Помощь студентам в учебе
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПЕРЕДВИЖЕНИЯ ТЕЛЕЖКИ МОСТОВОГО КРАНА
|
АННОТАЦИЯ 2
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ОПИСАНИЕ И ПРЕДНАЗНАЧЕНИЕ МОСТОВОГО КРАНА 10
1.1 Технические характеристики и описание работы выбранного
механизма 16
1.2 Фактические данные электрооборудования, технические
характеристики системы 18
2 ВЫБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ДВИГАТЕЛЯ РАБОТЫ СИСТЕМЫ И
РАСЧЕТ ЕГО ПАРАМЕТРОВ 20
2.1 Обзор электроприводов механизма передвижения тележки
мостового крана 20
2.1.1 Электропривод постоянного тока 21
2.1.2 Асинхронные двигатели переменного тока 22
3 ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА РОДА ТОКА И ТИПА
ЭЛЕКТРОПРИВОДА 24
3.1 Предварительный расчет двигателя и моментов статических
сопротивлений 24
3.2 Предварительный выбор электродвигателя 29
3.3 Определение передаточного числа и предварительный выбор
редуктора 31
3.4 Приведение статических моментов к валу двигателя 32
3.5 Приведение моментов инерции к валу двигателя 34
3.6 Предварительная проверка двигателя по нагреву и
производительности 36
3.7 Расчёт искусственных и естественных механических
характеристик электродвигателя 38
4 ВЫБОР ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ 44
5 ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК СИСТЕМЫ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ - ДВИГАТЕЛЬ 49
5.1 Построение переходных процессов 49
5.2 Расчет энергетических показателей электропривода 53
5.3 Проверка электропривода по нагреву и перегрузочной
способности 55
6 АВТОМАТИЗАЦИЯ МЕХАНИЗМА 57
6.1 Выбор программируемого логического контроллера 57
6.2 Выбор элементной базы автоматизации и преобразователей
технологической информации 60
6.3 Разработка функциональной схемы автоматизации 63
6.4 Разработка программного обеспечения системы автоматизации.... 64
7 РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ 68
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 69
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 70
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А 72
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 73
ВВЕДЕНИЕ 7
1 ОПИСАНИЕ И ПРЕДНАЗНАЧЕНИЕ МОСТОВОГО КРАНА 10
1.1 Технические характеристики и описание работы выбранного
механизма 16
1.2 Фактические данные электрооборудования, технические
характеристики системы 18
2 ВЫБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ДВИГАТЕЛЯ РАБОТЫ СИСТЕМЫ И
РАСЧЕТ ЕГО ПАРАМЕТРОВ 20
2.1 Обзор электроприводов механизма передвижения тележки
мостового крана 20
2.1.1 Электропривод постоянного тока 21
2.1.2 Асинхронные двигатели переменного тока 22
3 ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА РОДА ТОКА И ТИПА
ЭЛЕКТРОПРИВОДА 24
3.1 Предварительный расчет двигателя и моментов статических
сопротивлений 24
3.2 Предварительный выбор электродвигателя 29
3.3 Определение передаточного числа и предварительный выбор
редуктора 31
3.4 Приведение статических моментов к валу двигателя 32
3.5 Приведение моментов инерции к валу двигателя 34
3.6 Предварительная проверка двигателя по нагреву и
производительности 36
3.7 Расчёт искусственных и естественных механических
характеристик электродвигателя 38
4 ВЫБОР ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ 44
5 ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК СИСТЕМЫ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ - ДВИГАТЕЛЬ 49
5.1 Построение переходных процессов 49
5.2 Расчет энергетических показателей электропривода 53
5.3 Проверка электропривода по нагреву и перегрузочной
способности 55
6 АВТОМАТИЗАЦИЯ МЕХАНИЗМА 57
6.1 Выбор программируемого логического контроллера 57
6.2 Выбор элементной базы автоматизации и преобразователей
технологической информации 60
6.3 Разработка функциональной схемы автоматизации 63
6.4 Разработка программного обеспечения системы автоматизации.... 64
7 РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ 68
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 69
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 70
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А 72
ПРИЛОЖЕНИЕ Б 73
С ростом требований обслуживающих отраслей производства и народного хозяйства также происходит и развитие краностроительной отрасли, основная задача которой, на текущий момент, увеличение максимальной грузоподъемности. Не менее важными проблемами являются также увеличение и других параметров, таких как: длины вылета стрелы, пролётов, высоты подъема груза. При решении таких задач важно не допускать утраты маневренности, а скорее даже её улучшение, что могло бы расширить сферы применения подъемных кранов. Также важным условием является рост их производительности, в связи с чем разрабатываются алгоритмы маневренности технических движений, применяются автоматические грузозахватные устройства и развивается автоматизация систем управления краном. Достаточно актуальной остается одна проблема - повышение точности технологических операций. Для решения данной задачи необходимо разработать устройство гашения колебаний и увеличить диапазон регулирования скорости. Также представляется возможным решение задачи снижения нагрузок при движении и уменьшения подвесной массы подъёмных кранов.
В механизмах крановых электроприводов, как правило, используют электродвигатели (основным для таких механизмов является асинхронный двигатель), ДВС (в большинстве своём - дизельные), гидравлические и пневматические двигатели. Электродвигатели постоянного тока находят своё применение при необходимости в больших пределах плавного регулирования скорости механизма. Двигатели внутреннего сгорания применяются в случаях, когда необходима автономность, т.е. работа вне зависимости от электрической сети (автомобильные, гусеничные, плавучие, железнодорожные). При работе в условиях крайнего севера к ряду механизмов применяется комбинированный дизельно-электрический или дизельно-гидравлический привод.
Гидропривод компактнее и дает возможность в широких пределах бесступенчато регулировать скорость, также КПД также имеет малые значения.На подъемных кранах малых размеров применяется пневмопривод с поршневыми цилиндрами двигателями, работающими в помещениях с повышенной взрывоопасностью. Для редкого перемещения грузов обычно применяют ручной привод, потому что его скорость и мощность ограничены.
Крановыми механизмами управляет крановщик, рабочее место которого находится либо в грузовой телеге, мосту крана или в кабине, которая располагается на поворотной башне. Если же кран тихоходный или редко используется, то крановщик управляет краном будучи на полу с помощью кнопочного аппарата. Дистанционное управление осуществляется при помощи проводных джойстиков и радиопультов. При цикличной работе крана возможно автономное управление при помощи программируемого логического контроллера, крановщик же может наблюдать и управлять, используя радио- или видеосистемы связи.
Торможение и остановка механизмов осуществляется механическим способом - с использованием автоматических тормозов или тормозов, управляемых крановщиком. Если приводом крана является электрический привод, то используется электрическое торможение (динамическое, реверсивное, противовключением).
Электрический привод - это электромеханическое устройство, которое приводит в движение рабочий орган той или иной машины и управляет её технологическим процессом. Он состоит из трех частей:
электродвигателя - данное устройство осуществляет электромеханическое преобразование электрической энергии;
механической части - передача механической энергии рабочему органу механизма;
системы управления - обеспечивает необходимое управление технологическим процессом по заданным критериям.
Характеристики двигателя и некоторые возможности системы управления определяют, насколько точно и производительно выполняются некоторые технологические операции, также они позволяют оценить способностьпереносить динамические нагрузки, которые приложены к механическому оборудованию.
В связи с этим, электрические и механические элементы электропривода принято объединять в единую систему, структурные части которой находятся в полном взаимодействии.
Для плавного пуска электрического привода механизма передвижения как самого крана, так и тележки мостового крана используется преобразователи частоты. Современная технологическая продукция отличается таким и нововведениями, как безопасные троллеи, дублирующие радиоуправлением (пультового или джойстикового типа).
В наше время предприятия производят новейшие краны, используя импортное оборудование и комплектующие. Эти краны предназначены для новых условий работы в промышленности, связанные с необходимостью сокращения производственных издержек производства и повышения конкурентоспособности продукции. Управление и обслуживание кранов становится намного удобнее. Применение таких устройств более экономично: потребляемая электрическая мощность сокращается в 2-3 раза, что приводит к значительной экономии при очень частом использовании. Важно также обращать внимание на такие факторы как, надежность и безопасность эксплуатации
В механизмах крановых электроприводов, как правило, используют электродвигатели (основным для таких механизмов является асинхронный двигатель), ДВС (в большинстве своём - дизельные), гидравлические и пневматические двигатели. Электродвигатели постоянного тока находят своё применение при необходимости в больших пределах плавного регулирования скорости механизма. Двигатели внутреннего сгорания применяются в случаях, когда необходима автономность, т.е. работа вне зависимости от электрической сети (автомобильные, гусеничные, плавучие, железнодорожные). При работе в условиях крайнего севера к ряду механизмов применяется комбинированный дизельно-электрический или дизельно-гидравлический привод.
Гидропривод компактнее и дает возможность в широких пределах бесступенчато регулировать скорость, также КПД также имеет малые значения.На подъемных кранах малых размеров применяется пневмопривод с поршневыми цилиндрами двигателями, работающими в помещениях с повышенной взрывоопасностью. Для редкого перемещения грузов обычно применяют ручной привод, потому что его скорость и мощность ограничены.
Крановыми механизмами управляет крановщик, рабочее место которого находится либо в грузовой телеге, мосту крана или в кабине, которая располагается на поворотной башне. Если же кран тихоходный или редко используется, то крановщик управляет краном будучи на полу с помощью кнопочного аппарата. Дистанционное управление осуществляется при помощи проводных джойстиков и радиопультов. При цикличной работе крана возможно автономное управление при помощи программируемого логического контроллера, крановщик же может наблюдать и управлять, используя радио- или видеосистемы связи.
Торможение и остановка механизмов осуществляется механическим способом - с использованием автоматических тормозов или тормозов, управляемых крановщиком. Если приводом крана является электрический привод, то используется электрическое торможение (динамическое, реверсивное, противовключением).
Электрический привод - это электромеханическое устройство, которое приводит в движение рабочий орган той или иной машины и управляет её технологическим процессом. Он состоит из трех частей:
электродвигателя - данное устройство осуществляет электромеханическое преобразование электрической энергии;
механической части - передача механической энергии рабочему органу механизма;
системы управления - обеспечивает необходимое управление технологическим процессом по заданным критериям.
Характеристики двигателя и некоторые возможности системы управления определяют, насколько точно и производительно выполняются некоторые технологические операции, также они позволяют оценить способностьпереносить динамические нагрузки, которые приложены к механическому оборудованию.
В связи с этим, электрические и механические элементы электропривода принято объединять в единую систему, структурные части которой находятся в полном взаимодействии.
Для плавного пуска электрического привода механизма передвижения как самого крана, так и тележки мостового крана используется преобразователи частоты. Современная технологическая продукция отличается таким и нововведениями, как безопасные троллеи, дублирующие радиоуправлением (пультового или джойстикового типа).
В наше время предприятия производят новейшие краны, используя импортное оборудование и комплектующие. Эти краны предназначены для новых условий работы в промышленности, связанные с необходимостью сокращения производственных издержек производства и повышения конкурентоспособности продукции. Управление и обслуживание кранов становится намного удобнее. Применение таких устройств более экономично: потребляемая электрическая мощность сокращается в 2-3 раза, что приводит к значительной экономии при очень частом использовании. Важно также обращать внимание на такие факторы как, надежность и безопасность эксплуатации
В данном дипломном проекте представлено проектирование электропривода передвижения тележки мостового крана. При проектировании систем электроприводов были учтены наиболее важные положения с учетом данных требований в техническом задании. В ходе проектирования был произведён расчёт мощности электропривода, выбран двигатель AMTK13'2M6F6Y3. При помощи программы Matlab представлены механические и электромеханические характеристики были построены. Для управления системой был выбран преобразователь частоты Unidrive SP за счет его относительной не дороговизны, небольших габаритов, надёжных показателей и простоты в обслуживании. Были составлены функциональная и принципиальная схемы автоматизации заданного технологического процесса, для выбранного оборудования. Программируемый логический контроллер Direct LOGIC DL06 был выбран основой автоматизации. Для автоматизированной работы механизма управления мостовым краном был произведен выбор элементной базы, а также разработаны логические уравнения.
