курсовой проэкт

1. Введение

1.Вступление. Современное состояние судовых электроприводов и перспективы их развития

Современные суда морского, речного, рыбопромыслового технического флота имеют большое количество электрифицированных механизмов, Их можно разделить на 2 вида;

1. Механизмы, входящие в отдельные автоматизированные комплексы, например, комплекс типа “Залив –М” главного двигателя;

2. Механизмы, входящие в отдельные автоматизированные системы, например, систему автоматического удержания судна на курсе (авторулевой) типа “Аист”.

При проектировании и производстве судовых электроприводов приходится решать две взаимоисключающие задачи;

1. Повышение уровня автоматизация электроприводов;

2. Упрощение их обслуживания.

Для решения этих задач судовые электроприводы должны развиваться в следующих направлениях;

1. Автоматизация отдельных механизмов с последующим их объединением в автоматизированные

системы, управляемые при помощи ЭВМ;

2. Повышение производительности механизмов и судна в целом за счет выбора оптимальных скоростей переработки грузов;

3.Повышение надежности и ресурса электроприводов за счет улучшения конструкции механизмов;

4. Снижение трудозатрат на обслуживание за счет унификации элементов и применения блочных конструкций.

МКТФ ОНМА.5.07010407.КР.СЭЭС.5-443

Лист

Зм

Лис

№

Подпись

Дат

2. Требования Правил Регистра и нормативных Правил к электроприводам судовых механизмов и устройств

1. Правила Регистра. Блокировка работы механизмов

1. В устройствах с автоматическим, дистанционным и ручным управлением переход с ручного управления на остальные должен быть возможен только с поста ручного управления;

2. Механизмы, имеющие ручной и электрические приводы, должны иметь блокировку, запрещающую одновременную работу обоих приводов;

3. Допускается установка устройств, выключающего блокировку при условии, что оно защищено от случайного выключения блокировки. Рядом с таки устройством должны находится надпись, указывающее его назначение и запрещающая его использование не уполномоченным на это членам экипажа.

2. Правила Регистра. Отключающие устройства безопасности

1. Системы управления электроприводами, которые могут угрожать безопасности людей, должны иметь кнопки, выключатели и другие устройства для аварийной остановки электропривода.

2. Нормативные требования к электроприводам грузоподъемных механизмов

1. Производительность грузовых операций должна составлять;

А) при работе с номинальным грузом – до 50 циклов в час;

Б) при работе с половинным грузом – до 70….80 циклов в час

2.Скорость подъема номинального груза должна составлять 0,2….1,0 м/с (12….60 м/мин);при этом скорость подъема холостого гака допускается несколько вышеприведенной, а скорость спуска оставляется умеренной, т.к. слишком быстрый спуск холостого гака может привести к спутыванию троса на барабане лебедки;

3.Просадочная (наименьшая) скорость опускания груза должна быть не более 9….10 м/мин, что гарантирует сохранность груза при работе на спуск;

4.Электродвигатели лебедок и кранов должны иметь электромагнитные и механические тормоза, допускающие ручное растормаживание;

5, Электроприводы лебедок и кранов должны автоматически отключаться концевыми выключателями в крайнем верхнем положении гака.

МКТФ ОНМА.5.07010407.КР.САЭП.5-443

Лист

Зм

Лис

№

Подпись

Дат

3. Предварительный Расчет мощности и выбор электродвигателя лебедки

1.Статический момент на валу двигателя при подъеме номинального груза

M_1ст= Р H×M

2.Статический момент на валу двигателя при спуске номинального груза

Н×M

3.Угловая скорость при подъеме

рад/с

3. Частота вращение при подъеме

об/мин

3. Угловая скорость при спуске

рад/с

6, Частота вращение при спуске

об/мин

7. Мощность двигателя при подъеме

КВТ

7. Мощность двигателя при спуске

КВТ

7. При выборе электродвигателя должны выполняться 5 условий:

1. Номинальная мощность выбранного двигателя должна быть примерно равной или несколько большей мощности двигателя при подъеме на 3-й скорости(иначе двигатель перегрееться), т,е, КВТ

2. Номинальная частота вращения выбранного двигателя должна быть примерно равной частоте вращения двигателя при подъеме на 3-й скорости, т,е. об/мин

3. Число скоростей двигателя -3

4. Режим работы – S3(повторно-кратковременный)

5. Исполнение корпуса –IP58(водозащищенное)

10.Выбираем двигатель типа МАП622-4 с такими номинальными данными (таблица №1)

МКТФ ОНМА.5.07010407.КР.САЭП.5-443

Лист

Зм

Лис

№

Подпись

Дат

Таблица №1. Номинальные данные двигателя типа МАП 622-4

МКТФ ОНМА.5.07010407.КР.САЭП.5-443

Лист

Зм

Лис

№

Подпись

Дат

4. Расчет и построение нагрузочной диаграммы электропривода лебедки

Нагрузочная диаграмма представляет собой зависимость тока электродвигателя от времени на протяжении одного цикла работы лебедки, т.е. зависимость I(t).

Каждый такой цикл состоит из таких сменяющих друг друга режимов работы электропривода;

1.подъем номинального груза;

2. Горизонтальное перемещение груза (двигатель не работает);

3.Тормозной спуск груза;

4.Отсропка груза (двигатель не работает)

5.Подъем холостого гака

6.Горизонтальное перемещение холостого гака (двигатель не работает)

7.Силовой пуск холостого гака

8.Застропка груза (двигатель не работает)

Время работы двигателя (пп. 1, 3 ,5 и 7 ), рассчитывается по формулам, приводимым ниже, а продолжительность нерабочих промежутков принимается на основании среднестатистических данных (см. ниже).

4.1.Подъем номинального груза

1. Приведенный к валу электродвигателя момент инерции движущихся частей электропривода

Где : к = 1,1….1,3 –коэффициент, учитывающий влияние движущихся частей электропривода(кроме ротора двигателя) на величину приведенного момента инерции; принимаю усредненное значение к = 1,2;

кг –масса груза и гака, выраженная через вес (т,е, в кг.)

(=1192 об/мин – номинальная частота вращения двигателя на 3-й скорости – см. – таблицу 1.);

МКТФ ОНМА.5.07010407.КР.СЭC.5-443

Лист

Зм

Лис

№

Подпись

Дат

2. Динамический момент при пуске

3. Время пуска

4. Тормозной момент механического тормоза выбирается по условию

5. Из справочника «Судовые электроприводы» в 2-х томах, под редакцией И.Р. Фрейдзона, Л., Судостроение, 1983 г., выбираю при ПВ% = 40 тормоз типа ТМТ 52 с такими данными:

1. Тормозной момент в режиме ПВ% = 40

2. Таким образом, равенство п. 3 соблюдается (

3.Ход тормоза начальный – 2мм;

4. Ход тормоза максимальный – 4мм

5. Число тысяч торможений до смены дисков при частоте вращения в начале вращения об/мин -200.

6, Фазный ток -3,5 А

7.Принятые сокращения в обозначении тормоза - T – тормоз, M – морского исполнения,T – трехфазный (или T – тормоз, Д – для динамических режимов, П – постоянного тока);

6.Коэффициент полезного действия двигателя при работе на на3-й скорости

7. Постоянные потери в двигателе равны номинальным переменным потерям

8. Тормозной момент, обусловленный постоянным потерями в двигателе

9.Суммарный тормозной момент, создаваемый совместным действием груза, тормоза и электродвигателя

МКТФ ОНМА.5.07010407.КР.САЭП.5-443

Лист

Зм

Лис

№

Подпись

Дат

10.Время остановки поднимаемого груза при отключении двигателя

11.Расстояние, пройденное грузом при разгоне и торможении

12.Время подъема груза в установившемся режиме

13.Номинальный момент двигателя при работе 3-й скорости

Что равно номинальному = 70 А

Иначе говоря, при подъеме номинального груза двигатель по току не будет перегружаться.

4.2.Тормозной спуск груза

1. Угловая скорость при моменте =228 Нм (см. 3.2) находится из соотношения ,

Где

(p = 2 – число пар полюсов обмотки 3-й скорости, таблица 1, колонка 3, в которой число полюсов 2p=6).

=124.7 ( = 1192 об/мин- номинальная частота вращения двигателя на 3- скорости – см. таблицу 1); или, в числах

,откуда =1,

Откуда окончательно 32,3= 157-. или =157-32,3=124.7

2.Угловая скорость рекуперативного спуска

=2×157-124.7=189 рад/c

1. Время пуска двигателя при опускании груза

4.Тормозной момент при отключении двигателя от сети

МКТФ ОНМА.5.07010407.КР.САЭП.5-443

Лист

Зм

Лис

№

Подпись

Дат

(знак «минус» при объясняется тем что при тормозном спуске груза статический момент является движущим а не тормозным)

5. Время остановки опускаемого груза

6. Скорость опускания груза

5. Путь, пройденный грузом при разгоне и торможении

6. =0.5×1.6( 0.59+1.7) = 7 м

7. Время опускания груза в установленном режиме

==5 c

5. Ток потребляемый двигателем при тормозном спуске

Рис.1 Зависимость коэффциента полезного действия передачи (редуктора) от отношения веса холостого гака к номинальной грузоподъемности лебедки

Графиком пользуются так:

1.Из исходных данных выписывают значение КПД передачи

2. На рис.1 есть кривая которая соответствует

3. По известному значению и кривой с находим значение КПД =0,1

Это график применяют для расчета времени переходных процессов при перемещении холостого гака (подъема и спуска).

МКТФ ОНМА.5.07010407.КР.САЭП.5-441

Лист

Зм

Лис

№

Подпись

Дат

4.3Подъем холостого гака

1.Момент на валу двигателя при подъеме холостого гака

Где =0,1 кпд передачи =0,01

2. Угловая скорость при

или в числах = отсюда рад/c

3. Приведенный к валу двигателя момент инерции ротора электродвигателя и вращающихся частей редуктор

=1,2×1,5 =1,8 кг

4. Время разгона двигателя при подъеме холостого гака

5.Тормозной момент при отключении двигателя от сети в конце подъема гака

6.Время торможения поднимаемого гака

=0.04м

7. Скорость подъема холостого гака

м/с

7. Путь гака при разгоне и торможении

м

7. Время подъема гака с постоянной скоростью

7. Ток двигателя при подъеме холостого гака

МКТФ ОНМА.5.07010407.КР.САЭП.5-441

Лист

4. Силовой спуск холостого гака

1. Момент на валу двигателя при силовом спуске холостого гака

2.Угловая скорость при = -2,6 Нм (в формулу подставляется абсолютное значение момента , т,е. применяется = 2,6 Нм) находитса из соотношения , или в числах=,отсюда

3. Время разгона двигателя при спуске холостого гака

4. Тормозной момент при отключении двигателя от сети в конец спуска холостого гака

4. Время торможения поднимаемого гака

6.Скорость спуска холостого гака

7. Путь гака при разгоне и торможении

8,Время подъема гака с постоянной скоростью

4,5Построение нагрузочной диаграммы

МКТФ ОНМА.5.07010407.КР.САЭП.5-441

Лист

Зм

Лис

№

Подпись

Дат