Крановое электрооборудование

 

 

Аннотация

В курсовом  проекте рассмотрена система автоматизированного управления электропривода мостового крана с гузоподъемностью 30 тонн.

Проект состоит из 3 частей: раздела исходных данных к проекту, расчетного раздела, графического раздела.

В разделе  исходных данных к проекту представлена характеристика объекта с исходными данными на разработку проекта.

В расчетном разделе представлены расчеты мощности и выбор двигателя привода, расчет электрических параметров и выбор тиристорного преобразователя и его элементов и устройств, расчет регулировочных и внешних характеристик ТП, выбор функциональных блоков и устройств системы управления, техника безопасности обслуживания.

В графической части представлена принципиальная электрическая схема управления и схема внешних соединений.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

 

Введение…………………………………………………………………………..

1 Теоретическая……………………………………………………….………..…

1.1 Назначение и техническая характеристика оборудования…………………

1.2 Краткий анализ работы электрооборудования  и требования к САУЭП……

2 Расчетная  часть……………………………………….………….………...…….

2.1 Расчет мощности и выбор двигателя  привода…………………….…………

2.2 Выбор тиристорного преобразователя,расчет его силовых параметров и

выбор элементов и устройств ТП………………………………………………

2.3Расчет  аварийных режимов тиристорного преобразователя  и проверка си

ловых тиристоров………………………………………………………….……...

2.4 Расчет регулировочных и внешних характеристик преобразователя…и

механических характерисиик двигателя………………………………………….

2.5 Расчет и выбор  эл. аппаратов управления и защиты………………..………

2.6  Описание функциолнальной схемы электропривода……………………….

2.7 Расчет освещения на участке цеха…………………………………………….

2.8 Технико-экономическое сравнение ЭП……………………………………….

Заключение…………………………………………………………………………

Список литературы…….………………………………….....................................

……………………………………..

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

 

Крановое электрооборудование является одним из основных средств комплексной механизации всех отраслей народного хозяйства. Подавляющее большинство грузоподъемных машин изготовляемых отечественной промышленностью, имеет привод основных рабочих механизмов, и поэтому действия этих машин в значительной степени зависит от качественных показателей используемого кранового оборудования. Перемещение грузов, связанное с грузоподъемными операциями, во всех отраслях народного хозяйства, на транспорте и в строительстве осуществляется разнообразными грузоподъемными машинами.

Грузоподъемные машины служат для погрузочно-разгрузочных работ, перемещения грузов в технологической цепи производства или строительства и выполнения ремонтно-монтажных работ с крупногабаритными агрегатами. Грузоподъемные машины с электрическими приводами имеют чрезвычайно широкий диапазон использования, что характеризуется интервалом мощностей приводов от сотен ватт до 1000кВт. В перспективе мощности крановых механизмов может дойти до 1500 –2500 кВт.    Мостовые краны в зависимости от назначения и характера выполняемой работы снабжают различными грузозахватными приспособлениями: крюками, грейферами, специальными захватами и т.п. Мостовой кран весьма удобен для использования, так как благодаря перемещению по крановым путям, располагаемым в верхней части цеха, он не занимает полезной площади.

Электропривод большинства грузоподъёмных машин характеризуется повторно-кратковременном режимом работы при большей частоте включения, широком диапазоне регулирования скорости и постоянно возникающих значительных перегрузках при разгоне и торможении механизмов. Особые условия использования электропривода в грузоподъёмных машинах явились основой для создания специальных серий электрических двигателей и аппаратов кранового исполнения. В настоящее время крановое электрооборудование имеет в своём составе серии крановых электродвигателей переменного и постоянного тока, серии силовых и магнитных контроллеров, командоконтроллеров, кнопочных постов, конечных выключателей, тормозных электромагнитов и электрогидравлических толкателей, пускотормозных резисторов и ряд других аппаратов, комплектующих разные крановые электроприводы.

В крановом электроприводе начали довольно широко применять различные системы тиристорного регулирования и дистанционного управления по радио каналу или одному проводу. 

В настоящее время грузоподъемные машины выпускаются большим числом заводов. Эти машины используются во многих отраслях народного хозяйства в металлургии, строительстве, при добыче полезных ископаемых, машиностроении, транспорте, и в других отраслях.

Развитие машиностроения, занимающиеся производством грузоподъемных машин, является важным направлением развития народного хозяйства страны.

Электрические подъёмные краны - это устройства служащие для вертикального и горизонтального  перемещения грузов. Подвижная металлическая конструкция с расположенной на ней подъемной лебёдкой являются основными элементами подъёмного крана. Механизм подъемной лебёдки приводится в действие электрическим двигателем.                         

Подъемный кран представляет собой грузоподъемную машину циклического действия, предназначенную для подъема и перемещения груза, удерживаемого грузозахватным устройством (крюк, грейфер).  Он является наиболее распространенной  грузоподъемной машиной, имеющей весьма разнообразное конструктивное исполнение и назначение.

    

 

 

 

 

 

 

 

1 Теоретическая

1.1 Назначение и техническая  характеристика оборудования

 

           При работе крана происходит постоянное чередование направления движения крана, тележки и крюка. Так, работой механизма подъема состоит из процессов подъема и опускания груза и процессов передвижения пустого крюка. Для увеличения производительности крана используют совмещение операций: Время пауз, в течение которого двигатель не включен и механизм не работает, используется для навешивания груза на крюк и освобождение крюка, для подготовки к следующему процессу работы механизма. Каждый процесс движения может быть разделен на периоды неустановившегося движения (разгон, замедление) и период движения с установившейся скоростью.

Мостовой кран установлен в цеху металлургического производства, где наблюдается выделение пыли, поэтому электродвигатель и все электрооборудование  мостового крана требует защиты общепромышленного исполнения не ниже IP 53 -защита электрооборудования от попадания пыли.

 

 Таблица1

Наименование параметра	Значение параметра
1	2
Грузоподъемность главного крюка	30 т
Скорость подъема главного крюка	4,6 м/мин
Скорость передвижения крана	75 м/мин
Скорость передвижения тележки	30 м/мин
Высота подъема главного крюка	7 м
Вес главного крюка	0,8т
Диаметр барабана лебедки главного крюка	700 мм
Вес тележки	23 т
КПД главного подъема под нагрузкой	0,84
КПД главного подъема при холостом ходе	0,42
КПД моста	0,82
КПД тележки	0,79
Режим работы крана средний	С
Продолжительность включения крана %	40%

 

    

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.2 Краткий режим работы электрооборудования  и требования к САУЭП

 

Возможные режимы работы электроприводов отличаются огромным многообразием по характеру и длительности циклов, значениям нагрузок, условиям охлаждения, соотношения потерь в период пуска и установившегося движения и т.п., поэтому изготовление электродвигателей для каждого из возможных режимов работы электропривода не имеет практического смысла.

На основании анализа реальных режимов выделен специальный класс режимов - номинальные режимы, для которых проектируются и изготавливаются серийные двигатели.

Данные, содержащиеся в паспорте электрической машины, относятся к определенному номинальному режиму и называются номинальными данными электрической машины. Заводы-изготовители гарантируют при работе электродвигателя в номинальном режиме при номинальной нагрузке полное использование его в тепловом отношении.

Продолжительный режим работы - работа машины при неизменной нагрузке достаточно длительное время для достижения неизменной температуры всех ее частей.

Кратковременный режим работы — работа машины при неизменной нагрузке в течение времени, недостаточного для достижения всеми частями машины установившейся температуры, после чего следует остановка машины на время, достаточное для охлаждения машины до температуры, не более чем на 2°С превышающей температуру окружающей среды.

Для кратковременного режима работы нормируется продолжительность рабочего периода 15, 30, 60, 90 мин.

Повторно-кратковременный режим работы - последовательность идентичных циклов работы, каждый из которых включает время работы при неизменной нагрузке, за которое машина не нагревается до установившейся температуры, и время стоянки, за которое машина не охлаждается до температуры окружающей среды. 

Электроприводы должны обеспечивать следующие виды управления:

– ручное по месту с помощью ручного дублера;

– дистанционное с постоянных пультов управления (БЩУ, МЩУ) с помощью отдельных технических средств контроля и управления;

– автоматическое по типовым или специальным алгоритмам с помощью отдельных технических средств контроля и управления или ПТК.

Электроприводы должны обеспечивать следующие функции:

Закрытие арматуры.

Электропривод должен обеспечить плотное закрытие запорной и запорно-регулирующей арматуры с учетом технологических параметров отсекаемой среды. При закрытии арматуры электроприводом должны предусматриваться возможности:

– отключения электродвигателя при полном закрытии арматуры после срабатывания устройства ограничения крутящего момента;

– отключения электродвигателя концевым выключателем при полном закрытии арматуры без уплотнения, если по технологическим условиям работы объекта управления применение такого уплотнения нецелесообразно;

– отключения электродвигателя при неполном закрытии арматуры, если сработало устройство ограничения крутящего момента при заклинивании рабочего органа и других подвижных частей арматуры;

– выдачи исходных данных (или уже обработанных данных) для формирования дискретной информации о крайнем и одном промежуточном положении арматуры для запорной арматуры;

– выдачи исходных (или уже обработанных) данных для формирования дискретной информации о крайнем и одном промежуточном положении регулирующего клапана и выдачи аналоговой информации о динамике его перемещения.

Открытие арматуры.

Электропривод должен обеспечить открытие арматуры на указанное в технической документации значение хода. При этом число оборотов выходного вала электропривода для арматуры с поступательным или поворотным перемещением рабочего органа должно обеспечить перемещение или поворот штока РО на заданное значение, а для однооборотных регулирующих ИМ на рабочий угол поворота.

При открытии арматуры электроприводом должны предусматриваться возможности:

– отключения электродвигателя при полном открытии арматуры концевым выключателем и (или) устройством ограничения крутящего момента;

– отключения электродвигателя при неполном открытии арматуры, если сработало устройство ограничения крутящего момента при заклинивании рабочего органа и других подвижных частей арматуры;

– выдачи исходных (или уже обработанных данных) для формирования дискретной информации о крайнем и одном промежуточном положении арматуры для запорной арматуры;

– выдачи исходных (или уже обработанных данных) для формирования дискретной информации о крайнем и одном промежуточном положении регулирующего клапана и выдачи аналоговой информации о динамике его перемещения.

В любом промежуточном положении по желанию оператора, если арматура управляется дистанционно;

По условиям работы алгоритма управления;

По условиям закона регулирования (только для регулирующих клапанов).

Запрет на произвольное перемещение рабочего органа арматуры под влиянием рабочей среды при исчезновении напряжения питания в цепях электропривода.