Тема 1. Введение в электропривод

Э_лП – электр. преобразователь;

ЭМ – электр. машина;

МП – мех. Передача;

РМ – рабочая машина;

КА – коммутационная аппаратура;

ЭСС – электроснабжающая сеть;

БД – блок датчиков;

СУ – система управления;

U₃ – напряжение задания;

Электропривод – электромеханическая система (ЭМС) состоящая из электрических и механических элементов предназначенных для осуществления управляемого процесса обратимого преобразования электрической энергии в механическую и передачи ее исполнительному органу рабочей машины для приведения ее в движение.

Классификация электроприводов:

1. По роду приводного двигателя

- Электронные машины постоянного тока.

- Электронные машины переменного тока.

2. По способу распределения механической энергии:

- Групповой электропривод (обеспечивает движение исполнительных органов нескольких рабочих машин; передача механической энергии и ее распределение произв. с помощью трасмисии механической);

- Индивидуальный

- Взаимосвязанный (содержит 2 или больше механических связанный между собой эл. двигателя);

3. По возможности регулирования скорости ЭП

- регулируемый ЭП (обеспечение различной скорости вращения рабочей машины)

- нерегулируемый ЭП (обеспечение движения рабочей машины с одной рабочей скоростью);

4. По степени управляемости:

- программно-управляемый ЭП (управляемые в соответствии с заданной программой);

- следящий ЭП (автоматически отрабатывает движение рабочей машины с определенной точностью в соответствии с меняющимися произвольно меняющимся сигналам);

- адаптированный ЭП (автоматически меняет структуру или параметры системы при изменении условий работы с целью выбора оптимального решения)

5. По роду передаточного устройства:

- редукторный

- без редукторный

6. По уровню автоматизации:

- не автоматизированный (все режимы работы ЭП задаются оператором);

- автоматизированный (оператором задается необходимый режим работы, функциями ЭП является поддержание задонного режима роботы);

- автоматический (без оператора)

Общие требования к электроприводу

- Надежность (способность объекта выполнять свои функции в течении определенного промежутка времени).

- Точность (способность реализовать заданный технологический процесс).

- Энергетическая эффективность (КПД, потребляемая мощность).

- Ресурсоемкость (учитываем стоимость материалов в ЭП, трудоемкость при монтаже, наладке и эксплуатации).

Основные направления развития ЭП

1. Расширение сферы применения ЭП вообще (бытовая техника, медицина).

2. Расширение диапазона мощностей в двигателях (до 12 МВт для постоянного тока, до 60 МВт для переменного, минимальная мощность 0.1 Вт).

3. Расширение диапазона скоростей вращения (макс – 150 – 350 тыс.об/мин.: химическая промышленность, обработка урана, электропромышленность, металлообработка станков; мин. – несколько об/мин. :мельницы, прокатные станы).

4. Расширение сферы ЭП переменного тока (25% - постоянного тока, 75% - переменного тока).

5. Интенсивное развитие техники для применения автоматически регулируемых ЭП с использованием микропроцессорных систем управления (Fuzzy – логика, нейтральные сети).

Классификация и режимы работы производственных

машин и механизмов

1. По назначению:

- Подъемно-транспортные машины (лифты, конвейеры, краны подъемные, эскалаторы, канатные дороги).

- Землеройные машины (одноковшовые экскаваторы, дреглайны, роторные экскаваторы).

- Машины для транспортировки жидких средств и грузов (насосы центробежные и поршневые, гидротурбины, вентиляторы, компрессоры).

- металлорежущие станки (токарные, фрезерные, шлифовальные).

2. Область применения.

3. Конструктивное исполнение. Механизмы выполняют однотипную рабочую операцию, имеют различные конструктивные особенности (шахтерская подъемная установка имеет специфические конструктивные отличия от лифта).

4. Характер технологического процесса:

- Механизм циклического действия (подъемные краны, лифты, экскаваторы).

- Механизмы непрерывного действия (насосы, компрессоры, эскалаторы, конвейеры, вентиляторы).

ТПМ – типовые промышленные механизмы

- Механизмы непрерывного транспорта (цепные конвейеры, канатные дороги, эскалаторы) предназначены для перемещения грузов или пассажиров в строго определенном направлении на ограниченное расстояние. Конвейеры применяются во всех отраслях промышленности для непрерывного перемещения без остановок на разгрузку или загрузку насыпных грузов. Основной характеристикой является его производительность:

,

V – скорость передвижения рабочего органа;

m – масса ------------------

S – площадь поперечного сечения слоя материала. Наибольшую производительность имеют конвейеры в горнорудной отросли. Режимы их работы наиболее тяжелы – перепады температур и влажность, большая запыленность

Канатные дороги – подвесные конвейеры, где тянущими и несущими элементами являются канаты (маятниковые и кольцевые, грузовые, транспортные и отвесные)

Эскалатор – это наклонный цепной конвейер, предназначенный для перемещения людей с одного к другому уровню.

Мощность электродвигателя:

,

K₃ – коэффициент запаса 1.1 – 1.3

F_cm – сила сопротивления движения

P_эд > P_pacr

При выборе электродвигателя к конвейерным установкам необходимо учитывать большие моменты при трогании механизма, обеспечение требований надежности и экономичности работы.

Подъемные краны

Классификация подъемных кранов.

1. По области применения (цеховые, транспортные, строительные, морские)

2. По конструкции (мостовые, козловые, башенные, краны-штабелеры)

3. По виду грузозахватных приспособлений (крюки, грейферы, магниты)

Режимы работы подъемных кранов повторно кратковременные:

Л – легкий режим с ПВ (продолжительность включения) (до 60 включений в час).

С – средний режим с ПВ = 25% (до 120 вкл. В час)

Т – тяжолый режим с ПВ = 40% (до 240 вкл. В час)

ВТ – весьма тяжолый режим с ВП = 60% (до 600 вкл. В час)

Основными механизмами крана являются: механизм подъема, механизм перемещения тележки и механизм перемещения крана.

График нагрузки механического подъема состоит из 4-х участков: подъем и опускание, с грузом и без груза.

Для механизмов перемещения характерно 2 участка: робота с грузом и без него.

Электропривод крановых механизмов выполняется на базе асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором (КЗР) и фазным ротором (ФР) и на базе двигателей постоянного тока (ДПТ)

Р_расч= _,

m – текущая масса груза; m₀ – масса крана без груза;

V_п – номинальная скорость подъема груза;

– КПД передачи;

P_эд > P_pacr;

Требования к электроприводам

1. Повышенная надежность и безопасность роботы (обеспеченная за счет системы выключения, ограничителей).

2. Обеспечение необходимого диапазона регулирования частоты вращения ЭД.

Установленные тяжелые грузы – значит, сложнее, чем легкие. Посадочные скорости должны быть небольшие. Поэтому необходимо изменять и регулировать частоты вращения двигателя.

3. Ограничение ускорений. Из-за большой инерционности крановых механизмов необходимо иметь большие ускорения при их разгоне и торможении. Это приводит к значительным перегрузкам, раскачиванию. Поэтому необходимо ограничение скоростей допустимыми значениями.

ЭП подъемных установок

(лифты, шахтные подъемники)

Лифты бывают пассажирские, грузовые и грузопассажирские.

Пассажирские: тихоходные, быстроходные, скоростные, высокоскоростные. В тихоходных и быстроходных используются двигатели переменного тока, в остальных – постоянного тока.

Лифт имеет 2 основных механизма: механизм подъема и механизм открывания дверей.

Требования к ЭП лифтов

1. Безопасность обслуживания.

2. Обеспечение точности остановки кабины на нужные отметки.

3. Обеспечение минимального времени переходных процессов при ограниченных ускорениях в допустимых пределах.

ЭП экскаваторов

Экскаватор одноковшовый – это самоходная выемочно-погрузочная машина используемая при земельных роботах, строительстве.

Классификация:

1. По производительности: малой (до 2м³), средней (2-10 м³) и большой производительности (от 10 м³).

2. По виду ходового оборудования: гусеничные-карьерные, драглайны, и т.д.

3. По характеру рабочего органа: экскаваторная лопата (крепкое соединение ковша со стрелой), экскаваторные драглайны (ковш подвешен к стреле канатах)

4. По конструкции: одноковшовые, роторные.

Основными механизмами экскаватора являются: механизме подъема, напора, поворота, передвижения.

Режим работы механизма характерен частыми пусками, реверсом, быстрыми разгонами и остановками, резкими толчками и пиками нагрузки.

Требования к ЭП экскаваторов

1. Простота и максимальная надежность.

2. Ограничение момента и тока допустимое значениями во всех режимах роботы.

3. Регулировка скорости в диапазоне (4÷6)÷1.

4. Ограничение динамических нагрузок в механическом оборудовании.

[кВт]

F – сила сопротивления

Содержание контрольной роботы

1. Титульный лист

2. Содержание

3. Введение о объекте (1 стр)

4. Основной текст

5. Технологическая система промышленной установки

6. Описание технологии процесса

7. Характеристики электронного оборудования и анализ эффективности его работы

8. Выводы

9. Перечень ссылок

10. Приложение

Тема: Электромеханическое оборудование и режимы работы технологические механизмы.