Помощь студентам в учебе
Частотно-регулируемый электропривод механизма передвижения крана
|
Введение 8
1 Технологический процесс 10
1.1 Назначение и технические характеристики козлового крана ЛТ-62 10
1.2 Кинематические особенности козловых кранов 15
1.3 Требования, предъявляемые к электроприводу механизма горизонтального
передвижения 17
1.4 Обзор существующих систем управления электроприводами механизмов
передвижения козловых кранов 19
1.5 Особенности двухдвигательного электропривода 22
2 Выбор оборудования и расчет электропривода механизма передвижения
козлового крана 25
2.1 Выбор двигателя 25
2.2 Расчет параметров схемы замещения асинхронного
двигателя 31
2.3 Выбор преобразователя частоты 36
2.4 Расчет естественных характеристик электропривода 38
2.5 Расчет статических характеристик двигателя и элементов силового канала и нагрузки электропривода при частотном векторном управлении 41
2.6 Параметры, структурные схемы и модели системы преобразователь частоты
- асинхронный двигатель 43
3 Оптимизация контуров регулирования 46
3.1 Оптимизация контура тока с ПИ-регулятором 46
3.1.1 Параметры настройки контура тока с ПИ-регулятором 47
3.2 Оптимизация контура потокосцепления с ПИ-регулятором 48
3.2.1 Параметры настройки контура потокосцепления с ПИ-регулятором 50
3.3 Оптимизация контура скорости с ПИ-регулятором 51
3.3.1 Параметры настройки контура потокосцепления с ПИ-регулятором 52
4 Разработка имитационной модели электропривода 54
4.1 Математическая модель асинхронного двигателя 54
4.2 Механическая часть электропривода механизма передвижения
козлового крана 57
4.3 Проверка адекватности разработанной модели
асинхронного двигателя 59
4.4 Исследование способов управления для электропривода системы
«преобразователь частоты - асинхронный двигатель» 60
4.4.1 Скалярное управление 61
4.4.2 Векторное управление с обратной связью
по скорости одного двигателя 63
4.4.3 Векторное управление с обратной связью по скорости
каждого асинхронного двигателя 66
5 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение 70
5.1 Инициализация проекта и его технико-экономическое обоснование 70
5.2 Потенциальные потребители результатов
научно-технического проекта 71
5.2.1 Анализ конкурентных технических решений 71
5.3 Планирование научно-исследовательских работ 74
5.3.1 Планирование научно-исследовательских работ 74
5.3.2 Планирование пуско-наладочных работ 77
5.3.3 Состав бригады для проведения пуско-наладочных работ 80
5.4 Расчет бюджета проекта по внедрению двухдвигательного
электропривода
5.4.1 Смета затрат на пуско-наладочные работы 83
5.4.2 Расчет расходов при эксплуатации электропривода
(стоимости силовой электроэнергии) 84
5.4.3 Расчет амортизационных отчислений 84
5.4.4 Заработная плата обслуживающего персонала 84
5.4.5 Отчисления на социальное страхование (ЕСН) 86
5.4.6 Общая сумма эксплуатационных расходов 87
5.5 Определение ресурсной (ресурсосберегающей) и экономической
эффективности исследования 87
5.5.1 Интегральный финансовый показатель 87
5.5.2 Интегральный показатель ресурсоэффективности 88
5.5.3 Интегральный показатель эффективности вариантов исполнения
разработки 89
6 Социальная ответственность 93
6.1 Анализ выявленных вредных факторов проектируемой
производственной среды 93
6.2 Анализ выявленных опасных факторов проектируемой
производственной среды 95
6.3 Охрана окружающей среды 98
6.4 Расчет устройства защитного заземления 99
6.5 Защита в чрезвычайных ситуациях 102
6.6 Законодательное регулирование проектных решений 103
Заключение 104
Список литературы 105
1 Технологический процесс 10
1.1 Назначение и технические характеристики козлового крана ЛТ-62 10
1.2 Кинематические особенности козловых кранов 15
1.3 Требования, предъявляемые к электроприводу механизма горизонтального
передвижения 17
1.4 Обзор существующих систем управления электроприводами механизмов
передвижения козловых кранов 19
1.5 Особенности двухдвигательного электропривода 22
2 Выбор оборудования и расчет электропривода механизма передвижения
козлового крана 25
2.1 Выбор двигателя 25
2.2 Расчет параметров схемы замещения асинхронного
двигателя 31
2.3 Выбор преобразователя частоты 36
2.4 Расчет естественных характеристик электропривода 38
2.5 Расчет статических характеристик двигателя и элементов силового канала и нагрузки электропривода при частотном векторном управлении 41
2.6 Параметры, структурные схемы и модели системы преобразователь частоты
- асинхронный двигатель 43
3 Оптимизация контуров регулирования 46
3.1 Оптимизация контура тока с ПИ-регулятором 46
3.1.1 Параметры настройки контура тока с ПИ-регулятором 47
3.2 Оптимизация контура потокосцепления с ПИ-регулятором 48
3.2.1 Параметры настройки контура потокосцепления с ПИ-регулятором 50
3.3 Оптимизация контура скорости с ПИ-регулятором 51
3.3.1 Параметры настройки контура потокосцепления с ПИ-регулятором 52
4 Разработка имитационной модели электропривода 54
4.1 Математическая модель асинхронного двигателя 54
4.2 Механическая часть электропривода механизма передвижения
козлового крана 57
4.3 Проверка адекватности разработанной модели
асинхронного двигателя 59
4.4 Исследование способов управления для электропривода системы
«преобразователь частоты - асинхронный двигатель» 60
4.4.1 Скалярное управление 61
4.4.2 Векторное управление с обратной связью
по скорости одного двигателя 63
4.4.3 Векторное управление с обратной связью по скорости
каждого асинхронного двигателя 66
5 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и
ресурсосбережение 70
5.1 Инициализация проекта и его технико-экономическое обоснование 70
5.2 Потенциальные потребители результатов
научно-технического проекта 71
5.2.1 Анализ конкурентных технических решений 71
5.3 Планирование научно-исследовательских работ 74
5.3.1 Планирование научно-исследовательских работ 74
5.3.2 Планирование пуско-наладочных работ 77
5.3.3 Состав бригады для проведения пуско-наладочных работ 80
5.4 Расчет бюджета проекта по внедрению двухдвигательного
электропривода
5.4.1 Смета затрат на пуско-наладочные работы 83
5.4.2 Расчет расходов при эксплуатации электропривода
(стоимости силовой электроэнергии) 84
5.4.3 Расчет амортизационных отчислений 84
5.4.4 Заработная плата обслуживающего персонала 84
5.4.5 Отчисления на социальное страхование (ЕСН) 86
5.4.6 Общая сумма эксплуатационных расходов 87
5.5 Определение ресурсной (ресурсосберегающей) и экономической
эффективности исследования 87
5.5.1 Интегральный финансовый показатель 87
5.5.2 Интегральный показатель ресурсоэффективности 88
5.5.3 Интегральный показатель эффективности вариантов исполнения
разработки 89
6 Социальная ответственность 93
6.1 Анализ выявленных вредных факторов проектируемой
производственной среды 93
6.2 Анализ выявленных опасных факторов проектируемой
производственной среды 95
6.3 Охрана окружающей среды 98
6.4 Расчет устройства защитного заземления 99
6.5 Защита в чрезвычайных ситуациях 102
6.6 Законодательное регулирование проектных решений 103
Заключение 104
Список литературы 105
Реферат
Выпускная квалификационная работа 108 листов, 29 рисунка, 41 источник.
Ключевые слова: двухдвигательный электропривод, частотнорегулируемый, электропривод, кран козловой, управление векторное, выравнивание нагрузки.
Актуальность работы: Механизм передвижения крана козлового должен обеспечить синхронное вращение двух электроприводов даже при изменении нагрузки для него нужно разработать модель двухдвигательного электропривода
Объектом исследования является электропривод двухдвигательный механизма козлового крана его передвижения.
Задачи и цели работы состоят в исследовании и разработке двухдвигательной системы управления с частотными преобразователями и с датчиками по связям обратным, обеспечивающей вращение согласованное, при котором будет реализовываться движение равномерное опор крана козлового.
Работа состоит из пяти разделов, так же ведение, и заключение, представлен список использованных источников.
В процессе работы провели исследования электропривода двухдвигательного частотно-регулируемого.
По результатам исследования была обоснована адекватность имитационных моделей, так же получены параметры настройки данной системы которая обеспечивает синхронизации скоростей при работе вращения двух приводов и при изменении нагрузки.
Выпускная квалификационная работа выполнена в текстовом редакторе Microsoft Word. Так же были использованы: среда имитационного моделирования - Matlab, система компьютерной алгебры - MathCad
Введение
Подъёмно-транспортные машины, представляют собою большую категорию устройств назначения общепромышленного, исполняющих действия многообразные погрузочно-выгрузочные. К ним принадлежат краны - мостовые, башенные козловые, поворотные, и т.д. Из числа данных устройств, в особенно обстановках тяжелых и режимах активных, трудятся краны козловые.
Краны козловые снабжены системами электропривода двухдвигательного. Туда входят электропривода, выполняющие передвижение горизонтальное данного крана. Являются такими механизмы передвижения.
У стоек основания устанавливаются привода, представляющих собой основную несущую долю крана. Главным требованием к механизму передвижения является перемещение согласованное опор козлового крана при равной скорости вращения электроприводов. На основе предъявляемого требования, нужно использование специальной системы согласования электроприводов. Механизмы перемещении являются единственными, где необходима система синхронизации или согласования. [1, 2, 3]
С целью свершения установленной цели следует реализовать последующие вопросы:
1. Подобрать двигатель и преобразователь частоты, рассчитать характеристики на основании схемы замещения и получить механические и электрических-механические характеристики электродвигателя.
2. Подготовить модель в программной среде Simulink Matlab, позволяющую моделировать двухдвигательный привод устройство перемещения козлового крана, включительно 2 преобразователя, 2 мотора, реактивную нагрузку, контура связей обратных.
3. Выполнить проведение исследования имитационной модели двухдвигательного асинхронного частотно-регулируемого электропривода в разных системах работы: разной перегрузке и задании скорости. Выбрать коэффициенты с целью компенсаций момента и скольжения с целью выравнивания перегрузки для моторов с разнообразными параметрами.
4. Совершить вычисление и исследование технико-финансовых показателей, подсчитать ежегодный финансовый результат.
5. Установить и изучить опасные и вредоносные условия сфер. Проанализировать отрицательные влияния в охватывающую окружение, чрезмерные условия, что имеют все шансы появиться рядом эксплуатации электропривода козлового крана.
Выпускная квалификационная работа 108 листов, 29 рисунка, 41 источник.
Ключевые слова: двухдвигательный электропривод, частотнорегулируемый, электропривод, кран козловой, управление векторное, выравнивание нагрузки.
Актуальность работы: Механизм передвижения крана козлового должен обеспечить синхронное вращение двух электроприводов даже при изменении нагрузки для него нужно разработать модель двухдвигательного электропривода
Объектом исследования является электропривод двухдвигательный механизма козлового крана его передвижения.
Задачи и цели работы состоят в исследовании и разработке двухдвигательной системы управления с частотными преобразователями и с датчиками по связям обратным, обеспечивающей вращение согласованное, при котором будет реализовываться движение равномерное опор крана козлового.
Работа состоит из пяти разделов, так же ведение, и заключение, представлен список использованных источников.
В процессе работы провели исследования электропривода двухдвигательного частотно-регулируемого.
По результатам исследования была обоснована адекватность имитационных моделей, так же получены параметры настройки данной системы которая обеспечивает синхронизации скоростей при работе вращения двух приводов и при изменении нагрузки.
Выпускная квалификационная работа выполнена в текстовом редакторе Microsoft Word. Так же были использованы: среда имитационного моделирования - Matlab, система компьютерной алгебры - MathCad
Введение
Подъёмно-транспортные машины, представляют собою большую категорию устройств назначения общепромышленного, исполняющих действия многообразные погрузочно-выгрузочные. К ним принадлежат краны - мостовые, башенные козловые, поворотные, и т.д. Из числа данных устройств, в особенно обстановках тяжелых и режимах активных, трудятся краны козловые.
Краны козловые снабжены системами электропривода двухдвигательного. Туда входят электропривода, выполняющие передвижение горизонтальное данного крана. Являются такими механизмы передвижения.
У стоек основания устанавливаются привода, представляющих собой основную несущую долю крана. Главным требованием к механизму передвижения является перемещение согласованное опор козлового крана при равной скорости вращения электроприводов. На основе предъявляемого требования, нужно использование специальной системы согласования электроприводов. Механизмы перемещении являются единственными, где необходима система синхронизации или согласования. [1, 2, 3]
С целью свершения установленной цели следует реализовать последующие вопросы:
1. Подобрать двигатель и преобразователь частоты, рассчитать характеристики на основании схемы замещения и получить механические и электрических-механические характеристики электродвигателя.
2. Подготовить модель в программной среде Simulink Matlab, позволяющую моделировать двухдвигательный привод устройство перемещения козлового крана, включительно 2 преобразователя, 2 мотора, реактивную нагрузку, контура связей обратных.
3. Выполнить проведение исследования имитационной модели двухдвигательного асинхронного частотно-регулируемого электропривода в разных системах работы: разной перегрузке и задании скорости. Выбрать коэффициенты с целью компенсаций момента и скольжения с целью выравнивания перегрузки для моторов с разнообразными параметрами.
4. Совершить вычисление и исследование технико-финансовых показателей, подсчитать ежегодный финансовый результат.
5. Установить и изучить опасные и вредоносные условия сфер. Проанализировать отрицательные влияния в охватывающую окружение, чрезмерные условия, что имеют все шансы появиться рядом эксплуатации электропривода козлового крана.
В данной выпускной квалификационной работе был разработан частотно-регулируемый асинхронный двухдвигательный электропривод механизма передвижения крана козлового, с реализацией синхронизации скорости движения опор.
В процессе проектирования былы изучены вопросы назначения крана его характеристики технические его схема кинематическая, так же особенности козлового крана ЛТ-62. На основании данных была расчитана нагрузка и выбран двигатель асинхронный AMTKF132М6 мощностью которого равна 7,5 кВт и частотный преобразователь Schneider Electric Altivar 71. Рассчитаны параметры схемы замещения двигателя и получены его характеристики статические.
С помощбю программы Matlab на основании модели математической двухфазной в неподвижной системе координат d, q была разработана модель имитационная двухдвигательного электропривода частотно-регулируемого, которая включает в себя S-образный задатчик интенсивности, контура тока, скорости и потокосцепления, механическую часть и два двигателя.
С использованием модели были проведены всесторонии исследования электропривода двухдвигательного, в результате исследований было установлено, что синхронизацию скорости вращения этих двух двигателей опеспечиввает векторное управление с обратными связяпи по скорости по каждому электродвигателю.
Был сделан расчет и проведен анализ технико-экономических показателей,а так же рассчитан годовой эффект экономический от использования электропривода двухдвигательного. Данный привод дает положительный экономический эффект, что позволяет сократиь число персонала обслуживающего, а значит, уменьшиться фонд оплаты труда.
В разделе «Социальная ответственность» проанализированы и определены вредные и опасные факторы среды, воздействия негативные на среду окружающую, чрезвычайные ситуации при работе в процессе эксплуатации привода козлового крана.
В процессе проектирования былы изучены вопросы назначения крана его характеристики технические его схема кинематическая, так же особенности козлового крана ЛТ-62. На основании данных была расчитана нагрузка и выбран двигатель асинхронный AMTKF132М6 мощностью которого равна 7,5 кВт и частотный преобразователь Schneider Electric Altivar 71. Рассчитаны параметры схемы замещения двигателя и получены его характеристики статические.
С помощбю программы Matlab на основании модели математической двухфазной в неподвижной системе координат d, q была разработана модель имитационная двухдвигательного электропривода частотно-регулируемого, которая включает в себя S-образный задатчик интенсивности, контура тока, скорости и потокосцепления, механическую часть и два двигателя.
С использованием модели были проведены всесторонии исследования электропривода двухдвигательного, в результате исследований было установлено, что синхронизацию скорости вращения этих двух двигателей опеспечиввает векторное управление с обратными связяпи по скорости по каждому электродвигателю.
Был сделан расчет и проведен анализ технико-экономических показателей,а так же рассчитан годовой эффект экономический от использования электропривода двухдвигательного. Данный привод дает положительный экономический эффект, что позволяет сократиь число персонала обслуживающего, а значит, уменьшиться фонд оплаты труда.
В разделе «Социальная ответственность» проанализированы и определены вредные и опасные факторы среды, воздействия негативные на среду окружающую, чрезвычайные ситуации при работе в процессе эксплуатации привода козлового крана.