Размещено на http://www.allbest.ru/

36

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Электропривод тележки мостового крана

1. Составление технического задания на проектирование

Полное наименование ЭМС: Электропривод тележки мостового крана.

Основание для разработки ЭМС: Учебный план.

Сроки начала и окончания разработки ЭМС:

Начало разработки ЭМС: 15.02.2011.

Окончание разработки ЭМС: 31.05.2011.

Разработчик: Фазлетдинова А.С.

Характеристика технологического объекта, для которого разрабатывается ЭМС

Необходимые сведения о технологическом оборудовании.

Кинематическая схема и подробные технические данные тележки приведены на рис. 1 и в табл. 1 соответственно.

Рис. 1. Кинематическая схема грузоподъёмной тележки: 1 - электродвигатель; 2 - тормозной шкив; 3 - редуктор; 11 - ходовое колесо; 12 - рельсы.

Данные о входных и выходных характеристиках технологического процесса

Таблица. 1. Технические данные механизма передвижения грузоподъёмной тележки

Наименование показателя	Обозначения	Размерность	Значение показателя
Масса пустой тележки	m0	кг	2000
Масса груза	mг	кг	8000
Диаметр ходового колеса	Dк	м	0,4
Диаметр цапф	dц	м	0.06
Общая длина пути	L	м	10
Путь перемещения на пониженной скорости	Lmin	м	0,4
Скорость передвижения	Vмех	м/с	1,1
Пониженная скорость	Vmin	м/с	0,3
К.П.Д. механизма	змех	-	0,9
Коэффициент трения скольжения в цапфах	м	-	0,08
Коэффициент трения качения колёс о рельсы	f	-	0,510?і
Температурный коэффициент сопротивления меди	тк	-	0,0042
Коэффициент учёта трения реборд колёс о рельсы	Кр	-	1,3
Допустимое ускорение	а	м/с2	1,0
Число циклов в час	Z	1/ч	50

Электропривод тележки должен обеспечивать режимы работы: разгон тележки до максимальной установившееся скорости перемещения; торможение до пониженной скорости; торможение тележки в конце пути до полной остановки. V_МЕХ = 1,1 м/с; V_MIN =0,3 м/с. Аналогично осуществляется возврат пустой тележки. В неподвижном состоянии тележка удерживается электромагнитным тормозом.

Перечень используемых источников энергии и их характеристики:

Промышленные сети с напряжением 380 В.

Сведения об условиях эксплуатации технологического и электрического оборудования:

· Конструкция двигателя предполагает специальные лапы на корпусе для жесткого крепления во время эксплуатации.

· Работа установки будет проходить в цехе с нормальной температурой воздуха 10-15 градусов по шкале Цельсия.

· Исполнение двигателя стандартное.

Назначение ЭМС

Данная ЭМС предназначена для повышения производительности труда за счет автоматизации процесса. Разрабатываемая установка предназначена для перевозки тележки с грузом.

Сведения о дальнейшем перспективном планировании ЭМС.

Возможна последующая модернизация приводов на основе тиристорных или транзисторных преобразователей

Технико-экономические показатели ЭМС

В данной курсовой работе не рассматриваются, так же как и требования к заказчику по подготовке объекта к проектированию ЭМС. (пункт 1.6)

Требования к ЭМС

Технические требования.

Диапазон регулирования координат электропривода (скорости, момента, напряжения, мощности, положения).

Система должна обеспечивать диапазон регулирования
скорости механизма от V_min=0,3 м/с до V_max=1,1 м/с.

Статическая точность регулирования разомкнутой системы Г-Д определяется жесткостью механической характеристики разомкнутой системы электропривода в первой зоне регулирования.

Требования к динамическим характеристикам: быстродействие, плавность, допустимое перерегулирование, ограничение ускорения, ограничение рывков.

Быстродействие оценивается заданными или предельно допустимыми значениями заданных ускорений;

Перегрузка не должна превышать допустимую л_Факт. л_Доп.;

ограничение рывков не должно превышать допустимого значения для данного типа двигателя, приблизительно 2,5 Iн.

Энергетические требования.

Пусковые тока должны быть меньше или равны допустимым.

Минимизация потерь энергии. Отсутствует.

Обеспечение максимально КПД.

Выбираем номинальные параметры двигателя и редуктора. КПД определяется номинальными параметрами устройств.

Требования по защите от аварий, блокировкам и сигнализации.

Система должна обеспечивать следующие виды защит:

Защита от коротких замыканий в якорной цепи, цепях управления и
силовой цепи асинхронного двигателя.

Защита от недопустимых перегрузок по току якоря и статора асинхронного двигателя.

Защита от недопустимого снижения и повышения напряжения питающей сети.

Защита от перегрузок цепей возбуждения генератора и двигателя.

Экологические требования.

Экологические требования осуществляются в соответствии с ГОСТом.

Требования по охране труда.

Требования по охране труда осуществляются в соответствии с правилами по технике безопасности и эксплуатации.

Требования по патентной чистоте. Не рассматриваются.

Состав и содержание работ по разработке ЭМС

План-график работ с указанием стадий и этапов приведены в таблице 1.

Таблица 2

№ разделов	Наименование разделов	Объём, %	Срок выполнения
1	Введение	2	2 неделя
2	Составление технического задания на разработку курсовой работы	5	2 неделя
3	Предварительный расчёт и выбор номинальной мощности электродвигателя	10	3 неделя
4	Расчёт передаточного числа и выбор типа редуктора	15	3 неделя
5	Построение тахограмм и нагрузочных диаграмм электродвигателя	20	4 неделя
6	Проверка электродвигателя по нагреву и на перегрузочную способность	25	5 неделя
7	Выбор генератора и гонного асинхронного электродвигателя	30	6 неделя
8	Расчёт статических механических характеристик электропривода	35	7 неделя
9	Расчёт переходных процессов и динамических характеристик	75	12 неделя
10	Расчёт энергетических показателей электропривода. Проверка электродвигателя по нагреву методом средних потерь.	85	13 неделя
11	Разработка принципиальной электрической схемы электропривода. Выбор элементов схемы. Краткое описание схемы	95	15 неделя
12	Заключение	97	16 неделя
13	Литература	100	17 неделя

Ответственный исполнитель: Фазлетдинова А.С.

2. Предварительный расчет и выбор номинальной мощности электродвигателя

2.1 Тахограмма механизма

Тахограммы рассчитываются упрощённым 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.

1. Время разгона от 0 до

2. Время торможения со скорости V_мех до V_min

3. Время торможения со скорости V_min до 0

4. Рассчитаем отрезки пути, пройденные тележкой за полученные отрезки времени.

Путь, пройденный тележкой за время t_Р1:



Путь, пройденный тележкой за время t_Т1:

Путь, пройденный тележкой за время t_Т2:

5. Время движения тележки на скорости V_мех

6. Время движения тележки на скорости V_min

7. Время работы привода

8. Время цикла работы



Примем, что время загрузки равно времени разгрузки и равно 25 с.

9. Определение продолжительности включения

2.2 Нагрузочная диаграмма механизма

Результирующие усилия сопротивления движению ходовых колес тележки независимо от направления движения тележки определяется силами трения скольжения в цапфах колес и силами трения качения колес о рельсы:

- Для груженой тележки

=2050 Н.

- Для пустой тележки

=410 Н.

- коэффициент, учитывающий трение ребер колёс о рельсы;

- коэффициент трения скольжения в цапфах колёс тележки;

- коэффициент трения качения колёс о рельсы, м;

Общая динамическая сила всей тележки для случая:

- Для груженой тележки

- Для пустой тележки

Определим действующую силу на каждом этапе:

Таблица 3

Движение c грузом	Обратное движение

Рисунок 3. Тахограмма и нагрузочная диаграмма механизма

2.3 Предварительный расчет мощности и выбор редуктора

Рассчитаем среднеквадратичное (эквивалентное по условиям нагрева двигателя) значение статической мощности, соответствующее реальному (Обусловленному технологией) значению продолжительности включения ПВ%.

,

Примем коэффициент

Примем КПД редуктора .

Вычислим значения мощности Р (ПВст%), по которой выбирается мощность двигателя для стандартных продолжительностей включения. В настоящий момент это ПВст(%)=40% и ПВст(%)=100%.

Для расчета передаточного числа редуктора необходимо знать угловую скорость механизма.

Таблица 4

Тип	Рн, кВт	Uн, В	nдв, об/мин	дв, с-1		, кгм2	m, кг
Д21	5,5	220	1200	125	22	0,125	200
Д22	6	220	850	158	26	0,15	225

Таблица 5

Тип редуктора		КПД	m, кг	M, Нм
Ц2У 125	22.4	0.97	53	750
Ц2У 125	16	0.97	53	750

Рассчитаем для каждого из вариантов суммарный момент инерции механизма, приведенный к скорости вращения электродвигателя:

Для выбора редуктора, найдем значение параметра , которое косвенно оценивает суммарный запас кинетической энергии электропривода.



По этому параметру наиболее оптимальный первый вариант, т.к. обеспечивает наибольшее быстродействие и является и обладает наименьшими массогабаритными показателями.

Таблица 6

Электродвигатель	Редуктор	Двигатель- редуктор
Тип Двигателя	Рн, кВт	nн, об/мин	Jдв, кгм2	mдв, кг	Тип редуктора	jтр	jред	зред	mред, кг	JУ, кгм2	Jдвjред2, кгм2	m=mдв+mред, кг
Д21	5,5	1200	0,125	200	Ц2У 125	22	22,4	0,97	53	0,93	466	253
Д22	6	850	0,5	225	Ц2У 125	13	16	0,97	53	2,1	537	253

2.5 Построение тахограмм и нагрузочных диаграмм электродвигателя

Для построения тахограммы электродвигателя используются ранее построенная тахограмма производственного механизма с учётом выбранного передаточного числа редуктора j_ред.

Значения ускорений, установившихся скоростей вращения двигателя определяются по выражениям:

где V_мех, щ_мех, D - заданные значения линейной, угловой скорости, диаметра рабочего органа механизма.

Если задано предельно допустимое ускорение, то величина ускорения двигателя берется с учетом перегрузочной способности двигателя:

Рассчитаем нагрузочную диаграмму:

Результирующий момент на валу двигателя и его составляющие определяются:

М_i = ±M_сi ± M_динi



Груженая тележка (Движение вперед)	Пустая тележка (Возврат)
Динамический момент: Статический момент: Момент при разгоне: МРазг.= Mс+Mдин= 19+116 =135, Н•м При установившемся движении: МУст.= Mс=19, Н•м При торможении: МТорм.= Mс-Mдин=-116+19=-97, Н•м Тахограмма двигателя: При разгоне: При установившемся движении на скорости Vмех: При установившемся движении на скорости Vmin:. При торможении:	Динамический момент: Статический момент: Момент при разгоне: МРазг.= Mс+Mдин= 3,8+116 =119,8, Н•м При установившемся движении: МУст.= Mс=3,8, Н•м При торможении: МТорм.= Mс-Mдин=-116+3,8=-112,2, Н•м Тахограмма двигателя: При разгоне: При установившемся движении на скорости Vмех: При установившемся движении на скорости Vmin:. При торможении:



Рисунок 4. Нагрузочная диаграмма и тахограмма двигателя.

2.6 Проверка электродвигателя по нагреву и на перегрузочную способность

Проверка осуществляется по величине эквивалентного момента двигателя за 1 цикл работы привода. Для электродвигателя на ПВ=40%, эквивалентный момент определяется:

Н•м

Определим номинальный момент двигателя:

Проверяем двигатель по условию нагрева:

М_Э(ПВ40%) < М_Н(ПВ40%) - Условие выполняется

Проверяем двигатель по перегрузочной способности:

М_мах ? лМ_н, где М_мах= М_разг.

л= М_крит./М_н=135/44=3,1,

Тогда принимая л=3.1, имеем:

108 < 136 - Условие выполняется

Вывод: Двигатель удовлетворяет требованию по перегрузочной способности, и по перегреву.

3. Выбор мощности генератора и гонного асинхронного электродвигателей

мощность электродвигатель нагрев перегрузочный

Для выбора генератора необходимо выполнить условие: UнгUндв

, где

Выбираем генератор на основе машины постоянного тока П-81.

-номинальная мощность;
-ток номинальный;
-номинальная частота вращения;
-сопротивление якоря
-напряжение
- сопротивление обмотки возбуждения;
-сопротивление добавочных полюсов
-перегрузочная способность

Проверка генератора по максимальному току.

I_MAX.Г= I_{Г· лГ = 15· 2,5 = 37,5}

I_{MAX.ДВ =} I_{Г· лДВ = 14,5· 2,5 =36,2}

Должно выполнятся условие: I_MAX.Г I_MAX.ДВ: - Выполнено

Сопротивление якорной цепи генератора при 15?С

.

Сопротивление якорной цепи генератора, приведенное к нагретому состоянию (Т_нагр = 90?С).

.

Выбор гонного двигателя.

Мощность асинхронного двигателя выбирается по габаритной мощности генератора при условии Н.Г.Н.АД

Вт

Выбираем асинхронный двигатель 4А200М4У3, исполнение по степени защиты IP44, способ охлаждения ICA0141.

Pад = 8200 (вт)

зад = 91%

nад = 1500 об/мин

Sн = 1,7

cos = 0.91

, , , ;

Рассчитаем для него номинальную скорость и номинальный момент:



Проверка АД по максимальному моменту. Должно выполнятся условие:

М_MAX.АД. М_MAX.Г

М_MAX.Г.= К_ГФ_НГ.I_MAX.Г=2,76•15=43 Н•м

М_MAX.АД.= (М_МАХ./М_н)•I_Н.АД=2,5•65=162 Н•м

162 > 43 - условие выполняется.

4. Расчет механических характеристик электропривода

Естественная механическая характеристика асинхронного двигателя описывается следующим выражением:

генератор грузоподъемный тележка электропривод

, , ; .

Естественная механическая характеристика асинхронного двигателя изображена на Рис. 5.

По [4] находим обмоточные данные выбранного асинхронного двигателя серии для Г - образной схемы замещения в относительных единицах:

; ; ; ;

Рассчитаем параметры схемы замещения асинхронного двигателя. Перейдём от

Г - образной схемы замещения к Т - образной.

Коэффициент перехода от Г - образной схемы замещения АД к Т - образной:



Механическую характеристику АД построим по характерным точкам:

Таблица 8

S	S=0	Sн =0.017	Sк=0.08145	Sмин=0.8	S=1
, рад/с	0=157	н =154,3	к =144.212	мин =31.4	=0
M, нМ	M=0	M=53	M=154.5	M=53	M=63,6

Рисунок 5.

Расчет естественной механической характеристики ДПТ с НВ

r_ЯЦДВ= r_я+r_дп = 0,11 Ом (для t=20 c)

Сопротивление якорной цепи, приведенное к нагретому состоянию (Т_нагр=140?С)

, где ?С-1 - температурный коэффициент электрического сопротивления.

Ом.

Номинальная частота вращения двигателя.

.

Механическая характеристика двигателя.

Расчет и построение основной характеристики системы Г-Д.

Уравнение основной характеристики системы Г-Д имеет вид:

Эквивалентное сопротивление системы Г-Д

R_ЭГ-Д= r_ЯЦД+r_яцг= 0,163+0,257=0,42 Ом

Е_ГОСН=КФ_ДВ•щ_ДВН+I_ДВН r_ЭГ-Д= 2.76•68+117*0,42=247.6 В

Номинальный ток возбуждения генератора

; F_ВГН=I_ВГН*W_ВГ =2,54*1300=3302 А

= 174,2 Ом

По кривой намагничивания генератора определяем номинальный поток:

Ф_ГН=0,86•106 МКС=0.0086 Вб

Расчет и построение рабочей характеристики:

Определяем требуемый поток возбуждения генератора:

По кривой намагничивания генератора [4, стр. 195]:

По кривой намагничивания генератора

F_ВГmax=3920А; I_ВГmax=А;

U_ВГmax=I_ВГmax•r_ВГ=3.015•87.1=262.7 В

Расчет и построение характеристики обеспечивающей V_MIN.

0,3•22,4=6,72 1/с; ММ_С=82 Нм

В

щ₀= Е_Гmin/К_ДФ_д=23/2.75=8.35

Вб

По кривой намагничивания генератора

F_ГMIN=1320 А; I_ВГMIN=А; U_ВГMIN=I_ВГMIN*r_ВГ= 1,01•87,1=88,3 В

Расчет и построение характеристики обеспечивающей динамическое торможение.

=0; М=0; 0 мех=68 1/с; М=-2,5Мн =-82•2.5=-205 Н•м

Все рассчитанные характеристики построены на рисунке 6.

Математическое описание нелинейной системы Г - Д, с гонным АД

При расчете переходных процессов в системе Г - Д необходимо принять следующие допущения:

1. Машина постоянного тока является идеально компенсированной;

2. Не учитываем влияние вихревых токов на результирующий магнитный поток;

3. Сопротивление якорной цепи () не изменяется в процессе работы привода в функции нагрева, а расчет ведется по значениям сопротивлений для нагретого состояния.

Тогда с учетом вышеперечисленных допущений динамические процессы в системе Г - Д с асинхронным гонным двигателем описываются следующей системой уравнений:

- коэффициент форсировки.

Кривая намагничивания генератора -

, где - синхронная скорость АД

где

- для некомпенсированных машин (тех у которых отсутствует компенсационная обмотка).



,

где ;

- кривая намагничивания двигателя;

;

Составление структурной модели для математического моделирования динамических режимов.

Чтобы составить математическую модель необходимо дифференциальные уравнения представить в форме Коши:

;

- обратная кривая намагничивания генератора;

;

;

;

- обратная кривая намагничивания двигателя;

.

На основании полученных ранее дифференциальных уравнений и с учетом составленных структурных схем, рассчитаем все коэффициенты, необходимые для моделирования:

Двигатель:

Генератор:

Асинхронный двигатель:

На структурной схеме использованы следующие обозначения:

* IN - интегрирующий усилитель координат соответственно:

IN1 - угловой скорости вращения гонного асинхронного двигателя;

IN2 - магнитного потока генератора;

IN3 - тока в якорной цепи системы Г - Д;

IN4 - угловой скорости вращения приводного двигателя;

IN5 - магнитного потока приводного двигателя;

* СО - звено для введения в модель констант соответственно:

СО1 - коэффициента возбуждения генератора, определяющего заданное установившееся значение магнитного потока и ЭДС генератора;

СО2 - коэффициента форсировки возбуждения генератора, определяющего требуемую скорость изменения магнитного потока и ЭДС генератора от начального до заданного установившегося значения;

СО3 - коэффициента возбуждения приводного двигателя, определяющего заданное установившееся значение тока возбуждения и магнитного потока двигателя;

СО4 - коэффициента форсировки возбуждения приводного двигателя, определяющего требуемую скорость изменения тока возбуждения и магнитного потока двигателя;

* КО - пропорциональное (усилительное) звено для введения в модель передаточных коэффициентов.

* SU - сумматор сигналов

* MU - множительное звено, используется для умножения двух переменных

* FU - функциональный преобразователь. Используется для моделирования различных нелинейных функций соответственно:

FU1 - статической механической характеристики гонного асинхронного двигателя;

FU2, FU5 - характеристик намагничивания генератора и приводного двигателя;

FU3, FU6 - для отключения входных сигналов используется двухпозиционное реле) на MU3 и MU6 при отключении форсировки возбуждения генератора и двигателя;

FU4 - для изменения полярности входного сигнала (используется двухпозиционное реле) на звене КО10 с целью изменения знака реактивного статического момента на валу двигателя при изменении знака скорости его вращения, т.е. для обеспечения моделирования функции .

Расчет переходных процессов

Расчет переходных процессов проведем в программе Matlab - Simulink. Структурная схема системы «генератор - двигатель» с асинхронным гонным.

Рабочий цикл для системы асинхронный двигатель - генератор

Рабочий цикл для приводной машины



Структурная схема математической модели асинхронного ЭП

Блоки SubSstems

 

 

Переходные процессы в асинхронном ЭП

Расчет энергетических показателей электропривода.

Полезная механическая энергия

Полезная механическая механическая энергия, затрачиваемая в рабочем органе механизма.

,

где , , - пути перемещения стола на холостом ходу при разгоне до скорости , торможении от до нулевой скорости, установившемся движении на скорости , м; - путь передвижения стола, равный длине детали, м.

Подставим численные значения:

.

Определим потери энергии в звеньях электропривода за 1 цикл.

Потери энергии в механической части ЭП

, где -

механическая энергия, вырабатываемая двигателем на своем валу (рис. 22). Подставим численные значения.Определим потери нергии в приводном двигателе

,

где - суммарная электрическая энергия, вырабатываемая генератором

Подставим численные значения

.

Суммарные потери энергии в генераторе при преобразовании механической энергии в электрическую.



Определим суммарную механическую энергию поступающую на вал генератора от гонного асинхронного двигателя.

Суммарные потери энергии в гонном асинхронном двигателе

Суммарная электрическая энергия, потребляемая гонным асинхронным двигателем из сети переменного тока.

Проверка приводного двигателя по нагреву методом средних потерь. Условие выполняется, следовательно, двигатель выбран верно.

Составление принципиальной электрической схемы электропривода

Силовая часть

Схема управления

Выбор элементов силовой схемы:

Асинхронный двигатель подключается к сети трехфазного переменного тока через автоматический выключатель QF1.

Расцепители позволяют выполнить все виды защиты - от коротких замыканий, перегрузки, снижения напряжения и т.д. (KV_1, КА1, КМ).

Ток срабатывания токовой отсечки выбирается по условию: для электромагнитного реле РТ-40. При коротких замыканиях на выводах электродвигателя отсечка должна иметь чувствительность .

Защита максимальным реле тока выполняется в виде токовой отсечки. Для этого обычно используют электромагнитные первичные реле косвенного действия РЭВ - 200 или РЭВ - 570 - (КА1).

Защита от перегрузки, выполнена с помощью тепловых расцепителей или электротепловых реле (КК1, КК2).

Реле не должно срабатывать в нормальном режиме работы электродвигателя, т.е. .

Принципиальная схема обеспечивает:

1. Подключение гонного двигателя к сети переменного тока с помощью автоматического выключателя и магнитного пускателя.

2. Реверсивное подключение обмотки возбуждения генератора и схему нереверсивного подключения цепи обмотки возбуждения двигателя к источнику постоянного тока с релейно-контакторным управлением. Питание самих обмоток возбуждения производится от сети переменного тока через реверсивный и нереверсивный тиристорный преобразователь соответственно.

3. Подключение якорной цепи двигателя к генератору с помощью силовых контакторов с кнопочным управлением (SB3 и SB4).

Схемой предусмотрены следующие виды защит:

1. Защита от обрыва поля силовой цепи «Г-Д» обеспечивает реле тока КА1, размыкая свой контакт в цепи управления и обесточивая якорь ДПТ.

2. Защита от коротких замыканий в цепи АД обеспечивается предохранителями FU1: FU3, которые при протекании через них токов которого замыкания сгорают и отключают M1 от сети.

3. Защита от обрыва цепи обмотки возбуждения ДПТ, обеспечивается токовым реле КА2.

4. Ограничение хода крана обеспечивается защитными выключателями SQ1 («вперед»); SQ2 («назад»).

5. Защита от аварийных режимов обеспечивается реле КVД, которое размыкает свой контакт; при каком-либо аварийном режиме и размыкании цепи питания схемы управления подключается реле КМД замыкая свой контакт КМД в силовой цепи «Г-Д», двигатель переходит в режим динамического торможения.

Описание схемы:

1 Подготовка схемы к работе.

Включается выключатель SA1, тем самым подается питание на силовую схему гонного асинхронного двигателя M1 и его схему управления от сети трехфазного напряжения 380 В.

Включается автоматический выключатель QF2, который подает напряжение 220 В постоянного тока в схему управления системой Г - Д. При этом сразу включается контактор КМ8А, который своими контактами замыкает цепь питания напряжения +10 В в систему управления тиристорными возбудителями ТВТ и ТВД. Одновременно через замкнутые размыкающиеся контакты контакторов КМ11 и КМ10 включается контактор КМ8. Замкнувшийся контакт КМ8 подключает напряжение управления с потенциометра к схеме ТВД.

Это напряжение управления обеспечивает номинальный ток в обмотке возбуждения двигателя М2.

Таким образом система Г- Д подготовлена к включению в работу.

2 Далее осуществляется запуск гонного асинхронного двигателя.

При наличии в предохранителях FU1чFU3 плавких вставок и нахождение тепловых реле КК1 и КК2 в нормальном состоянии. Нажимают кнопку SB2 «Пуск». Включается контактор (магнитный пускатель) КМ1. Контактор КМ1 замыкает свои контакты в силовой цепи обмоток статора двигателя М1 и тем самым подключает их к сети . Осуществляется прямой пуск асинхронного двигателя. Двигатель М1 разгоняется до скорости холостого хода и приводит во вращение генератор G.

3 Включение силовой цепи системы Г - Д осуществляется нажатием кнопки SB4, с помощью которой включается (при нулевом положении рукоятки командо-контроллера) защитно-блокировочное реле KV1. Включившись, реле KV1 шунтирует нулевой контакт командо-контроллера SA-O и контакты кнопки SB4, тем самым подает напряжение питания постоянного тока 220 В в схему управления.

Одновременно с реле KV1 включается и линейный контактор КМ2, который своими контактами замыкает силовую якорную цепь системы Г - Д.

Работа схемы управления системой Г - Д.

Схема управления предусматривает как ручное, так и автоматическое управление.

Выбор вида управления осуществляется посредством 2х полюсного переключателя SAP:

Ручное управление осуществляется при постановке переключателя SAP в положение P, автоматическое управление - при постановке переключателя SAP в положение A.

Работа схемы при ручном управлении

Ручное управление осуществляется оператором с помощью реверсивного командо-контроллера. Оно применяется при наладке, проверке работоспособности схемы, а также для управления электроприводом в случае обнаружения каких-либо неполадок системы автоматического управления.

Рассмотрим вначале работу схемы при ручном управлении.

При постановке рукоятки командо-контроллера в 1е положение «Вперед» замыкается контакт SA1. Он включает реверсивный контактор КМ3, который подает на потенциометр напряжение 10 В прямой полярности. При этой полярности в обмотке возбуждения создается ток возмущения, а соответственно магнитный поток и ЭДС генератора прямой полярности. В этом случае стол станка совершает прямой ход «Вперед».

В первом положении «Вперед» замыкается также контакт SA3, который подает напряжение на катушки контакторов КМ5 и КМ7Ф.

Вначале через размыкающийся контакт реле - напряжения KV2 включается контактор форсировки КМ7Ф.

Включившийся контактор КМ7Ф с одной стороны блокирует своим размыкающим контактом включения катушки контактора КМ5, а с другой стороны подключает своим замыкающим контактом максимальное напряжение управления (снимаемое с потенциометра ) в схему управления ТВТ. Это обеспечивает требуемую форсировку возмущения генератора.

При достижении ЭДС генератора заданного значения реле напряжения KV2 включается. Оно размыкает цепь катушки контактора КМ7Ф. Контактор КМ7Ф отключается. Форсировка возбуждения снимается. Включается контактор КМ5. Он своими замкнувшимися контактами подает в схему ТВТ сигнал управления, соответствующий установившемуся значению Двигатель разгоняется до скорости .

При постановке командо-контроллера во 2е положение «Вперед» отключается контактор КМ5 и снова включается контактор форсировки возбуждения КМ7Ф (через замкнутые контакты SA4 и замкнутые контакты реле напряжения KV3).

Происходит форсированное повышение ЭДС генератора до При достижении ЭДС генератора указанного значения включается второе реле напряжения KV3. Оно отключает контактор КМ7Ф, который деблокирует катушку контактора КМ6. Контактор КМ6 включается, подает в схему управления ТВТ сигнал управления, соответствующий значению Двигатель М2 разгоняется до скорости

При постановке рукоятки командо-контроллера в 1е и 2е положения «Назад» включается реверсивный контактор КМ4 (вместо КМ3), а контакторы КМ5, КМ6 и КМ7Ф включаются аналогично положениям 1 и 2 «Вперед».

Торможение электропривода при снижении скорости движения механизма от до осуществляется при работе в 1 ой зоне регулирования системы Г - Д переводом рукоятки командо-контроллера из положения 2 «Вперед» в положение 1 «Вперед». Пр этом контактор КМ6 отключается, а контактор КМ5 включается.

Рассмотренная работа схемы при ручном управлении в 1 ой зоне регулирования системы Г - Д справедлива как для электропривода передвижения стола продольно-строгального станка так и для электроприводов грузоподъемной тележки и тележки мостового крана.

Заключение

В ходе выполнения данной курсовой работы был разработан электропривод тележки мостового крана.

В результате проведенного расчета параметров двигателя и построения переходных процессов системы «генератор-двигатель», можно сделать вывод, что данные двигатель, генератор и асинхронный двигатель могут обеспечить требуемый технологический цикл и безаварийные режимы работы.

В результате моделирования системы «генератор-двигатель» в программе MATLAB мы получили переходные процессы в системе и убедились, что двигатель работает в нормальном режиме, что не вызывает его перегрева и перегрузки (скачки токов не превышают допустимые значения).

Потери в двигателе не превышают номинальные потери, следовательно, двигатель удовлетворяет условиям нагрева. Также была разработана принципиальная схема силовой части и схема управления электроприводом.

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.-456 с.

2. Справочные данные по электрооборудованию. Т. 1. Электрические машины общего применения. - М.-Л.: Энергия, 1964. - 327 с.

3. Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник. - М.: Энергоиздат 1982. - 504 с.

4. Редукторы и мотор - редукторы общемашиностроительного применения: Справочник / Л.С. Бойко, А.З. Высоцкий, Э.Н. Галиченко и др. - М: Машиностроение, 1984.-247 с.

5. Теория электропривода: Задания на курсовое проектирование / И.Д. Абакумов, Н.Н. Путинцев, С.И. Мордвинов, НЭТИ. - Новосибирск, 1985.

Размещено на Allbest.ru