Войти в мой кабинет
Регистрация
ГОТОВЫЕ РАБОТЫ / ДИПЛОМНАЯ РАБОТА, ЭЛЕКТРОНИКА, ЭЛЕКТРОТЕХНИКА, РАДИОТЕХНИКА

Исследование электропривода грузоподъемной тележки.

irina_krut2019 1500 руб. КУПИТЬ ЭТУ РАБОТУ
Страниц: 60 Заказ написания работы может стоить дешевле
Оригинальность: неизвестно После покупки вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100% с помощью сервиса
Размещено: 29.12.2019
Надежность, точность и быстрота подъема тележки зависят от возможностей автоматизированного электропривода. Все это требует разработка быстродействующих и высокоточных (как в статических, так и в динамических режимах) электроприводов.
Введение

В современной теории электропривода широкое распространение получили три способа регулирования скорости двигателя постоянного тока: 1. Регулирование скорости с постоянством момента, которое достигается путем изменения значения напряжения якорной цепи. 2. Регулирование скорости с постоянством мощности, которое достигается путем ослабления магнитного потока при номинальном напряжении. 3. Реостатное регулирование скорости, которое достигается путем введения в цепь якоря реостатного сопротивления. Рассмотрим первый способ более подробно. Регулирование скорости изменением напряжения якорной цепи подразумевает под собой постоянство магнитного потока, из чего в свою очередь можно сделать вывод, что номинальный и максимально допустимый моменты также остаются постоянными. Данный способ используется при однозонном регулировании скорости, то есть напряжение изменяется в интервале от нуля до некоторого номинального значения, превышение которого может привести к тому, что двигатель “пойдет в разнос”. В данной работе будет проводиться исследование тележки грузоподъемной лебедки, которая представляет собой один из наиболее часто применяемых видов технологического процесса для подъема и спуска различных грузов. Данная система представляет собой промышленную установку, обеспечивающую возвратно – поступательное движение тележки по наклонному рельсовому пути под углом ? к горизонту. Электрическая лебедка — грузоподъемная машина в виде вращающегося барабана с тяговым стальным канатом и с приводным электродвигателем. Различают подъемные и тяговые лебедки. Подъемные лебедки используют для вертикального подъема груза, тяговые лебедки — для горизонтального перемещения груза. Электрическая лебедка преобразует электрическую энергию в механическую посредством двигателя, в котором ротор работает и производит силу, а затем проходит через тормоз и редуктор, уменьшая скорость вращения барабана. Катушка наматывает трос и проходит через шкив блока, чтобы поднять груз, и преобразует механическую энергию в механическую работу для обработки материалов. Электрические лебедки состоят из пяти основных частей: двигателя, сцепления, тормоза, коробки передач и соответственно барабана. Все пять частей вместе монтируются в одну стойку. Данная система включает в себя грузоподъемный механизм, служащий для подъема и опускания груза, ходовую тележку, к которой подвешивается грузоподъемный механизм; кнопочную станцию для управления. Грузоподъемный механизм состоит из корпуса, в котором находятся грузовой барабан, электродвигатель подъема, редуктор подъемного механизма, электромагнитный тормоз, канат, подвеска. Электродвигатель подъема встроен в барабан. Ходовая тележка четырехколесная, приспособлена для передвижения по тавровой балке. Ведущие колеса приводятся в движение от электродвигателя передвижения. Электродвигатель снабжается электроэнергией от сети, пуск осуществляется магнитными пускателями. Также немаловажную роль играет правильный и экономически целесообразный выбор электродвигателя, т.к это в свою очередь является основополагающим фактором для достижения желаемых результатов при выполнении любого технологического процесса.
Содержание

ВВЕДЕНИЕ 6 1. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И КОНСТРУКЦИИ УСТАНОВКИ 8 2. ВЫБОР СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА 11 2.1. Составление функциональной схемы САУ ЭП 11 2.2. Т ехнико-экономическое обоснование 12 2.3. Охрана труда и техника безопасности 15 3. РАСЧЕТ И ВЫБОР ОСНОВНОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ 17 3.1. Расчет и выбор электродвигателя 17 3.1.1. Расчет требуемой мощности ЭД 22 3.1.2. Выбор ЭД 23 3.2. Выбор силового преобразователя 27 3.3. Выбор датчиков 34 3.4. Выбор системы управления 37 4. РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ СТАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК АЭП 38 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ СИСТЕМЫ АЭП 43 5.1. Синтез регуляторов 43 5.2. Математическое моделирование 48 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 51 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 52
Список литературы

1. Справочник по электрическим машинам: В 2 т. / Под общей ред. И.П. Копылова и Б.К. Клокова. Т. 1.- М.: Энергоатомиздат, 1988.-456с. 2. Справочные данные по электрооборудованию. Т. 1. Электрические машины общего применения. - М.-Л.: Энергия, 1964. - 327с. 3. Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник. - М.: Энергоиздат1982. - 504с. 4. Редукторы и мотор - редукторы общемашиностроительного применения: Справочник / Л.С.Бойко, А.З.Высоцкий, Э.Н.Галиченко и др. - М: Машиностроение, 1984.-247с. 5. Теория электропривода:Задания на курсовое проектирование / И.Д.Абакумов, Н.Н. Путинцев, С.И.Мордвинов, НЭТИ.-Новосибирск, 1985. 6. Учебный словарь английского языка: Книга. Учебное пособие. Л.Робатень, Л. Попова. /Изд. АСТ, 2010. 7. DK/Oxford Illustrated Dictionary. Словарь английского языка. Ред. Л.Попова, Л. Робатень / Lingua/ Астрель / АСТ, 2011.
Отрывок из работы

ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА И КОНСТРУКЦИИ УСТАНОВКИ B данном проекте рассматривается электрический привод, работающий по системе «ТП-Д» с двигателем постоянного тока независимого возбуждения. Полное наименование электромеханической системы - электропривод грузоподъемной тележки. Цикл работы тележки включает в себя такие действия, как: загрузка тележки разгон тележки до максимальной установившейся скорости подъема установившееся движение на максимальной скорости подъема торможение до пониженной скорости Vmin установившееся движение на пониженной скорости торможение тележки в конце пути до полной остановки разгрузка тележки разгон пустой тележки до максимальной скорости спуска установившееся движение на максимальной скорости спуска торможение до пониженной скорости Vmin установившееся движение на пониженной скорости торможение тележки в конце пути спуска до полной остановки После загрузки цикл неоднократно повторяется. В неподвижном состоянии тележка удерживается с помощью электромагнитного тормоза. Кинематическая схема электропривода Грузоподъемная тележка предназначена для подъема грузов тг=12000кг по наклонной плоскости, с углом наклона а = 60 градусов к горизонту с помощью подъемной лебедки с противовесом. Данную систему приводит в движение двигатель постоянного тока с независимым возбуждением, питающийся от сети бесконечной мощности. Рис.1. — Кинематическая схема грузоподъемной тележки. Где: 1 - электродвигатель; 2 - тормозной шкив; 3 - редуктор; 4 - барабан; 5 - грузоподъемная тележка; 6 - противовес. Тележка осуществляет возвратно-поступательные движения по наклонному рельсовому пути с помощью подъемной лебедки с противовесом. Электропривод грузоподъемной тележки обеспечивает следующие режимы работы: разгон до максимальной установившейся скорости подъема Vmax, = 1,2 м/c; установившееся движение на максимальной скорости подъема, торможение до пониженной скорости Vmin — 0,4 м/с установившееся движение на пониженной скорости; торможение тележки в конце пути спуска до полной остановки. В неподвижном состоянии тележка удерживается электромагнитным тормозом. Время загрузки t3 = 90с, время разгрузки tp = 80с. Двигатель электропривода питается от сети постоянного тока 380В бесконечной мощности. Назначение электромеханической системы Данная ЭМС предназначена для повышения производительности труда за счет автоматизации процесса и высвобождения ручного труда. Требования к ЭМС Обеспечение диапазона скоростей механизма от Vmin = 0,4м/с до Vмех = 1,2м/с, учитывая, что общая длина пути подъема L = 42м, а путь перемещения на пониженной скорости Lmin. = 1,5 м. Предусмотреть блокировку системы на время загрузки и разгрузки тележки, а также при аварийной ситуации. Исходные данные передвижения грузоподъемной тележки: т0 = 4800кг - масса пустой тележки тГ = 12000кг - масса груза DK = 0,5м - диаметр ходового колеса D6 = 0,8м - диаметр барабана d4 = 0,095м - диаметр цапф L = 42м - общая длина пути подъема L min = 1,5м - путь перемещения тележки на пониженной скорости Vмех =1,2м/c - скорость подъема и спуска V min = 0,4м/c - пониженная скорость min а = 600 - угол наклона рельсового пути к горизонту tp = 80с - время разгрузки t3 = 90c - время загрузки J6 = 75кг • м2 - момент инерции барабана ?мех = 0,9 - КПД барабана g = 9,8м / с2 – ускорение Кр = 1,3 - учитывает трение ребер колес о рельсы ц = 0,08 - коэффициент трения скольжения в цапфах f = 0,5 -10~3 - коэффициент трения качения колес о рельсы a = 1м / с2 - допустимое ускорение 2. ВЫБОР СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА 2.1. Составление функциональной схемы САУ ЭП Рис. 2 – Функциональная схема САУ ЭП. Р – регулятор П – преобразователь Дв - двигатель ИМ - исполнительный механизм Д - датчик U3 - напряжение задания ?U - изменение напряжения Uy - усилитель напряжения Up - напряжение преобразователя Uoc - напряжение обратной связи ? - угловая скорость Напряжение задания подается на сумматор, на второй вход которого подаётся напряжение обратной связи по скорости. Сигнал рассогласования сумматора подается на вход регулятора, который формирует напряжение управления на преобразователь. Преобразователь формирует напряжение питания на якорь двигателя, который приводит во вращение исполнительный механизм. Скорость исполнительного механизма контролируется датчиком, который формирует сигнал обратной связи по скорости. Технико-экономическое обоснование Каждый технологический процесс, связанный с производством каких - либо материалов или изделий, стараются поддерживать непрерывно, т.к это экономически целесообразно. Именно поэтому существуют технологические агрегаты и комплексы, способные продолжительное время работать без перерывов. В свою очередь многие технологические агрегаты и их механизмы выполняют свою работу в циклическом режиме со сменой скоростей и нагрузок. Такие системы называются механизмами циклического действия. Двигатель Д810 имеет стоимость 650 тыс. руб., в то время как двигатель Д808 стоит 615 и 395 тыс. руб (для более и менее актуальной модели соответственно). Исходя из этого, можно сделать вывод, что разница в потраченных на покупку двигателя средствах не критична. Определим целесообразность выбора электродвигателя системы, работающего с нагрузкой на валу Рнагр. =10 кВт. Технические характеристики заменяемого двигателя Д808: Номинальная мощность Рном =47 кВт. АРхх=0,47 кВт. ДРкз=0,75 кВт. Технические характеристики заменяющего двигателя Д810: Номинальная мощность Рном =55 кВт. АРхх=0,55кВт. ДРкз=0,6 кВт. Потери в ДПТНВ и питающей сети определим по формуле: Где Кэ — экономический коэффициент реактивной мощности сети (0,1кВт/квар); QДПТ — реактивная мощность, потребляемая ДПТНВ при фактической загрузке. Определим потребление реактивной мощности для обоих двигателей при заданной нагрузке, используя рисунок 3. Рис. 3 – зависимость коэффициента мощности от коэффициента загрузки Для заменяемого двигателя получаем: Для заменяющего двигателя получаем: Если предположить, что двигатель работает 3000 часов в год при постоянной загрузке, то количество сохраненной энергии за год составит: (?Рдс1 - ?Рдс2) ? 3000 = (2,557 - 1,882) ? 3000 = 2025 кВт ? ч Выразим сохраненную энергию в % по отношению к израсходованной энергии за этот же период времени. Потребляемая мощность равна: Рнагр+?Рдс2 = 10,882 кВт. Тогда потребленная энергия за год: Эпотр = 10,882 ?3000 = 32 646 кВт ?ч Сохраненная энергия в процентах от израсходованной: Эсохр%= Эсохр% ? Эпотр ? 100% = % Построим зависимость стоимости сохраненной энергии от времени эксплуатации на интервале Т = 100-5000 час./год при разных тарифных стоимостях энергии (?=1,5 руб/кВт-ч, ?=2,0 руб/кВт-ч,?=2,5 руб/кВт-ч). Результаты представлены в таблице 1 и на рисунке 4: Таблица 1 - Стоимость сохраненной электроэнергии ?,руб/кВт-ч 1,5 2 2,5 3 Т,час./год 500 506,25 675 843,75 1012,5 1000 1012,5 1350 1687,5 2025 1500 1518,75 2025 2531,25 3037,5 2000 2025 2700 3375 4050 2500 2531,25 3375 4218,75 5062,5 3000 3037,5 4050 5062,5 6075 3500 3543,75 4725 5906,25 7087,5 4000 4050 5400 6750 8100 4500 4556,25 6075 7593,75 9112,5 5000 5062,5 6750 8437,5 10125 Рис.4 - Зависимость стоимости сохраненной энергии от времени эксплуатации на интервале Т = 100-5000 час./год при разных тарифных стоимостях энергии. Исходя из наблюдений и расчетов можно сделать вывод, что выбранный двигатель для данной системы является экономически целесообразным и ресурсоэффективным. Охрана труда и техника безопасности Одной из основных задач государственной политики в области охраны труда является обеспечение безопасности условий трудовой деятельности. Качество работы напрямую зависит от показателей, способствующих комфортной жизнедеятельности работников. Именно поэтому, такой подход является приоритетным и первостепенным. Никакие другие показатели не должны стоять выше, чем безопасность человека. Рабочее пространство человека, находящегося в зоне электрического оборудования, является областью повышенной опасности механического и электрического травматизма, вибраций, вредного воздействия шума, электромагнитных полей, негативных микроклиматических факторов, загрязненного атмосферного воздуха и многого другого. Безопасность работника в условиях цеха цепей управления обеспечивается правовой, социально-экономической, ор га низ ап и он но - технической, саннтарео-гигиенической защитой. Защита человека - основа охраны труда. Всегда следует уделять должное внимание обучению прибывшего персоната и повышению квалификации уже имеющегося. Профессиональная грамотность и соблюдение установленных порядков и правил значительно снизят вероятность получения травм или возникновения у работника профессиональных заболеваний. Чтобы соблюдать правила и нормы, их необходимо знать. Каждый работник должен быть информирован о существовании нормативно¬правовых документов, соответствующих периодически возникающим на производстве ситуациям, иметь достаточно полное представление об их содержаниях. Регламентирующие документы в России носят строго обязательный характер. Опыт показывает, что в любой деятельности человека, особенно в производственной, существует риск возникновения неблагоприятного исхода. Предприятие несет большие финансовые затраты и моральные потери при возникновении профессиональных заболеваний, а также в случаях производственного травматизма работников. Это заставляет постоянно возвращаться к изучению сущности негативных факторов и их источников, к проблемам влияния производственной среды на жизнь и здоровье человека. К организационным мерам, обеспечивающим безопасность работы на электроустановках, относятся: профотбор персоната по обслуживанию электроустановок, оформление работы, допуск к работе, надзор во время работы, оформление перерыва в работе, оформление перевода на другое рабочее место и окончание работы. Работники, принимаемые для выполнения работ на электроустановках, должны иметь профессиональную подготовку, соответствующую характеру выполняемой работы. Лица, допускаемые к обслуживанию, ремонтно-монтажным и наладочным работам на электроустановках, обязаны пройти инструктаж, обучение безопасным методам труда, а также проверку знаний. РАСЧЕТ И ВЫБОР ОСНОВНОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ 3.1. Расчет и выбор электродвигателя Электрический двигатель должен быть выбран с такими номинальными параметрами, которые удовлетворяли бы данному технологическому режиму работы, при этом двигатель должен полностью использоваться по нагреву и обеспечивать требуемую нагрузку по моменту. Предварительный расчет и выбор номинальной мощности электродвигателя начинается с тахограммы нагрузочного механизма. Тахо граммы рассчитываются упрощенным способом, исходя из допущения постоянства величины заданных ускорений на участках разгона и торможения, а также неизменности заданной, установившейся скорости движения на всей длине пути рассматриваемого участка движения. Результирующие усилия на барабане грузоподъемной тележки при подъеме груженой тележки? F?_(мех.п) и при спуске пустой тележки F_(мех.сп) определяются по ниже приведённым выражениям: ? F?_(мех.п)=[(m_0+m_г )•g•sin?(a)+2•k_p•(?•d_ц•0,5+f)•(m_0+m_г )•g•cos?(a)•1/D_k -m_пр•g]•1/?_мех ? F?_(мех.сп)=-m_0 •g•sin?(a)•1/?_мех +[(2•k_p•(?•d_ц•0,5+f) ?•m?_0 •g•cos?(a)•1/D_k )+m_пр•g]•1/?_мех Где: m_0, m_г, m_пр- массы пустой тележки, груза, противовеса, кг; k_p=1,3 - коэффициент, учитывающий трение реборд колёс о рельсы; ?=0,08 - коэффициент трения скольжения в цапфах колёс тележки; f=0,5•?10?^(-3) - коэффициент трения качения колёс о рельсы, м; D_k- диаметр ходовых колёс тележки, м; a - угол наклона рельсового пути тележки к горизонту, градус ?_мех=0,9 - КПД барабана грузоподъёмной тележки. Масса противовеса определяется из условия равенства результирующих сил при подъеме груженой тележки и спуске пустой, то есть: ? F?_(мех.п)=? F?_(мех.сп) Это обеспечивает равномерную загрузку электродвигателя грузоподъёмной тележки и лучшее использование его мощности. Приравнивая ? F?_(мех.п) и ? F?_(мех.сп), получаем выражение для вычисления m_пр m_пр=1/2 [2•k_p•(?•d_ц•0,5+f)•cos?(a)/D_k •2•m_0+m_г+sin?(a)•(2•m_0+m_г )] m_пр=1/2 [2•1,3•(0,08•0,095•0,5+0,5•?10?^(-3) )•cos?(60°)/0,5•(2•4800+12000)+sin?(60°)•(2•4800+12000)]=9474.74 (кг) Тогда: ? F?_(мех.п)=[(12000+4800)•9,81•sin?(60°)+2•1,3•(0,08•0,095•0,5+0,5•?10?^(-3) )•(12000+4800)•9,81•cos?(60°)•1/0,5-9474.74•9,81]•1/0,9=5,731•?10 ?^4 (Н) ? F?_(мех.сп)=? F?_(мех.п)=5,731•?10 ?^4 (Н) При этом, момент статического сопротивления при подъеме тележки без учета веса троса и упругих деформаций, равен: M_мех=? F?_(мех.п)•D_б/2 M_мех=2,294 •?10 ?^4 (Н•м) Примем ?_доп=2,5 - перегрузочная способность М_(?max?_мех )=M_мех•?=?M_дин+M?_мех M_дин=М_(?max?_мех )-M_мех=M_мех•?-M_мех=1,5•M_мех M_дин=1,5•2,294 •?10 ?^4=3,438 •?10 ?^4 (Н•м) Суммарный момент инерции механизма определяется из равенства запаса кинетической энергии поступательного движения масс и вращения барабана. J_мех=(m_0+m_г+m_пр )•R^2 J_мех=(12000+4800+9474,74)•?0,4?^2=4204 (кг·м^2) J_?=J_мех+1,1•J_б J_?=1405 +1,1•75=4287кг·м^2) Тахограммы рассчитываются упрощенным способом, исходя из допущения постоянства величины заданных ускорений на участках разгона и торможения, а также неизменности заданной установившейся скорости движения на всей длине пути рассматриваемого участка движения. При этом отрезки времени на участках тахограмм рассчитываются по известным из физики формулам равноускоренного и равномерного движения.
Не смогли найти подходящую работу?
Вы можете заказать учебную работу от 100 рублей у наших авторов.
Оформите заказ и авторы начнут откликаться уже через 5 мин!
Похожие работы
Дипломная работа, Электроника, электротехника, радиотехника, 108 страниц
2700 руб.
Дипломная работа, Электроника, электротехника, радиотехника, 52 страницы
2000 руб.
Дипломная работа, Электроника, электротехника, радиотехника, 70 страниц
1750 руб.
Дипломная работа, Электроника, электротехника, радиотехника, 60 страниц
6000 руб.
Дипломная работа, Электроника, электротехника, радиотехника, 57 страниц
500 руб.
Дипломная работа, Электроника, электротехника, радиотехника, 66 страниц
5555 руб.
Служба поддержки сервиса
+7(499)346-70-08
Принимаем к оплате
Способы оплаты
© «Препод24»

Все права защищены

Разработка движка сайта

/slider/1.jpg /slider/2.jpg /slider/3.jpg /slider/4.jpg /slider/5.jpg