МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

к курсовому проекту

по дисциплине “Шахтный автоматизированный электропривод ”

Тема: «Расчёт электропривода подъёмной машины с дискретным

управлением»

Кафедра Горной электротехники и автоматики

Выполнил студент группы КЭС – 09

Целуйко А.

Проверил:

Ставицкий В.Н.

Донецк 2013

Реферат

Пояснительная записка к курсовому проекту:

19С., 3 рис., 1табл., 4ист., 4 прилож.

Объектом разработки является электропривод подъемной машины.

Цель работы – расчёт электропривода подъёмной машины с дискретным (рилейно-контакторным управлением).

На основании данных тахограммы двухконцевой наклонной шахтной подъёмной машины и нагрузочной диаграммы выбран приводной асинхронный двигатель с фазным ротором; рассчитаны и построены его механическая характеристика, диаграмма ступенчатого резисторного пуска и торможения противовключением двигателя, зависимости скорости и момента от времени. Рассчитаны роторные сопротивления графическим методом.

ЭЛЕКТРОПРИВОД, НАГРУЗОЧНАЯ ДИАГРАММА, СКОРОСТЬ, ПУСК, ТОРМОЖЕНИЕ, ТАХОГРАММА, МЕХАНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА, СКОЛЬЖЕНИЕ, ПУСКОВОЙ МОМЕНТ, ПУСКОВЫЕ РЕОСТАТЫ, ЧАСТОТА.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 4

1. Выбор двигателя 5

2. Расчёт естественной механической характеристики 8

3. Построение ступенчатого диаграммы пуска 9

4. Расчёт роторных сопротивлений графическим методом 10

5. Построение зависимостей скорости, момента и тока ротора от

времени 12

6. Проверка двигателя по нагреву 14

7. Описание схемы автоматизации с применением

командоконтроллера 15

Заключение 19

Перечень ссылок 20

Приложение 1 21

Приложение 2 22

Приложение 3 23

Приложение 4 24

ВВЕДЕНИЕ

Работа подъёмной установки характеризуется цикличностью, т.е. рядом сменяющихся циклов, следующих друг за другом. В свою очередь каждый цикл можно разбить на 4 основных периода: разгон, равномерное движение, замедление до полной остановки и пауза. Таким образом, чтобы обеспечить требуемую производительность рудничного подъёма, каждый цикл должен укладываться в определённое, наперёд заданное время. Для этого необходимо выдерживать расчётные значения ускорения и замедления, максимальной скорости и продолжительности паузы, т.е. выдерживать принятую диаграмму скорости. Диаграмма скорости подъёма – это зависимость скорости движения подъёмных сосудов от времени.

При осуществлении подъёмных операций скорость двигателя должна изменяться по определённому закону, характеризуемому диаграммой скорости.

Дальнейшее развитие электропривода машин и установок шахт и рудников должно идти в направлении развития и практической реализации регулируемого электропривода.

1. Выбор двигателя.

По заданной тахограмме работы двухконцевой шахтной наклонной подъёмной машины и нагрузочной характеристике (рисунок 1) рассчитаем требуемую мощность приводного асинхронного двигателя с фазным ротором и выберем его по справочным данным.

Исходные данные к проекту:

t₁=1,12c, t₆=17,9 c,

t₂=21c, t₇=2,28 c,

t₃=1,05 c, =62 c^-1,

t₄=25,2 c, M_co=480 Hм,

t₅=2,82 c, M_cн=44500 Нм.

Рисунок 1 отражает циклический (поворотно-кратковременный) режим работы шахтного подъёма, для которого предусматривается выбор двигателя из серии длительного (продолжительного) режима работы (S₁).

Поскольку на тепловой режим двигателя существенным образом могут влиять переходные режимы пуска ( t₁ ) и торможения ( t₃ ), то выбор двигателя должен производиться с учётом этих режимов. Однако построение нагрузочной диаграммы двигателя, включающей участки пуска и торможения, возможно лишь в том случае, если известен момент инерции ротора выбираемого двигателя. Следовательно задача выбора мощности двигателя должна решаться в три этапа:

• ориентировочный расчёт мощности на основании нагрузочной диаграммы механизма;

• приближённая проверка мощности двигателя с учётом переходных режимов;

• уточнённая проверка мощности двигателя с учётом переходных режимов.

Предварительно, номинальная мощность двигателя рассчитывается из условия

Р_н.пр. ≥ k_з*М_экв*ω*10^-3,

Р_н.пр.=1,1*2712*62*10^-3 = 185 кВт, где

М_экв – эквивалентный длительно действующий момент, определяемый по формуле

М_экв= =

k_з – коэффициент запаса по мощности, принимаем k_з=1,1.

Выбор приводного двигателя осуществляется из условия

Р_н ≥Р_н.пр., n_н≈ n.

Требуемая частота вращения ротора двигателя определяется по формуле

n =30*ω/π = 30*62/3,14 = 592 об/мин.

Принимаем в качестве приводного двигателя асинхронный двигатель с фазным ротором типа АКЗ-12-35-10.

Занесем параметры выбранного приводного двигателя в таблицу:

Таблица 1.- Технические данные электродвигателя.

Номинальное напряжение статора – U1н, B	3000	Номинальный коэффициент мощности – cosφн	0,82
Номинальная мощность – Pн, кВт	200	Перегрузочная способность – λ	1,8
Номинальный КПД (при Рн), –ηн, %	91,5	Номинальное напряжение ротора –U2н, В	375
Номинальный ток статора (при Рн) –I1Н, A	51	Номинальный ток ротора – I2Н,, A	340
Номинальная частота вращения ротора (при Рн) – nн, об/мин.	585	Момент инерции двигателя –Iд, кгм2	45

Найдем средний пусковой момент М_П и средний тормозной момент М_Т, обеспечивающие разгон двигателя до скорости ω_н за время t₁ и торможение за время t₃.

Cредний пусковой момент

М_П ≈М_со + I_Σ · =480+63· = 3922 Н·м;

ω_н = π· n_н/30 = 3,14·585/30 = 61,2 рад/с;

Номинальный момент двигателя

М_Н = 10³· Р_н / ω_н = 10³·200/61,2 = 3268 Н·м.

Средний тормозной момент

М_Т ≈ М_со - I_Σ· =4800 -63· = -3192 Н·м, здесь

I_Σ – суммарный момент инерции двигателя и механизма, находится из выражения

I_Σ = Iд+ Iмех = 1,4· Iд = 1,4·45= 63 кгм².

Критический момент двигателя

М_к = λМ_Н = 1,8·3268 = 5882 Н·м

Проводим проверку выполнения условия

М_П = (0,55…0,65)М_к

= 0,64 – что входит в допустимый интервал.

Вопрос о необходимой мощности двигателя выясняется путем сравнения его номинального момента М_Н с эквивалентным, рассчитываемым по формуле

Проводим проверку выполнения условия

М_Н ≥ М^'_экв

М_Н = 3268(Н·м) > М^'_экв= 2814(Н·м).