема работает в интенсивном повторно-кратковременном режиме, с частыми пусками, при изменяющейся в нагрузке на валу двигателя.
В выпускной квалификационной работе методом среднеквадратичных токов рассчитываем его при среднем грузе поднимаемым краном. Но для их расчета требуется знать переходные процессы при пуске исследуемого привода и диаграмму работы крана механизмом подъема. В программном продукте «MATLAB» и её расширениях «Simulink» и «SimPowerSystems» построена модель
двигателя и переходные процессы двигателя MF13X-106.Выявлены причины выхода из строя двигателей подъема.
Крановые механизмы периодически пополняется новыми современными системами электроприводов. Однако наряду с новыми типами на производстве в эксплуатации находится много систем прежних выпусков. Поэтому для повышения производительности труда и безаварийной работы исследуемого привода подъема мостового крана имеет большое значение их модернизация. То есть замена устаревшего оборудования подъема мостового крана современным, новым оборудованием.
Приведены варианты замены на более новые разработки в технике, которые могли бы улучшить производительность, уменьшить его энергоемкость, сократить простои, увеличить межремонтный цикл грузоподъемных механизмов.
В данной выпускной квалификационной работе проведен анализ переходных процессов двухдвигательного привода подъема мостового крана. Произведено описание работы мостового крана и релейно-контакторной схемы управления двухдвигательного подъема. При помощи специализированных программ, для расчета статических и динамических характеристик электропривода, созданными сотрудниками кафедры ЭПА «Южно-Уральского государственного университета» (НИУ) под руководством Г.И. Драчева для среды Matlab 7.0, были построены естественные характеристики двухскоростного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором MF13X-106. Осуществлен анализ и описание применения двухскоростного двигателя для данного мостового крана.
Воспользовавшись современным программный продуктом «MAТLAB» и её расширением «Simulink» и «SimPowerSystems» построили модель двухскоростного двигателя MF13X-106 и переходные пусковые характеристики при номинальной грузоподъемности мостового крана. По построенным пусковым характеристикам отклонений не было выявлено.
Осуществили замер скоростей и токов двигателя MF13X-106 при различной нагрузке. Подставили данные в модель двигателя MF13X-106 и построили переходные процессы пуска при различной грузоподъемности. Анализируя работу машиниста крана построили диаграмму совершения операций механизмом подъема при средней нагрузке.
Методом среднеквадратичных (эквивалентных) токов рассчитали ток исследуемого двигателя подъема. Результат расчета выявил превышение над номинальным током, что свидетельствует о перегреве двигателя и дальнейшем выходе из строя. Выполнены рекомендации по замене данного электропривода на другой. Указаны плюсы и минусы каждого предлагаемого взамен варианта.
