Расчет и выбор электроприводов установки металлоуловителя
Расчет мощности, выбор электродвигателя привода установки-металлоуловителя, ленточного конвейера. Разработка принципиальной схемы управления электроприводами, логическая схема управления. Расчет и обоснование выбора аппаратуры. Определение объема памяти.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 24.02.2012 |
| Размер файла | 326,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
РАСЧЕТ И ВЫБОР ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ УСТАНОВКИ - МЕТАЛЛОУЛОВИТЕЛЯ
Введение
Современная автоматизация производства невозможна без использования электрических двигателей и средств управления ими или, точнее, без применения электрического привода. Использование автоматизированного и автоматического электропривода позволяет повышать производительность труда.
Практически все предприятия в своем производстве имеют хотя бы небольшие и незначительные электропривода, предназначенные для решения различных задач (начиная от подъема некоторого груза или системы вентиляции, заканчивая большим производством, в котором связаны множество компонентов).
Современные предприятия представляют собой промышленные комплексы с большим потреблением электрической энергии. Следовательно, рациональное использование электроэнергии может быть обеспечено только при правильном выборе электрооборудования и грамотной его эксплуатации.
Каждый из электроприводов требует тщательный подход для определения электродвигателя, который обеспечит требуемые особенности, аппаратуры защиты и управления. При этом необходимо рассчитать и выбрать электродвигатель, подобрать аппаратуру защиты и управления, рассчитать и выбрать провода и кабеля.
1 Расчет и выбор типа электродвигателя производственной установки
1.1 Расчет мощности и выбор электродвигателя привода ленточного конвейера
М1 - электродвигатель привода ленточного транспортера асинхронный Зх-фазный к.з.р., нереверсивный.
Мощность электродвигатель для привода ленточного транспортера рассчитывается по формуле:
(2.1)
электродвигатель металлоуловитель ленточный конвейер
где Q - подача транспортера, м3/ч;
L - длина транспортера, м;
- опытный коэффициент;
K3 - коэффициент запаса;
- КПД передачи.
Выбираем двигатель основного исполнения, т.к. у электродвигателя маленькая мощность и использование электродвигателя специального исполнения было бы не целесообразно. Номинальная частота вращения 1500 об/мин. Степень защиты IP44.
Таблица 1 - Технические и пусковые данные двигателя 4АА50А4У3
|
Тип двигателя |
P2н, кВт |
, % |
cos |
iп |
|
|
4АА50А4У3 |
0.06 |
40.0 |
0.41 |
2.5 |
Подставляя значения в формулу (2.2), получаем:
; (2.2)
;
; (2.3)
;
.
1.2 Расчет мощности и выбор электродвигателя привода подвижной траверсы электромагнитной плиты
М2 - электродвигатель привода подвижной траверсы плиты, асинхронный Зх-фазный с к.з.р., реверсивный.
Мощность электродвигателя привода подвижной траверсы плиты рассчитывается по формуле:
(2,3)
где - коэффициент, учитывающий трение реборд колес о рельсы;
- максимальная масса траверсы, Н;
- коэффициент трения скольжения;
- коэффициент трения качения;
- радиус шейки оси колеса, м;
- радиус колеса, м;
- скорость перемещения, м/с
- КПД механизма передвижения.
Выбираем двигатель основного исполнения, т.к. у электродвигателя маленькая мощность и использование электродвигателя специального исполнения было бы не целесообразно. Номинальная частота вращения 1500 об/мин. Степень защиты IP44.
Таблица 2 - Технические и пусковые данные двигателя 4АА63В4У3
|
Тип двигателя |
P2н, кВт |
, % |
Cos |
iп |
|
|
4А100S4У3 |
3.0 |
82.0 |
0.83 |
6.0 |
; (2.2)
; (2.3)
.
2. Разработка принципиальной схемы управления электроприводами
Принципиальная схема управления (рисунок №5) обеспечивает:
- дистанционное управление электроприводами;
- наличие двух режимов работы установки: 1 режим - рабочий режим (режим очистки сыпучей смеси), 2 режим - режим наладки;
- пуск привода транспортёра М1 в 1 режиме только при нахождении электромагнитной плиты (траверсы) в рабочей позиции и наличии напряжения питания на электромагнитной плите;
- возможность установки плиты в рабочее положение в случае её нахождения в каком-либо другом пространственном положении в обоих режимах;
останов привода транспортёра в 1 режиме по истечении времени ?t1 (время одного цикла очистки) после дистанционного включения оператором при первом цикле очистки;
- автоматическое включение и перемещения траверсы в зону сброса металлических деталей по истечении времени ?t1 по циклу: ход в зону сброса металла, останов в крайней точке зоны сброса в функции пути (контроль по положению) на время ?t2, возврат в рабочее положение (нахождение над конвейером) с контролем в функции пути (положения);
- повторное автоматическое включение привода М1 при выполнении условия, изложенного в пункте 3;
- автоматическое включение напряжения питания плиты при нахождении (достижении) исходного рабочего положения при работе в 1 режиме;
- автоматическое отключение напряжения питания с электромагнитной плиты при достижении траверсы крайней точки зоны сброса при работе в 1 режиме;
- возможность независимой работы электроприводов во 2 режиме со снятием действия всех электрических блокировок;
- звуковая сигнализация минимального значения величины питающего напряжения электромагнитной плиты;
- световая сигнализация включенного состояния силового электрооборудования;
- наличие соответствующих электрических защит электроприводов и схемы управления в соответствии с режимами и условиями работы электрооборудования;
наличие защит и блокировок, обеспечивающих безопасные условия работы персонала и технологического оборудования;
- предусмотреть АВР (автоматическое включение резерва) при выходе из строя основного источника питания электромагнитной плиты;
- световая и звуковая сигнализация включения АВР.
Силовая схема
Рисунок 1 - Главные цепи электроприводов
|
М1 - электродвигатель привода ленточного транспортера Рн=0.06 кВт n=1500 об/мин. QF1 - автоматический выключатель. |
М2 - электродвигатель привода масляной станции Рн=3 кВт n=1500 об/мин. QF2 - автоматический выключатель. |
YB - плита электромагнитная. Рн=1 кВт QF3 - автоматический выключатель. |
Рисунок 2 - Цепи управления и сигнализации
Схема управления
Рисунок 3 - Схема управления АВР
3. Расчет и обоснование выбора аппаратуры
3.1 Расчет и обоснование выбора аппаратуры управления электрическими цепями
Выбор магнитных пускателей
Магнитные пускатели выбираются из условия
,
где - номинальный ток пускателя,
- длительный рабочий ток электроустановки.
Пускатели электромагнитные серии ПМЛ предназначены для дистанционного пуска непосредственным подключением к сети, остановки и реверсировании трехфазных асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором.
Таблица 3 - Пускатели серии ПМЛ
|
380 В |
|||||
|
IP00 |
|||||
|
Тип |
Величина пускателя |
Номинальный ток пускателя, А |
Номинальный рабочий ток, А, при напряжении и степени защиты |
||
|
KM1 |
ПМЛ-1100 |
1 |
10 |
10 |
|
|
KM2 |
ПМЛ-4103 |
2 |
63 |
63 |
|
|
KM3 |
ПМЛ-4103 |
2 |
63 |
63 |
|
|
КМ4 |
ПМЛ-1100 |
1 |
10 |
10 |
|
|
КМ5 |
ПМЛ-4103 |
2 |
63 |
63 |
|
|
КМ6 |
ПМЛ-4103 |
2 |
63 |
63 |
Выбор промежуточных реле
Промежуточные реле серии РПЛ применяются в схемах управления электроприводами при напряжении до 660 В переменного тока частотой 50, 60 Гц:
Таблица 4 - Промежуточные реле серии РПЛ
|
Тип |
Uн, В |
Число замыкающих контактов |
Число размыкающих контактов |
||
|
KL1 |
РПЛ-1-2-1 О4-А |
220 |
2 |
1 |
|
|
KL1 |
РПЛ-1-2-1 О4-А |
220 |
2 |
1 |
Выбор реле времени
Реле времени ВЛ-40 для периодического включения и отключения электрических цепей с определенными, предварительно установленными длительностями включенного (импульс) и отключенного (пауза) состояний.
Таблица 5 - Реле времени ВЛ-40
|
Обозначение |
Род тока |
Uн, В |
Iн, А |
Частота коммутаций, 1/ч |
Импульс, с |
Пауза, с |
|
|
КТ1-4 |
переменный |
220 |
5 |
500 |
3 |
10 |
|
|
КТ1-4 |
переменный |
220 |
5 |
500 |
3 |
10 |
Выбор выключателей путевых
Выключатели путевые серии ВП63 предназначены для коммутации электрических цепей управления переменного тока частоты 50 и 60 Гц напряжением до 380 В и постоянного тока напряжением до 220 В под воздействием управляющих упоров (кулачков) в определённых точках пути контролируемого объекта.
Таблица 6 - Выключатели путевые серии ВП63
|
Тип |
Uном, В |
Iном, А |
Рабочий ход, мм |
Усилие срабатывания, Н |
||
|
SQ1 - SQ4 |
ВП63-1011117-100УХЛ33 |
220 |
1,0 |
2,2 |
4,5 |
Выбор кнопок управления
Выключатели кнопочные серии КЕ предназначены для коммутации электрических цепей управления переменного напряжения до 660 В частоты 50 и 60 Гц.
Таблица 7 - Выключатели кнопочные серии КЕ
|
Тип |
Uн, В |
Управляющий элемент |
Степень защиты |
Контактный элемент |
|||
|
замыкающих |
размыкающих |
||||||
|
SB1 |
КЕ021УЗ |
220 |
Толкатель грибовидный |
IP40 |
1 |
1 |
|
|
SB2 |
КЕ011У3 |
220 |
Толкатель цилиндрический |
IP40 |
2 |
_ |
|
|
SB3 |
КЕ021УЗ |
220 |
Толкатель грибовидный |
IP40 |
1 |
1 |
|
|
SB4 |
|||||||
|
SB5 |
|||||||
|
SB6 |
КЕ011УЗ |
Толкатель цилиндрический |
2 |
- |
|||
|
SB7 |
|||||||
|
SB8 |
3.2 Расчет и обоснование выбора аппаратуры защиты
Выбор автоматического выключателя
Выключатели серии ВА предназначены для проведения тока в нормальном режиме, для защиты электрических цепей и электродвигателей при токах короткого замыкания, перегрузках и недопустимых снижений напряжения (нулевая защита), а также для нечастых (не более 30 в час с интервалом не менее 2 мин) включений и отключений электрической цепи.
Определение тока уставки электромагнитного расцепителя
(4.1)
где - пусковой ток двигателя,
(1,5-1,8) - коэффициент, учитывающий условия пуска. Меньший берём, если нормальные условия пуска, больший, если тяжёлые условия пуска.
QF1:
QF2:
QF3:
Определение тока уставки теплового расцепителя
(4.2)
где - номинальный ток двигателя,
- коэффициент, учитывающий температурные условия работы электродвигателя (предполагается, что установка будет работать при )
(4.3)
QF1:
QF2:
QF3:
Таблица 8 - Выключатели серии ВА
|
Автомат |
Тип выключателя |
Iн, Аавт. выкл. |
Iн, А |
Uн, В |
, А |
, А |
|
|
QF1 |
ВА52Г-25-34-0010-Р-00УХЛ |
0.56 |
380 |
2.1 |
0.5 |
||
|
QF2 |
ВА52Г-25-34-0010-Р-00УХЛ |
8.5 |
380 |
76.5 |
1.25 |
||
|
QF3 |
ВА52Г-25-34-0010-Р-00УХЛ |
0.74 |
380 |
4.44 |
0.66 |
Выбор предохранителей
Предохранители предназначены для защиты от коротких замыканий.
,
где - номинальный ток предохранителя,
- номинальный ток плавкой вставки.
Для защиты электроприёмников или участков электросети, которые имеют небольшие пусковые токи, за расчётные токи плавких вставок принимают номинальные токи этих электроприёмников или расчётные токи элекетросети .
Для предохранителей FU1, FU2, FU3, FU4, FU7:
(4.4)
По формуле (4.4):
FU1: FU11:
FU2: FU12:
FU3: FU13:
FU4: FU14:
FU5: FU15:
FU6: FU16:
FU7: FU17:
FU8: FU18:
FU9: FU19:
FU10:
Таблица 9 - Характеристики предохранителей
|
Тип |
Iном, А |
Uном, В |
Iвст, А |
Конструктивное исполнение |
||
|
FU1 - FU19 |
НПН-15 |
15 |
500 |
15 |
Патрон неразборный с наполнителем |
Выбираем предохранитель (FU) для защиты цепи управления электропривода. Для выбора плавкой вставки предохранителя необходимо рассчитать номинальный ток, потребляемый схемой управления, который равен сумме токов, потребляемых каждым элементом схемы:
(4.6)
где Iпотр.л. - ток потребляемый одной лампой сигнализации
Составим таблицу потребителей (реле) цепи управления при номинальном напряжении ~220 В.
Таблица 10 - Потребители тока цепи управления
|
Реле |
KM1 |
KM2 |
KМ3 |
KL1 |
KL2 |
KT1 |
KT2 |
|
|
Iкатушки, А |
0,14 |
0,14 |
0,14 |
0,05 |
0,05 |
0,05 |
0,05 |
Максимальный ток цепи управления:
Расчет тока плавкой вставки предохранителя:
(4.7)
Таблица 11 - Характеристика предохранителя FU9
|
Тип |
Iн, А |
Uн, В |
Номинальный ток плавкой вставки, А |
Конструктивное исполнение |
||
|
FU9 |
НПН-15 |
15 |
220 |
15 |
Патрон неразборный с наполнителем |
3.5 Расчет и обоснование выбора проводов и кабелей
Для силовой схемы:
При номинальном токе двигателя 8.5 А, по условию плотности тока для меди, 7 А на 1мм2 выбираем кабель с сечением 5 мм2.
Тип кабеля КГ 310+11.5. 4 жилы: 3 по 10 мм2 основные и 1 по 1.5 мм2 на зануление.
Выбираем кабель четырехжильный с алюминиевой жилой с ПВХ изоляцией исходя из плотности тока 5 А/мм2 и номинальных токов двигателя 1.2 А, 0.56 А:
Для управляющей схемы:
С учетом плотности тока для алюминия 5 А/мм2 и током управляющей цепи получаем сечение 0.18 мм2. Т.к. сечение мало, то выбираем провод ПВ11мм2, исходя из механической прочности.
4. Логическая схема управления электроприводом производственной установки
Рисунок 4 - Логическая схема управления
Рисунок 5 - Логическая схема управления элнктромагнитной плитой
Рисунок 6 - Логическая схема включения АВР
5. Расчет объема памяти и обоснование выбора модели универсального логического модуля
В логической схеме используются блоки:
1 Задержка включения (2 шт.)
2 Реле с самоудержанием (5 шт.)
Остальные элементы логической схемы памяти не занимают и поэтому они не участвуют в расчете объема памяти.
Таблица 12 - Объемы памяти для блоков LOGO
|
Блок |
Память |
||||
|
PAR |
RAM |
Timer |
Rem |
||
|
Задержка включения |
1 |
1 |
1 |
||
|
Реле с самоудержанием |
- |
1 |
- |
- |
Для данной схемы использование памяти получается:
1 PAR -2;
2 RAM - 7;
3 Timer - 2;
4 Rem - 0
В логической схеме используются блоки:
Реле с самоудержанием (2 шт.)
Остальные элементы логической схемы памяти не занимают и поэтому они не участвуют в расчете объема памяти.
Таблица 13 - Объемы памяти для блоков LOGO
|
Блок |
Память |
||||
|
PAR |
RAM |
Timer |
Rem |
||
|
Задержка включения |
1 |
1 |
1 |
||
|
Реле с самоудержанием |
- |
1 |
- |
- |
Для данной схемы использование памяти получается:
1 PAR -0;
2 RAM - 2;
3 Timer - 0;
4 Rem - 0
В логической схеме используются блоки:
Реле с самоудержанием (3 шт.)
Остальные элементы логической схемы памяти не занимают и поэтому они не участвуют в расчете объема памяти.
Таблица 14 - Объемы памяти для блоков LOGO
|
Блок |
Память |
||||
|
PAR |
RAM |
Timer |
Rem |
||
|
Задержка включения |
1 |
1 |
1 |
||
|
Реле с самоудержанием |
- |
1 |
- |
- |
Для данной схемы использование памяти получается:
1 PAR -0;
2 RAM - 3;
3 Timer - 0;
4 Rem - 0
Из подсчета объема памяти логического модуля и исходя из логической схемы можно выбрать блок LOGO! удлиненной модели.
Для подключения схемы управления установкой выбираем модуль LOGO! 230RCL, он имеет 12 дискретных входов и 8 дискретных выходов с используемым напряжением 230 (В). Питается напряжением 230 (В).
Универсальные логические модули LOGO! являются компактными функционально законченными изделиями, предназначенных для решения простых задач автоматизации с логической обработкой информации.
5.1 Разработка принципиальной схемы подключения аппаратуры управления, защиты к логическому модулю LOGO
Рисунок №7 - Схема подключения к LOGO! 230RCL
Рисунок №8 - Схема подключения к LOGO! 230RCL
Рисунок №9 - Схема подключения к LOGO! 230RCL
Заключение
В данной курсовой работе рассчитаны и выбраны электродвигатели.
Осуществлен выбор аппаратуры по напряжению, энергетическим характеристикам.
Согласно функциональным возможностям, была разработана схема управления электроприводами установки-металлоуовителя, подобрана аппаратура защиты и управления. Найдено сечение проводов обеспечивающих питание приводов и системы управления.
Список использованных источников
1 Асинхронные двигатели серии 4А: Справочник / А.Э. Кравчик, М.М. Шлаф, В.И. Афонин, Е.А. Соболенская. - М.: Энергоиздат, 1982. - 504 с.
2 Большам Я.М. Справочник по проектированию электропривода силовых и осветительных установок. - М.: Энергия, 1975. - 728 стр.
3 Васин В.М. Электрический привод: Учеб. пособие для техникумов. - М.: Высш. шк., 1984. - 231 с.
4 Алиев И.И. Справочник по электротехнике и электрооборудованию: Учеб. Пособие для вузов. - 2-изд., доп. - М.: Высш. шк., 2000. - 255 с., ил.
5 Москаленко В.В. Электрический привод: Учеб. для электротехн. спец. техн. - М.: Высш. шк., 1991. - 430 с.
6 Справочник электрика деревообрабатывающего предприятия / А.А. Пижурин, М.В. Алексин, В.А. Яковенко - М.: МГУЛ, 2002. - 340 с.
7 Техника чтения схем автоматического управления и технологического контроля / Клюев А.С., Глазов Б.В., Миндин М.Б. - М.: Энергоиздат, 1983, 376 с.
8 Чиликин М.Г., Сандлер А.С. Общий курс электропривода: Учебник для вузов. - М.: Энергоиздат, 1981. - 576 с.
9 Чунихин А.А. Электрические аппараты: Учеб. для вузов. - М.: Энергоатомиздат, 1988. - 720 с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Определение мощности электродвигателя приводной станции конвейера; кинематических, силовых и энергетических параметров механизмов привода. Расчет клиноременной передачи. Выбор основных узлов привода ленточного конвейера: редуктора и зубчатой муфты.
курсовая работа [272,5 K], добавлен 30.03.2010Кинематическая схема привода ленточного конвейера. Кинематический расчет электродвигателя. Определение требуемуй мощности электродвигателя, результатов кинематических расчетов на валах, угловой скорости вала двигателя. Расчет зубчатых колес редуктора.
курсовая работа [100,3 K], добавлен 26.01.2010Основное назначение электрического привода ленточного конвейера. Суммарная мощность двигателей приводных станций. Выбор электродвигателя. Кинематическая схема приводной станции конвейера. Проверка двигателя на нагрев. Расчет параметров системы управления.
курсовая работа [679,3 K], добавлен 21.10.2012Описание электромеханического привода ленточного транспортера. Выбор электродвигателя и расчет его мощности. Кинематический и геометрический расчет редуктора. Выбор опор валов. Расчет передаточного отношения редуктора, времени разгона и выбега привода.
курсовая работа [309,2 K], добавлен 25.09.2012Определение потребной мощности и выбор электродвигателя. Расчет подшипников и шпоночного соединения. Выбор редуктора и подбор муфт. Определение передаточного отношения привода и его разбивка по ступеням передач. Расчет вала на статическую прочность.
курсовая работа [2,9 M], добавлен 13.09.2009Создание гидроприводов и систем гидроавтоматики из нормализованной аппаратуры, разработка принципиальной и схемы соединений привода. Основные параметры, выбор аппаратуры, электродвигателя и устройств гидропривода, тепловой и проверочный расчет.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 28.11.2009Выбор электродвигателя привода ленточного конвейера и его кинематический расчет. Допускаемое напряжение и проектный расчет зубчатых передач. Выбор и расчёт элементов корпуса редуктора, тихоходного вала и его подшипников, шпоночных соединений, муфт.
курсовая работа [169,1 K], добавлен 18.10.2011Разработка конструкторской документации ленточного конвейера. Расчет кинематических и энергетических характеристик привода. Подбор электродвигателя, подшипников качения, шпонок и муфты. Компоновка редуктора, схема сил, действующих в передачах привода.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 30.12.2014Определение требований к приводу со стороны исполнительного механизма машины. Расчет параметров маховика, выбор места его установки. Проверочные расчеты элементов привода на прочность. Выбор электродвигателя, редукторов, муфт и определение их параметров.
курсовая работа [223,0 K], добавлен 22.10.2011Принцип действия ленточного конвейера, общая схема устройства. Основные параметры рабочего органа. Особенности расчета тягового усилия, необходимой мощности привода конвейера. Выбор двигателя, алгоритм его кинематического расчета. Выбор элемента передач.
курсовая работа [186,3 K], добавлен 02.05.2016
