АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ 9
1.1 НАЗНАЧЕНИЕ И ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ЛЕНТОЧНЫХ КОНВЕЙЕРОВ 9
1.2 КОНВЕЙЕРНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ И ТЕНДЕНЦИИ ЕГО РАЗВИТИЯ 12
1.3 УСТРОЙСТВО ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА 15
2 ВЕНТИЛЬНЫЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДЫ 17
2.1 ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ С ВЕНТИЛЬНЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ И ИХ
ПРИМЕНЕНИЕ 17
2.1.1 Бесконтактный двигатель постоянного тока 18
2.1.2 Бесконтактный двигатель переменного тока 19
2.2 ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ ВЕНТИЛЬНОГО ДВИГАТЕЛЯ В ТЯГОВОМ ЭЛЕКТРОПРИВОДЕ21
3 ОБЗОР ЛЕНТОЧНОГО КОНВЕЙЕРА НА БАЗЕ ТЯГОВОГО
ЭЛЕКТРОПРИВОДА С БЕСКОНТАКТНЫМ ТРЕХФАЗНЫМ ДВИГАТЕЛЕМ ... 27
3.1 ОПИСАНИЕ СИСТЕМЫ 27
3.1.1 Назначение системы 27
3.1.2 Технические характеристики 27
3.1.3 Состав системы 27
3.1.2.1 Блок управления 28
3.1.2.2 Электродвигатель ЭДБ800 30
3.1.2.3 Пульт управления 33
3.1.2.4 Датчики 35
3.2 РЕЖИМЫ РАБОТЫ СИСТЕМЫ 35
3.2.1 «ЗАГРУЗКА» 36
3.2.2 «РАЗГРУЗКА» 36
3.2.3 «ПООПЕРАЦИОННОЕ УПРАВЛЕНИЕ» 37
3.2.4 «КОНТРОЛЬ» 37
4 РАЗРАБОТКА УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ ВРАЩАЮЩИМСЯ
КОНВЕЙЕРОМ 39
4.1 ВЫБОР МИКРОКОНТРОЛЛЕРА 39
4.2 ВЫБОР ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ МИКРОСХЕМ 40
4.3 ВЫБОР ИСТОЧНИКА ТАКТОВЫХ СИГНАЛОВ 43
4.4 ВЫБОР ШИННЫХ ФОРМИРОВАТЕЛЕЙ 44
4.5 ВЫБОР ВЫХОДНЫХ РЕГИСТРОВ 47
4.6 ВЫБОР ПРИЕМОПЕРЕДАТЧИКА ИНТЕРФЕЙСА RS232 51
4.7 ВЫБОР РЕЗИСТОРОВ 53
4.8 ВЫБОР КОНДЕНСАТОРОВ 54
4.9 ОБЪЕДИНЕНИЕ ВЫБРАННЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ЕДИНУЮ СХЕМУ 57
5 РАСЧЕТ КОЭФФИЦИЕНТА ПЕРЕСЧЕТА ПО ТЕМПЕРАТУРЕ 66
6 РАСЧЕТ ЗАВИСИМОСТИ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАПОЛНЕНИЯ СИГНАЛА
ТОКА ПОТРЕБЛЕНИЯ ОТ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА 73
6.1 РАСЧЕТ ЗАВИСИМОСТИ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАПОЛНЕНИЯ ОТ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА
ПРИ о 1 =2000 74
6.2 РАСЧЕТ ЗАВИСИМОСТИ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАПОЛНЕНИЯ ОТ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА
ПРИ о 2 =4000 78
7 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ РАБОТЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ В
ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОМ РЕЖИМЕ 84
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 91
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 93
ПРИЛОЖЕНИЯ
Конвейеры, которые на практике часто называют транспортерами, относят к механизмам непрерывного транспорта. В современном мире они являются неотъемлемой частью многих технологических процессов. С их помощью регулируют темп производства, обеспечивают его ритмичность и непрерывность. Транспортеры часто объединяют с технологическими машинами и установками в поточно-транспортные системы (ПТС) и поточно-транспортные линии (ПТЛ) для повышения производительности труда и увеличения выпуска продукции. Из-за тесной связи конвейеров с технологическими процессами важно обеспечить их надежную работу и удобство в эксплуатации, потому что в случае возникновения нештатных ситуаций предприятие рискует понести значительные экономические потери из-за остановки производства.
Всё многообразие конвейеров можно разделить на 2 большие группы: с тяговым органом (ленточные, скребковые, ковшовые, цепные и тд.) и без тягового органа (роликовые, инерционные, винтовые и др.).
Наиболее распространенным типом транспортеров являются ленточные конвейеры - они составляют около 90% всего парка транспортирующих машин.
В рамках выпускной квалификационной работы (ВКР) рассматривается ленточный конвейер (транспортер) на базе тягового электропривода с бесконтактным трехфазным двигателем с повторно-кратковременным режимом работы, применяемый в системе подачи заготовок.
Целью ВКР является исследование сигналов тока потребления и внутренней температуры двигателя и возможностей его использования в продолжительном режиме.
Задачи, решаемые в процессе:
1. Обзор современных ленточных конвейеров и тенденций развития конвейерного оборудования;
2. Изучение теории вентильных двигателей;
3. Разработка устройства управления для управления двигателем;
4. Расчет зависимости коэффициента заполнения от температуры двигателя при различных температурах окружающей среды и вычисление коэффициента
пересчета по температуре;
5. Расчет зависимости коэффициента заполнения от крутящего момента для проверки исправности редуктора и прогнозирования отказов;
6. Расчет зависимости температуры двигателя от времени работы для определения возможности его использования в длительном режиме работы.
Элементом научной новизны является программно-аппаратная реализация управления двигателем вращающегося транспортера.
Теоретическая значимость работы состоит в анализе сигналов обратной связи по току потребления и внутренней температуре двигателя; получении зависимости коэффициента заполнения от внутренней температуры двигателя для вычисления коэффициента пересчета по температуре и зависимости коэффициента заполнения выходного сигнала обратной связи по току потребления от крутящего момента для прогнозирования отказов двигателя.
Практическая значимость работы состоит в подтверждении или опровержении возможности работы системы в продолжительном режиме на основе полученных зависимостей и построение цепей управления с обратной связью по току потребления и температуре двигателя.
По итогу выполнения магистерской выпускной квалификационной работы получены следующие результаты:
1. Был проведен анализ современных ленточных конвейеров, областей их применения; закреплены знания в области вентильных двигателей;
2. Разработано устройство управления вращающимся транспортером;
3. Для расчета коэффициента пересчета по температуре были проведены климатические испытания двигателя при различных температурах (-650С, -40ОС, -200С, 00С, НКУ, +500С, +700С), не выходящие за границы, которые указаны в техническом условии (-650С - +700С). По полученным осциллограммам сигнала обратной связи по температуре был рассчитан коэффициент заполнения для каждого случая и рассчитана зависимость коэффициента заполнения от температуры двигателя;
4. Так как в двигателе отсутствуют механизмы защиты от его выхода из строя, для прогнозирования отказов была экспериментально получена зависимость коэффициента заполнения выходного сигнала обратной связи по току потребления от крутящего момента. В дальнейшем на основе этой зависимости будет доработана программно-аппаратная часть, которая будет осуществлять блокировку пуска двигателя и оповещения оператора о выходе значения тока потребления за границы, в которых двигатель работает в штатном режиме.
5. На стенде-имитаторе вращающегося транспортера экспериментально была получена зависимость внутренней температуры от времени работы двигателя. В ходе эксперимента в реальном времени с помощью осциллографа снимались сигналы обратной связи по температуре, по которым высчитывался коэффициент заполнения. Полученные значения подставлялись в ранее полученную зависимость температуры двигателя от коэффициента заполнения. Было обнаружено, что спустя 35 минут
непрерывной работы внутренняя температура двигателя выходит на значение 610С и в дальнейшем повышается незначительно. На основании этого можно сделать вывод, что двигатель ЭДБ800 можно использовать в длительном режиме работы.
Дальнейшая работа в данной области предусматривает разработку и внедрение алгоритмов, направленных на остановку двигателя при выходе значений внутренней температуры и тока потребления за установленные пределы, а так же на выявление неисправностей исполнительных механизмов
самого двигателя.
