Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 9
1 СРАВНЕНИЕ ЗАРУБЕЖНЫХ И ПЕРЕДОВЫХ ОТЕЧЕСТВЕННЫХ
ТЕХНОЛОГИЙ И РЕШЕНИЙ 11
2ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА 16
2.1 Общие сведения 17
2.2 Описание конструкции крана 18
2.3 Описание рабочей машины и её технологического процесса 20
2.4Технологические требования к электроприводу 21
3 КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕСТА РАБОТЫ КРАНА 24
4 ВЫБОР ТИПА ЭЛЕКТРОПРИВОДА 25
4.1 Анализ электроприводов постоянного тока 25
4.2 Анализ электроприводов переменного тока 25
5РАСЧЕТ МОМЕНТОВ СТАТИЧЕСКИХ СОПРОТИВЛЕНИЙ
И ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ РАСЧЕТ МОЩНОСТИ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ... 26
5.1 Выбор электродвигателя 30
5.2 Определение передаточного числа и предварительный выбор
редуктора 31
5.3 Расчет приведенных статических моментов 32
5.4Расчет приведенныхмоментов инерции и
коэффициентов жесткости 34
5.5 Предварительная проверка двигателя по нагреву и производительности 36
6ВЫБОР ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ 40
6.1 Обзор преобразователя частоты 40
6.2 Режимы работы 41
6.3 Дополнительные функции 41
6.4 Схема соединения силовых цепей и цепей управления
преобразователя частоты UnidriveSP2401 43
7 ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОПРИВОДА 45
7.1 Расчет естественных характеристик двигателя 45
7.2Расчет параметров схем включения двигателя,обеспечивающих
работу в заданных точках 47
7.3 Расчет параметров схем включения, обеспечивающих
пуск и торможение двигателя 51
7.4 Составление структурной схемы электроприводаи расчет
ее параметров 52
7.5 Расчет переходных процессов и построениенагрузочных
диаграмм электропривода 56
7.6 Проверка электропривода на заданную производительность, по
нагреву и перегрузочной способности двигателя и преобразователя 56
8 НАСТРОЙКА ЭЛЕКТРОПРИВОДА 59
9 РАЗРАБОТКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ 61
10 ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 63
11 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ 73
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 79
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 80
В последнее время наметилась устойчивая тенденция к применению частотнорегулируемых электроприводов в крановом хозяйстве на предприятиях и за их пределами, как в России, так и за рубежом. Это обстоятельство объясняется следующим. Использование регулируемых приводов в крановом хозяйстве позволяет значительно повысить комфортные показатели работы крана в части ускорения. В свою очередь, обеспечиваемые частотно - регулируемым приводом плавные переходные процессы приводят к значительному снижению динамических нагрузок в элементах кинематической цепи привода, что позволяет повысить надежность и долговечность работы механического оборудования крана, отпадает необходимость замены редуктора, канатоведущего барабана, тормозных колодок, электродвигателя и других элементов при модернизации кранов.
Основной причиной широкого применения регулируемого привода в крановом хозяйстве является снижение энергопотребления при работе крана на 40- 60%, которое достигается за счет значительного снижения вращающихся маховых масс лебедки главного подъема .
Применение частотно - регулируемых преобразователей позволяет использовать асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором общего назначения, а не специализированные асинхронные двигатели с фазным ротором. Маховый момент ротора таких двигателей в разы меньше аналогичных крановых асинхронных двигателей с фазным ротором, а стоимость их снижается в 3-4 раза по сравнению с крановыми двигателями, специальной серии.
Таким образом, экономический эффект от внедрения частотно- регулируемого электропривода складывается из экономии электроэнергии и снижения эксплуатационных затрат.
Срок окупаемости в зависимости от грузоподъемности и интенсивности работы крана составляет от 3 до 8 лет (меньшая цифра соответствует большей грузоподъемности и интенсивности).
Для более точной оценки экономической и технологической эффективности внедрения частотно- регулируемого электропривода предлагается оснастить таким электроприводом один из кранов и экспериментально замерить расход электроэнергии до и после внедрения, а также оценить динамические нагрузки, удобство в управлении и другие технические параметры крана. Наиболее важное значение для успешного проведения этой работы имеет правильный выбор преобразователя частоты, как по его техническим параметрам, так и по маркетинговым соображениям, с учетом опыта использования преобразователей другими предприятиями.
Стоимость предлагаемого проекта состоит из стоимости нового электрооборудования (преобразователя частоты с тормозным резистором), стоимости работ по проектированию, монтажу, настройке и наладке электропривода крана, проведения исследовательских работ по оценке его
технико-экономических показателей и экономической эффективности.
Экономический эффект от внедрения частотно- регулируемого
электропривода складывается за счет снижения эксплуатационных затрат Теплосилового цеха ПАО «Комбинат» Магнезит».
Цель работы - снижение эксплуатационных затрат и экономии электроэнергии Теплосилового цеха ПАО «Комбинат» Магнезит».
Предстоит решить следующие задачи:
- сравнить передовые отечественные и зарубежные решения;
- изучить условия работы электропривода мостового крана;
- привести описание технологического процесса использования крана;
- рассчитать мощность электродвигателя;
- выбрать преобразователь частоты;
- разработать математическую модель электропривода и рассчитать характеристики;
- дать технико- экономические обоснование модернизации.
Предмет - электропривод тележки мостового крана Теплосилового цеха ПАО «Комбинат» Магнезит».
Объект - мостовой кран Теплосилового цеха ПАО «Комбинат» Магнезит».
В данной выпускной квалификационной работе был разработан электрический привод механизма передвижения тележки двухбалочного мостового крана, расположенного в Теплосиловом цехе ПАО «Комбинат «Магнезит».
На основании требований, предъявляемых к электроприводу, технического задания и технологических условий работы была разработана структурная схема электропривода, а затем произведен выбор ее основных элементов.
Механизм передвижения тележки крана приводится в движение асинхронным электродвигателем с короткозамкнутым ротором серии 4MTKF(H) 112ЕВ6.
Питание электродвигателя осуществляется от преобразователя частоты UnidriveSP2401 фирмы ControlTechniques.
Внедрение данной системы позволило:
- обеспечить плавное изменение скорости перемещения тележки крана;
- ограничить предельные нагрузки механизмов крана;
- обеспечить выполнение всех необходимых блокировок при работе механизма передвижения тележки крана;
- уменьшить динамические нагрузки на механизмы крана.
В экономической части дипломной работы выполнен расчет затрат на проектирование и монтаж механизма передвижения тележки крана, что составило: 342918 рублей со сроком окупаемости0,8 года, это в 7,81раза меньше нормативного срока.
В дипломной работе также рассмотрены вопросы технической безопасности и охраны труда.
