Содержание

1. Общая характеристика установки 3

1. Назначение и краткая характеристика установки, описание конструкции. 3

2. Описание технологического процесса 3

3. Характеристика окружающей среды, определение класса помещения 3

4. Требования к электрическому оборудованию установки 4

2. Расчёт и выбор электрооборудования 10

1. Расчёт мощности и выбор электродвигателя установки 10

2. Расчёт и выбор питающих кабелей и проводов 18

3. Расчёт и выбор аппаратуры управления и защиты, преобразователей цепей управления 19

4. Описание принципиальной электрической схемы установки 23

5. Описание схема электрических соединений 24

3. Графическая часть 25

1. Принципиальная электрическая схема установки 25

2. Схема электрических соединений 26

1 Общая характеристика установки

1.1 Назначение и краткая характеристика установки, описание конструкции

Необходимо охарактеризовать производственный механизм по назначению, производительности, грузоподъемности и т.д, указать характерные размеры отдельных элементов машины, рабочие скорости и т.п., т.е., необходимо привести все технические данные, которые характеризуют механизм и могут быть использованы данные в процессе проектирования. Технические данные могут быть сведены в таблицу. Описание конструкции механизма должно быть кратким; следует остановиться лишь на основных узлах и элементах конструкции.

При изображении кинематической схемы механизма все элементы кинематических цепей указывать на схеме не следует. Достаточно изобразить только те из них, которые связаны с электрооборудованием и способствуют пониманию действия схемы автоматического управления.

Следует привести данные муфт, шестерен коробок скоростей, редукторов или других элементов - всего того, что будет иметь значение при последующих расчетах.

1.2 Описание технологического процесса

Необходимо подробно остановиться на технологии производства, её особенностях и специфике; дать анализ характерных технологических режимов; охарактеризовать продукцию, выпускаемую цехов (участком); необходимо указать величины рабочих скоростей и определить требуемый диапазон регулирования скорости.

Следует определить роль механизма в технологическом цикле.

1.3 Характеристика окружающей среды, определение класса помещения

В этом разделе необходимо дать характеристику условий, в которых находится и работает оборудование; охарактеризовать помещение, указать его класс (по пожароопасности, взрывоопасности, по степени поражения электрическим током).

Характеризую условия окружающей среды, необходимо указать причины запылённости, загазованности, влажности и т.д. и т.п.

1.4 Требования к электрическому оборудованию установки

Требования к системам электропривода определяются особенностями технологического процесса, допусками на геометрические размеры получаемых изделий, классом рабочего помещения и категорией окружающей среды, нормами техники безопасности.

Определение технически обоснованных требований к электроприводу установки является весьма важным при проектировании, поскольку от этого зависят работоспособность машины, стоимость комплекта электрооборудования, надёжность, удобства эксплуатации, габариты электрооборудования, его масса и т.д.

Ниже даётся характеристика основных требований к электроприводу ряда общепромышленных механизмов и машин химической промышленности.

1.4.1 Электропривод транспортёров

Обычно технологически процессы обслуживаемые конвейерами, обслуживают равномерное, как правило, в одном направлении движение груза, скорость которого постоянна или должна меняться в незначительных пределах. В связи с этим режим работы приводных двигателей конвейеров является продолжительным с режими пусками и остановками, при диапазоне регулирования скорости, не превышающих 2:1.

В ряде случаев транспортеры работают на открытом воздухе, в местах с большой запылённостью, с влажной или агрессивной средой, в условиях резкого колебания температуры. Всё это обуславливает повышенные моменты сопротивления при трогании; приводные двигатели должны обладать повышенным пусковым моментом и быть закрытого исполнения.

Большинство конвейеров снабжаются эл. приводом переменного тока с асинхронными двигателями с К.З. ротором или контактными кольцами.

1.4.2 Электроприводы кордных линий

Обеспечение плавного изменения скорости линии в широком диапазоне (1:10), согласование скоростей отдельных механизмов линии, создание и поддержание определённых натяжений на различных участках, а также обеспечение устойчивой работы многодвигательного электропривода.

Указанные технологические требования обуславливают применение в кордных линиях электродвигателей постоянного тока; мощность применяемых двигателей колеблятся от 3 до 75 кВт.

1.4.3 Электроприводы подъемных кранов

В отличии от большинства электроприводов производственных механизмов крановый электропривод, как правило не имеет заданного производственного цикла. Режим его работы зависит от многих факторов, а нагрузка и знак её изменяются в весьма широких пределах. Поэтому крановое электрооборудование должно удовлетворять следующим особым условиям эксплуатации.

Изменение нагрузки в широких пределах значений и направлений действия.

Значительный диапазон регулирования скорости при различных значениях и направлениях нагрузки.

Большая частота включений, постоянное чередование периодов работы и пауз.

Значительные, внешние механические воздействия на электрооборудование, находящиеся на движущихся частях кранов.

Высокая вероятность различных перегрузок.

Повышенные требования к надежности устройств отключения и торможения электропривода.

1.4.4 Электроприводы вспомогательных устройств технологических линий с червячными машинами.

Тяговые устройства предназначены для отбора выдавленного из червячной машины изделия с определенной скоростью.

Линейная скорость изделия, создаваемая тяговым устройством, должна быть равной или несколько превышать скорость выдавливания изделия из головки червячного пресса.

Диапазон регулирования скорости тягового устройств, как правило, превышает диапазон регулирования скорости червячной машины. В среднем рабочий диапазон регулирования скорости тяговых устройств составляет 1:15 1:20.

К электроприводу тяговых устройств предъявляются весьма жесткие требования в части поддержания заданной частоты вращения двигателя, т.к. линейная скорость является одним из определяющих факторов при производстве изделий с постоянными геометрическими размерами.

Требуемая точность стабилизации скорости в этих случаях составляет обычно 5% для всего рабочего диапазона регулирования при изменении момента на валу двигателя в пределах 30% и при колебаниях напряжения питающей сети в пределах -5 +10%.

В ряде случаев предъявляется требование совместного регулирования скорости червячной машины и тяго­вого устройства с автоматическим поддержанием заданного соотношения скоростей и с возможностью ручной корректировки этого соотношения.

Работа приемного транспортера должна согласовываться по скорости с предыдущим механизмом линии, поэтому его электропривод должен быть регулируемым и удовлетворять требованиям, изложенным выше.

В намоточных барабанных устройствах осуществля­ется намотка изделий с окружной скоростью, согласованной со скоростью остальных механизмов линии; и с постоянным натяжением. При чрезмерном натяжении произойдет вытяжка изделия или его разрыв. При ослаблении натяжения возможно образование складок или петель, что также приводит к браку.

Поскольку по мере намотки увеличивается диаметр рулона, то угловая скорость барабана (бобины) должна посте­пенно снижаться, чтобы окружная скорость была равна скорости выхода изделия из предыдущего механизма. Это достигается путем автоматического снижения частоты вращения приводного двигателя, что приводит к увеличению момента на барабане по мере роста диаметра рулона. Увеличивающийся момент передается на вал двигателя и вызывает рост его тока нагрузки – это используется для снижения частоты вращения двигателя.

Необходимый диапазон регулирования частоты вращения приемных барабанов может в 3-6 раз превышать диапазон регулирования линейных скоростей транспортеров. В большинстве практических случаев точность поддержания постоянства заданного натяжения при намотке в 10% считается вполне приемлемой.

Чтобы снижение скорости двигателя происходило только вследствие роста тока его якоря, вызванного ростом момента, а не за счет произвольного снижения напряжения питающей сети, необходимо обеспечить поддержание постоянства скорости при колебаниях напряжения сети в пределах -5 +10%.

1.4.5 Электроприводы валковых машин

Обеспечение необходимого момента (мощности) на валках. Мощность привода зависит от свойств и температуры перерабатываемого материала, геометрических размеров валков, ско­рости и калибра перерабатываемого изделия.

Диапазон мощностей электроприводов валковых машин составляет: для вальцов - от десятков но 400кВт; для каландров -от 25 до 500 кВт.

Регулирование частоты вращения валков в заданных пределах:

- обычно рабочий диапазон регулирования частоты вращения

валков не превышает 1:10 ( "вниз" от номинальной частоты вращения). Однако полный диапазон регулирования оказывается большим ввиду необходимости получения низких заправочных скоростей;

- подавляющее большинство вальцов имеет нерегулируемый,

электропривод: асинхронные к.з. двигатели мощностью до 300кВт.

Автоматическое поддержание заданной частоты вращения приводного двигателя с точностью (3 5)% при изменении момента нагрузка в пределах 25 до 100% при колебаниях напряжения питающей сети в пределах -5 10% для всего диапазона регулирования (для заправочной скорости такие высокие требования не выдвигаются).

Аварийное торможение главного привода ка­ландра.

Тормозной путь при аварийном торможении не доджен превышать 1/4 длины окружности валка. Вследствие значительного махового момента валковых машин имеет место значительный выбег, если тормозной момент механизма невелик. С целью сокращения выбега используется электродинамическое торможение приводного двигателя.

Кратковременное (толчковое) реверсирование главного привода.

Кратковременное реверсирование бывает необходимо для удаления посторонних предметов, попавших между валками, для их очистки и т.п. Реверсирование ведется на пониженной скорости и выполняется обычно по самой, простой схеме (изменения полярности в цепи возбуждения).

Плавный ( бесступенчатый ) разгон приводного двигателя каландра до требуемой рабочей скорости. Это достигается плавным увеличением напряжения на зажимах двигателя.

1.4.6 Электропривод резиносмесителей

Требуемый диапазон регулирования частоты вра­ля составляет 1:5.

Требуемая точность стабилизации частоты вращения составляет 5 10%.

Необходимо учитывать следующие особенности работы резиносмесителя: при более жестких смесях он рабо­тает на низких скоростях, при этом обычно требуются максимальные моменты; при более мягких смесях- на высоких ско­ростях, при этом моменты значительно меньше.

При переработке резиновых смесей в резиносмесителях ( червячных прессах) появляется токопроводящая тонкодисперсная пыль (сажа). В связи с этим электрооборудо­вание, находящееся вблизи этих агрегатов, должно иметь сажепыленепроницаемое исполнение.

1.4.7 Электроприводы протекторных и автокамерных агрегатов

Электроприводы указанных агрегатов можно разделить на три основных группы:

- Электроприводы червячных процессов, предназначенные регулирования частоты вращения червяка в заданном диапазоне и поддержания ее с заданной точностью.

- Электроприводы приемных транспортеров, обеспечивающие

поддержание заданного согласования скорости линии со скоростью шприцевания.

- Электроприводы охлаждающих и усадочных транспортеров, поддерживающие такое согласование скоростей смежных механизмов, которое обеспечивает максимальную усадку изделий.

Скорости всех транспортеров и пресса должны быть согласованы с учетов усадки, причём скорости следует поддерживать с такой точностью, чтобы обеспечивался нормальный режим усадки и отсутствовала возможность вытяжки или образования складок заготовок при переходе с одного транспортера на другой.

К электроприводу приемного транспортера предъявляется повышенное требование согласования его скорости со скоростью выходящей из головки червячного пресса заготовки с точностью до 1%. Согласование скоростей отдельных транспортеров должно обеспечиваться с точностью 1,5 2,5%. Электроприводы транспортера выполняются обычно индивидуальными.

1.4.8 Электропривод насосов и воздушных машин

Указанные машины в большинстве случаев работают в длительном режиме с редкими пусками; пуск производится, как правило, в режиме холостого хода.

Электроприводы насосов и воздуходувных машин должны быть рассчитаны на длительную работу с большим числом часов включения в году, нагрузка на валу приводного двигателя является спокойной, без перегрузок.

Центробежные машины являются быстроходными механизмами, и поэтому приводные электродвигатели имеют частоту вращения не менее 600 об/мин., обычно - до 3000 об/мин.

Электропривод насосов и компрессоров является обычно нерегулируемым и поэтому в качестве приводных двигателей используют двигатели с к.з. ротором или синхронные двигатели. Питающая сеть должна быть достаточно мощной, чтобы обеспечить прямой пуск двигателя.

При мощности машин более 200-300 кВт экономически выгоднее устанавливать синхронные двигатели, которые при применении автоматического регулирования возбуждения позволяют существенно улучшать коэффициент мощности предприятия.

Поршневые машины при работе создают на валу двигателя пульсирующий момент сопротивления, вызывающий колебания ротора синхронного двигателя. С целью уменьшения этих колебаний и исключения возможности выпадения двигателя из синхронизма, для привода поршневых машин применяют специальные тихоходные СД с большой перегрузочной способностью и повышенным моментом инерции.

1.4.9 Электроприводы червячных машин

Обеспечение необходимой мощности на червяке машины.

Мощность привода зависит от вида перерабатываемого материала, конструкции и размеров червяка, частоты его вращения, профиля изделия и т.д. Мощность электродвигателей червячных прессов колеблется в пределах 2 500 кВт.

Регулирование частоты вращения червяка в задан­ных пределах:

- обычно оказывается необходимым выполнять электропривод червячных машин с бесступенчатым регулированием частоты вращения в диапазоне до 1: 10 "вниз" от номинальной ско­рости;

- необходимо обеспечивать автоматическое поддержание заданной частоты вращения червяка при изменении момента нагрузки, например, в пределах от 50 до 100%, колебаниях напряжения питающей сети с точностью / 3 5 /% для всего диапазона регулирования скорости. Требуемая точность стабилизации скорости зависит от вида получаемой продук­ции и ее допусков;

- червячные машины выполняют часто с двигателями постоянного тока. В рабочих режимах реверсирование двигателя обычно не требуется; для кратковременного изменения направления вращения можно использовать изменение полярности в цепи возбуждения двигателя.