Учебное пособие 800587

Примечания к таблице: 1. Для входов:

-высокий уровень сигнала +13 В до 33 В;

-низкий уровень сигнала –3 В до 5 В;

-для двоичных контрольных входов 8.5 мА и 24 В. 2. Для выходов:

-макс. питание внутреннее 10 мА;

-макс. питание внешнее 100 мА;

-высокий уровень сигнала +16 В до 30 В;

-низкий уровень сигнала от 0 В до 2 В.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Данное учебное пособие содержит сведения и рекомендации по проектированию электроприводов как общепромышленных механизмов, так и специального назначения.

Рассматриваемые в учебном пособии методики расчета электроприводов, учитывающие специфику конструктивных особенностей механизмов и технологические режимы работы, позволят студентам осознанно освоить методы, которые применяются в практике проектирования электрических приводов.

Сведения о современном состоянии и перспективных направлениях систем управления электроприводами дадут студентам возможность выбрать рациональную с точки зрения технико-экономических показателей систему электропривода.

Дальнейший анализ динамических свойств механической части, статических и динамических характеристик и энергетических показателей электропривода выполняется по хорошо известным положениям учебного курса «Теория электропривода» и разработанных методических рекомендаций.

Данное учебное издание существенно восполнит имеющийся пробел в учебной литературе по проектированию электроприводов.

Учебное пособие поможет студентам специальности 140604 «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов» при курсовом и дипломном проектировании, а также может быть полезно студентам специальностей 140601 «Электромеханика» и 110302 «Электропривод и электрификация сельского хозяйства» при проектировании автоматизированного электропривода.

ПРИЛОЖЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Рекомендации по выполнению электрических схем

Цепи главного тока, к которым относятся цепи двигателей и генераторов, вычерчиваются более толстыми линиями (1-1.2 мм), чем вспомогательные цепи 0.5-0.6 мм с их элементами (цепи управления, защиты, сигнализации, блокировки и т.п.).

В электрических схемах все элементы и аппараты системы управления изображаются в нормальном положении, соответствующим отсутствию тока в цепях возбуждения аппаратов или механического воздействия на их контактную систему. Для реле и контакторов - при отсутствии тока в их катушках; для кнопок концевых выключателей -при отсутствии нажатия на них; для рубильников, выключателей и автоматов - разомкнутое состояние; для контроллеров и ключей управления - нулевое положение рукоятки управления и т.п.

Все соединительные провода в электрических схемах имеют систематизированную цифровую или буквенно- цифро-вую маркировку. Маркировка цепей поясняет их назначение, служит средством для различия цепей и определения мест соединений. Для маркировки цепей употребляется цифровая система с применением арабских цифр, а для буквенных приставок употребляются приписные

нечетными числами, отрицательной - четными. Участки с невыраженной полярностью маркируются любыми числами.

Маркировка цепей переменного тока порядковая, цифровая (или буквенно-цифровая). В схемах переменного тока трехфазные цепи маркируются последовательными числами без деления на четные или нечетные с добавлением перед числом букв А, В, С (фазы), например А1, В1, С1 или цифры 0, обозначающей нейтраль (нулевой провод).

В схемах однофазного переменного тока участки маркируются аналогично цепям переменного тока с добавлением при необходимости буквенного индекса фазы.

Четные и нечетные цифры могут присваиваться любому участку схемы со сменой с нечетных на четные после потре-бителя энергии (катушки реле, магнитного пускателя и т.п.).

В сложных электроприводах разные цепи маркируют различными группами цифр, например:

-главные цепи с 1 по 100;

-цепи управления с 101 по 200;

-цепи защиты и отключения с 201 по 300;

-цепи сигнализации и блокировок с 301 по 400.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Электродвигатели, применяемые в приводах механизмов циклического действия

Механизмы циклического действия могут работать как в рабочих помещениях, так и на открытом воздухе. Температура окружающей среды изменяется от -40 до +40 С.

Номинальные параметры электрических машин общего назначения относятся к температуре окружающей

Для механизмов циклического действия применяются электродвигатели постоянного и переменного тока.

Двигатели постоянного тока применяют :

1) для крановых механизмов применяют закрытого исполнения или продуваемые двигатели серии Д. Мощность выпускаемых двигателей параллельного возбуждения при ПВ=40 % от 2,4 до 106 кВт, при ПВ=100% от2,5 до 185 кВт.

Кратность максимального момента в часовом режиме при Uн= 220 В - 2,7 , при 440 В - 2,15. Для последовательного возбуждения соответственно 4 и 3,2.

Кратность момента при трогании с места ДПТ с ПВ серии Д: Uн=220 В - 3; Uн= 440 В - 2,4; ДПТ с ПосВ серии Д: Uн=220 В - 5; Uн=440 В - 4.

Серия крановых электродвигателей Д построена на 10 диаметрах якорей, имеет 13 исполнений. Выполняется в быстроходном и тихоходном исполнениях. Класс изоляции H для закрытых и F для продуваемых.

Двигатели рассчитаны на регулирование частоты вращения ослаблением магнитного потока или изменением напряжения на якоре.

Тихоходные двигатели допускают увеличение скорости в 2,5 раза ослаблением магнитного потока и вращающем моменте 0,8 Мн при 220 В и 0,6 Мн при 440 В. Двигатели на 220 В допускают увеличение частоты вращения в 2 раза против номинального за счет повышения напряжения.

2) для больших мощностей электроприводов применяют двигатели серии 4П, режим работы которых S1, ( max / ном) = 1,6 ...3,5; увеличение напряжения на якоре 1,5 Uн , Mmax / Мн = 2,5 ...3,5; Мпуск / Мн= 3...4; допустимое количество пусков в час до 800; класс и золяции обмоток F;

отношение длины к диаметру 0,6 ...0,9 ; основное исполнение по системе охлаждения двигателей - защищенное с самовентиляцией ( могут быть и с независимой вентиляцией); срок службы двигателей - 12 лет.

3) для экскаваторов применяют специальные модификации основных исполнений электродвигателей.

Серии ДЭ и ДЭВ ( вертикального исполнения ). Эти двигатели предназначены для механизмов подъема, поворота, напора и передвижения экскаваторов и выполняются с независимой вентиляцией, кроме механизма передвижения. Выпускаются на мощности от 50кВт до 220 кВт, продолжительность включения 60; 75; 80; 100 %, а также на длительность часовой работы: закрытого исполнения, мощностью от 60 до 150 кВт. Имеется двигатель ДПЭ-52 на длительность 45 мин и мощностью 54 кВт. Нужно отметить, что серия ДЭ пришла на смену ДПЭ.

Двигатели переменного тока

С 1970 по 1987 годы на механизмах циклического действия ставили асинхронные двигатели серий MTF, MTH, MTKF, MTKH. MTKF, MTF -соответственно асинхронные крановые двигатели с короткозамкнутым и фазным ротором ; MTKH, MTH - тоже, но металлургические. Номинальные значения мощностей при ПВ= 40 % :

MTF 1,4 - 22 кВт ; MTKF 1,4 - 22 кВт - крановые,

MTH 3 - 160 кВт ; MTKH 3 - 37 кВт -

металлургические.

Двигатели с к.з. ротором могут быть многоскоростными с 2-мя или 3-мя обмотками на статоре.

MTKH : 6/12 ; 6/16 ; 6/20 и Рн : от 2,2 до 22 кВт при ПВ= 40%. MTKF : 4/12 ; 4/24 ; 4/8/24 и Рн : от 4 до 45 кВт при ПВ= 25%.

В настоящее время эти двигатели заменяются на новую серию 4MTF, 4MTKF - для кранового оборудования

при эксплуатации в окружающей среде с температурой не выше 40 С.

Для работы в тропиках или металлургии при температуре воздуха 50 С применяются двигатели с изоляцией класса Н : 4МТН, 4МТКН. При высоте оси вращения выше 200 мм двигатели изготавливаются с изоляцией класса Н. По напряжению двигатели рассчитаны на 2 группы : 220 / 380 В и 380 / 660 В, 50 Гц ; иметь шесть выводов. Могут изготовляться на : 500 В, 50 Гц ; 440 В, 50 и 60 Гц ; 415 В, 50 Гц ; 380 В, 60 Гц.

Режим работы : S3, 40 %, но двигатели могут использоваться при ПВ=25 и 60 % и кратковременной на 30 и 60 мин непрерывной работы.

Мощность двигателей с фазным ротором :

от 2,2 до 200 кВт; 2р=4; 6; 8; 10; напряжение ротора: 144 -

420 В; cos fн=0,61...0,89.

Мощность двигателей с к.з. ротором :

от 3,7 до 37 кВт; 2р= 4; 6; 8; cos(f)= 0,69...0,87.

Серия построена на семи диаметрах и имеет соответственно семь высот осей вращения: 112, 132, 160, 200, 280, 355 мм.

Расшифровка серии:

4МТ - порядковый номер серии, К - короткозамкнутый ротор,

F и Н - тип изоляции, три цифры - высота оси вращения,

S,M,L - условный размер двигателя по длине, цифра - число полюсов.

Двухскоростные двигатели с числом полюсов : 6/16; 6/20; 4/12; 4/24 с к.з. ротором от 4МТКН160L 6/16 до

4МТКF512 4/24 и мощностью 3,5/1,1 до 30/3 кВт; ПВ=40/15 до 25/15.

Двигатели имеют две обмотки , с малым числом полюсов в глубине паза, между обмотками - изоляционная прокладка. Обмотка с малым числом полюсов соединена в звезду, а с большим числом полюсов - имеет 6 выводов и может включатся либо последовательно с малополюсной обмоткой, либо независимо при соединении в звезду.

Применяются в крановых механизмах двигатели с повышенным скольжением серии 4АС в условиях с частыми пусками и торможениями. В двигатели встроены тормоза. Питание от сетей с напряжением 220, 380 и 660 В. Мощность двигателей 4АС с ПВ=40% при U=380 В, 50 Гц:

от 0,6 до 16 кВт, 2р=4 и 6, cos(f) от 0,73 до 0,85; высота оси вращения от 71 до 160 мм.

Поскольку встроенные тормоза не предусмотрены для частых торможений с большим приведенным моментом инерции, то в таких случаях целесообразно применять двухскоростные электродвигатели серии 4А с двумя отдельными обмотками : мощность от 0,25 / 0,08 до 7,5 / 1,5 и числом полюсов 4/12 ; 4/16. Эти двигатели допускают до 100 пусков и торможений механизмов передвижения с моментом инерции до 20 Jдв.

Во взрывоопасных помещениях для комплектации подъемно-транспортных машин (ПТМ) в качестве приводных электродвигателей применяются только односкоростные или двухскоростные асинхронные двигатели с к.з. ротором и соответствующей степенью защиты ( IP 54 ) либо специального кранового исполнения серии ВТ и 2ВКр, либо общего назначения серии В. Эти двигатели близки к 4А, но отличаются исполнением, ПВ= 15 или 25 %. Напряжение питания 220, 380 и 660 В, 50 Гц. Электродвигатели допускают до 60 пусков в час при внешнем моменте инерции 2,5 Jдв, имеет встроенные

тормоза, рассчитанные на режим, что и двигатель. Мощность двигателей от 0,25 до 22 кВт, ПВ=15; 25; 100 %; 2р=4;6.

Серия ВТ: Рн= 0,25 до 1,1 кВт ; ПВ= 15 % ; 2р= 4. Серия 2ВКр: Рн= 1,5 до 7,5 кВт ; ПВ= 25 % ; 2р= 6.

Серия В: Рн= 3 до 22 кВт ; ПВ= 100 % ; 2р= 6. ПРИЛОЖЕНИЕ 3

Таблица П3-1 Коэффициент полезного действия пары зубчатых колес на

подшипниках качения

Таблица П3-2 Средние значения КПД червячных редукторов с учетом

потерь на трение в опорах

Таблица П3-3 Коэффициент трения для подшипников ходовых колес

механизмов передвижения

Таблица П3-4

Экспериментальные значения коэффициента kp трения реборд ходовых колес механизмов передвижения о рельсы