61

Міністерство освіти І науки УКРАЇНИ

ДОНЕЦЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСІТЕТ

Кафедра «Електропривод та

автоматизація промислових

комплексів та установок»

Курсовий проект

Пояснювальна записка до курсового проекту

по дисципліні «Теорія електроприводу»

КП 09.2203-03-659.55.00.00 ПЗ

Виконав ст. Ср.. Еапу 02б _____________________ р.А . Фоменко

Перевірив ст. викладач_____________________ В.А. Бельков

Нормоконтролер ст. викладач ______________ В.А. Бельков

Керівник проекту ст. викладач ______________ В.А. Бельков

Донецьк 2005

РЕФЕРАТ

Пояснювальна записка до курсового проекту 58 сторінок, 14 рисунків, 8 таблиць, 3 додатка, 4 джерела.

Об’єктом проектування є електропривод вантажопідйомної лебідки мостового крану. У проекті був виконана побудова тахограми та діаграми статичних навантажень двигуна, для системи був попередньо обраний асинхронний двигун з фазним ротором МТВ 613-10.Також були розраховані значення допоміжних опорів у колі ротора двигуна для забезпечення потрібних статичних характеристик та їх реалізація за допомогою стандартних ящиків опорів, які були підібрані з врахуванням теплового розрахунку. Для двигуна була також виконана перевірка по нагріву та перевантажної здібності. Двигун пройшов по цим перевіркам, що свідчить про правильність попереднього його вибору. Також було знайдени витрати електроенергії за час циклу.

У другій частині курсового проекту були виконані розрахунок та побудова перехідних процесів при пуску двигуна постійного струму П61 у системі генератор-двигун. Також була оцінена можливість цього пуску у одну ступінь. Під час перевірки з’ясувалося, що струм під час перехідного процесу не перевищує допустимий для цього двигуна струм. Це свідчить, що двигун можливо пускати у одну ступінь.

МОСТОВИЙ КРАН, ЕЛЕКТРОПРИВОД, ПІДЙОМНА ЛЕБІДКА, АСІНХРОННИЙ ДВИГУН, СТАТИЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ, ПЕРЕХІДНІ ПРОЦЕССИ, НАГРІВ, ПЕРЕВАНТАЖЕННЯ, ОПІРИ,ВИТРАТИ ЕНЕРГІЇ, ГЕНЕРАТОР-ДВИГУН

ЗМІСТ

Перелік умовних позначень та скорочень ................................................................5

Вступ .........................................................................................................................6

Додаток до завдання ................................................................................................8

1. Електропривід вантажнопідйомної лебідки мостового крану ..........................9

1.1. Опис промислового механізму та технологічного циклу його роботи .....9

1.2. Побудова діаграми статичного навантаження та попередній вибір

потужності та типу асинхронного двигуна з фазним ротором ................12

1.3. Визначення режимів роботи двигуна ........................................................18

1.4. Побудова уточнених механічних та швидкісних характеристик

двигуна .......................................................................................................19

1.5. Розрахунок перехідних процесів та побудова навантажувальної

діаграми двигуна ........................................................................................31

1.6. Перевірка двигуна за нагрівом та перевантажувальної здібності .............35

1.7. Тепловий розрахунок та вибір опорів, побудова схем з’єднань

стандартних ящиків опорів .......................................................................38

1.8. Розрахунок споживаної електроенергії за цикл роботи

електроприводу ..........................................................................................44

2. Електропривід постійного струму за системою перетворювач-двигун .........45

2.1. Розрахунок та побудова залежностей швидкості обертання та струму

якоря двигуна від часу ................................................................................45

2.2. Оцінка можливості пуску електроприводу в одну ступінь ......................47

Висновки ..............................................................................................................49

Охорона праці ........................................................................................................50

Список застосованої літератури ............................................................................52

Додаток А. Розрахунок уточнених механічних характеристик за допомогою

пакету «MatLab» …………………………………………………….53

Додаток Б. Розрахунок уточнених швидкісних характеристик за допомогою

пакету «MatLab» ............................................................................55

Додаток В. Перелік зауважень нормоконтролера .................................................58

УМОВНІ СКОРОЧЕННЯ ТА ПОЗНАЧЕННЯ

Скорочення:

ККД – коефіцієнт корисної дії

ТВ – тривалість включення

ЕРС – електрорушійна сила

ЄСКД – єдина система конструкторської документації

СІ – міжнародна система одиниць

Г-Д – система генератор-двигун

ЕОМ – електронна обчислювальна машина

Позначення:

G – вага

D – діаметр

J – момент інерції

i – передавальне число

a – лінійне прискорення або сповільнення

- лінійна швидкість

ω – кутова швидкість

Н – висота підіймання або опускання

L – шлях розгону або гальмування

t – час, тривалість

Р – потужність

- коефіцієнт корисної дії (ККД)

М – момент

Е, е – електрорушійна сила (ЕРС)

I, i – струм

U – напруга

R – активний опір

x – індуктивний опір

s – ковзання або відносна швидкість двигуна

Т – стала часу

- температура

W – електроенергія

L – індуктивність

Ф – магнітний потік

ВСТУП

Електричні підйомні крани - це пристрої, що служать для вертикального та горизонтального переміщення вантажів. Пересувна металічна конструкція с розташованій на ній лебідкою є основним елементом підйомного крану. Механізми пересування ферми крану і підйомна лебідка приводяться до дії електричними двигунами.

Електричні підйомні крани широко використовують в різноманітних галузях народного господарства. Умови роботи, призначення визначають конструктивну форму крану. Так, наприклад, у цехах машинобудівних та металургійних заводів використовують мостові крани, поворотні вільно стоячі крани, на вугільних складах теплових електростанцій перевантажуючи крани, на відкритих будівельних майданчиках та на складських територіях - гвинтові мачтово стрілові та баштові крани. Кожну групу кранів в залежності від характеру транспортуємого вантажу підрозділяють по виду вантажозахватуючого пристрою. Прикладом є мостові крани, котрі у нормальному виготовленні мають крюковий захват, їх називають крюковими; з грейферним захватом або з підйомним магнітом називають грейферним або магнітним. Не зважаючи на конструктивні особливості підйомних кранів, усі вони мають типове електрообладнання, вибір якого визначається умовами праці та характером навантаження.

Керування краном здійснюється із кабіни, яка знаходиться у нижній частині ферми. Обслуговування механізмів крана та електричної апаратури керування здійснюється після зупинки крану на ремонтні роботи через спеціальний люк.

Керування двигунами здійснюється контролерами із кабіни оператора.

Електричне з’єднання підйомного двигуна переміщення теліжки з апаратурою керування може здійснюватися допоміжними тролеями, по котрим ковзає пересувні струмозйомники, або за допомогою спеціального кабелю. Живлення до електрообладнання крану підводиться від лінії через головні тролеї, укладені вздовж підкранових шляхів.

Все більше значення в системах комплексної механізації та автоматизації опановує електропривод. Електродвигуни виготовляються у дуже широкому діапазоні потужностей. Вони відносно легко компонуються як єдине ціле з технологічними обладнанням, компактні, економічні, мають високі регулювальні властивості.

У наш час автоматизований привід є основою механізації та комплексної автоматизації промислових процесів. Розвиток електроприводу йде по шляху підвищення економічності та надійності за умови подальшого удосконалення двигунів, апаратів, перетворювачів, аналогових та цифрових засобів керування.

Розвиток автоматичного керування електроприводами веде до удосконалення конструкції машин, докорінним змінам технологічного процесу, до подальшого технологічного процесу в промисловості.

Тому в даному проекті виконується розрахунок асинхронного двигуна с фазним ротором (для мостового крану) та розрахунок електроприводу постійного струму за системою перетворювач-двигун.

ДОДАТОК ДО ЗАВДАННЯ

Таблиця 1 – Додаток до завдання

	Найменування	Позначення	Розмір ність	Значення
1	Вантажопідйомність лебідки		кН	100
2	Вага крюка		кН	7,2
3	Діаметр барабана		м	0,4
4	Момент інерції барабана		кг•м2	28
5	Кратність поліспаста		-	3
6	Швидкість підіймання вантажу		м/c	0,45
7	Швидкість опускання вантажу		м/c	0,48
8	Середнє прискорення (сповільнення) при підійманні вантажу		м/c2	0,35
9	Середнє прискорення (сповільнення) при опусканні вантажу		м/c2	0,3
10	Швидкість підіймання пустого крюка		м/c	0,46
11	Швидкість опускання пустого крюка		м/c	0,47
12	Середнє прискорення (сповільнення) при підійманні пустого крюка		м/c2	0,6
13	Середнє прискорення (сповільнення) при опусканні пустого крюка		м/c2	0,7
14	Посадкова швидкість		м/c	0,07
15	Висота підіймання		м	12,4
16	Висота опускання		м	11,4
17	Довжина провису		м	1,3
18	Швидкість при виборі (напуску) провису		м/с	0,4
19	Середнє прискорення (сповільнення) при виборі або напуску провису		м/с²	0,65
20	Тривалість горизонтального переміщення вантажу		c	20
21	Тривалість горизонтального переміщення крюка		с	15
22	Тривалість завантаження		с	15
23	Тривалість розвантаження		с	13