Проектирование электропривода механизма подъема мостового крана

 

 

 

Рисунок 21. Переходный процесс для момента при холостом пуске

 

 

 

Рисунок 22. Переходный процесс  для тока якоря при холостом пуске

 

 

Рисунок 23. Переходный процесс  для скорости при холостом пуске

 

Время пуска составляет 0,222 с.

 

7.2 Построение  переходных процессов при спуске

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 24. Переходный процесс для момента при спуске номинального груза

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 25. Переходный процесс для тока якоря при спуске номинального груза

 

Рисунок 26. Переходный процесс для скорости при спуске номинального груза

 

Время переходного процесса составляет 3,5 с.

 

 

 

Рисунок 27. Переходный процесс для момента при спуске пустого грузозахватного устройства

 

 

Рисунок 28. Переходный процесс для тока якоря при спуске пустого грузозахватного устройства

 

 

Рисунок 29. Переходный процесс для скорости при спуске пустого грузозахватного устройства

 

Время переходного процесса составляет 0,43 с.

 

 

8. Проверка правильности выбора электродвигателя

 

Для проверки двигателя  по нагреву применяем метод эквивалентного тока.

Рассчитаем эквивалентные токи на каждом интервале времени (значения интервалов времени берутся из графиков переходных процессов для тока якоря). Участки между моментами переключения аппроксимируются трапециями, и используется соответствующая формула.

1. С грузом:

А) Пуск

(время действия t=0.69 c);

(время действия t=0.1c);

(время действия t=0.03c);

 

(время действия t=0.863 c);

 

 

Б) Подъем:

 t=32,43-(1,682+3,5)=27,25 с (время действия номинального тока определится как разность между временем подъема и временем переходных процессов пуска и торможения);

В) Переходные процессы при спуске:

(время действия t=0,03c);

(время действия t=0,178 c);

(время действия t=2,95c);

(время действия t=3,5 c);

Г) Спуск

 время действия 35,48 с

Находим общий эквивалентный  ток:

2. Без груза:

А) Пуск:

(время действия t=0.13c);

(время действия t=0.2c);

 

Б) Подъем пустого грузозахватного устройства:

(время действия t=32,43);

В) Переходные процессы при спуске:

(время действия t=0,43c);

Г) Спуск пустого грузозахватного устройства

время действия t=32,43

Находим общий эквивалентный  ток:

Находим итоговый эквивалентный  ток за время всего цикла:

 

Получаем: двигатель по нагреву проходит. Следовательно, двигатель Д810 для данного привода выбран правильно.

 

 

9. Выбор троллеев  и резисторов

 

9.1 Выбор пускорегулирующих  резисторов

В качестве  пускорегулирующих  резисторов по [1, с. 70, табл. 26] выберем ящики с ленточными фехралевыми резисторами типа НФ-1А, рассчитанных на длительный ток 400 А. Поскольку подобные ящики имеют несколько ступеней с различными сопротивлениями, то их комбинацией могут быть достигнуты требуемые значения сопротивлений.

 

9.2 Выбор троллеев

Для крановых электродвигателей возможно применение токоподвода различных типов. В качестве токоподвода для нашего двигателя выберем жесткий троллейный как наиболее надежный и дешевый, а также обеспечивающий малый износ при ПВ порядка 40 %.

Токоподвод будет выполнен в виде системы вспомогательных троллеев, расположенных вдоль моста. В качестве основного конструкционного элемента троллеев выберем стальные уголки размером 50х50х5 мм [1, с.104].

В качестве токоприемника  выберем токоприемник типа ТКН-9А-1У1, рассчитанных на номинальный ток 400 А [1, с. 104, табл. 33].

 

10. Техника безопасности

 

При обслуживании и ремонте  кранового электрооборудования  следует строго руководствоваться  Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей, Межотраслевыми правилами по охране труда при эксплуатации электроустановок, Правилами устройства электроустановок, Правилами устройства и безопасной эксплуатации грузоподъёмных машин и местными инструкциями в условиях конкретного цеха

Если работа на электродвигателе связана с прикосновением к токоведущим и вращающимся частям, электродвигатель должен быть отключен с выполнением технических мероприятий, предотвращающих его ошибочное включение. Не допускается снятие ограждения вращающихся частей двигателя.

При выполнении любых  работ на электродвигателе напряжение должно быть снято со всего электрооборудования крана, допускается установка заземления на время производства работ. На коммутационных аппаратах, осуществляющих подачу напряжения на электрооборудование крана, должно быть вывешено предупреждение “Не включать, работают люди”.

Напряжение на шинах  распределительных устройств должно поддерживаться в пределах 100-105%. Не рекомендуется использовать электродвигатель при питающем напряжении ниже 90% и выше 110% от номинального.

На электродвигателе должен контролироваться ток якоря, что обеспечивается соответствующим включением амперметров.

На щитках и  групповых сборках кранового  электрооборудования должны быть предусмотрены  вольтметры или сигнальные лампы.

Повторное включение  электродвигателя в случае отключения его основными защитами разрешается после обследования и проведения контрольных измерений сопротивления изоляции.

Повторное включение  электродвигателя в случае действия резервных защит до выяснения причины отключения не допускается.

Электродвигатель должны быть немедленно отключен от сети в следующих случаях:

• при несчастных случаях с людьми;
• появлении дыма или огня из корпуса электродвигателя, а также из его пускорегулирующей аппаратуры и устройства возбуждения;
• поломке приводного механизма;
• резком увеличении вибрации подшипников агрегата;
• перегреве подшипников.

Порядок включения электродвигателя для опробования после ремонта  или ТО должен быть следующим:

• производитель работ удаляет бригаду с места работы, оформляет окончание работы и сдает наряд оперативному персоналу;
• оперативный персонал снимает установленные заземления, плакаты, выполняет сборку схемы.

После опробования  при необходимости продолжения  работы на электродвигателе оперативный  персонал вновь подготавливает рабочее  место и бригада по наряду повторно допускается к работе на электродвигателе.

Безопасность обслуживания и работы крана в значительной мере зависит от умения крановщика правильно работать с контроллерами и командоконтроллерами.

Все работы по ремонту  контроллеров следует вести при полностью снятом напряжении, отключив рубильник главной цепи.

Категорически запрещается подъём и горизонтальное перемещение груза вблизи местонахождения людей.

При осмотре и проверке цепей управления кранового электрооборудования  следует обратить особое внимание на состояние блокировочных контактов люка и боковых дверей выхода на мост, так как при выходе на мост с помощью этих контактов выполняется ответственная операция  - снимается напряжение всех токоведущих частей, находящихся на мосту.

При ремонте главных троллеев крана работа производится следующим образом:

Если на кране кабина машиниста расположена со стороны  главных троллеев, то ремонт их производят с переносных лесов.

Если же кабина расположена  в середине моста или в стороне  противоположной главным троллеям, то ремонт производят с лесов, находящихся на самом мосту.

На время ремонта  главных троллеев рубильник распределительного пункта, от которого питается кран, должен быть отключен и на приводе его должен быть вывешен плакат «Не включать, на троллеях работают люди». Главные троллеи должны быть обязательно закорочены и заземлены. [10, 11, 12]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

 

Согласно технологическому заданию, был спроектирован электропривод механизма подъема мостового крана, отвечающий всем требованиям задания. Отклонение скорости подъема от заданной составляет менее 10%, электродвигатель проходит по нагреву, что обеспечивает его долговременную работу. Троллеи выбраны из расчета наибольшей надежности и долговечности службы.

Выбранная схема управления двигателем предусматривает реверсирование и электрическое торможение электродвигателя

Схема магнитного контроллера  серии ПС имеет три защиты: максимальную токовую защиту мгновенного действия; нулевую защиту, предупреждающую  самозапуск двигателя при восстановлении внезапно исчезнувшего напряжения; конечную защиту кранового механизма.

К достоинствам этой схемы  можно отнести то, что для управления контроллером требуются малые усилия со стороны оператора; для управления контроллером в кабине оператора  размещаются, как правило, только малогабаритные командоконтроллеры – это позволяет уменьшить размеры кабины и максимально увеличить обзор рабочего пространства.

Таким образом, спроектированный электропривод отвечает всем технологическим  требованиям, имеет высокую надежность и долговечность службы, обеспечена максимально возможная простота управления механизмом для оператора.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Библиографический список

 

1. “Электрооборудование кранов металлургических предприятий” [Текст] /Б. М. Рапутов – М.: “Металлургия”, 1990 – 272 с.
2. “Электрооборудование металлургических кранов” [Текст]/ Б. М. Рапутов – М.: “Металлургия”, 1977 – 248 c.
3. “Краново-металлургические и экскаваторные двигатели постоянного тока. Справочник” [Текст]/Ю. В. Алексеев, А. А. Рабинович – М.: Энергоатомиздат, 1985 – 168 с.
4. “Характеристики двигателей в электроприводе” [Текст] / С. П. Вешеневский – М.: “Энергия”, 1966 – 400 с.
5. “Основы автоматизированного электропривода” [Текст] / М. Г. Чиликин, М. М. Соколов, В. М. Терехов, А. В. Шинянский – М.: “Энергия”, 1974 – 568 с.
6. “Теория электропривода” [Текст] / В. И. Ключев – М.: Энергоатомиздат, 1985 – 560 с.
7. “Основы электропривода” [Текст] / В. П. Андреев, Ю. А. Сабинин – М.: Государственное энергетическое издательство, 1963 – 772 с.
8. “Сборник задач по теории электропривода” [Текст] / В. П. Есаков, В. И. Торопов – М.: ВШ, 1969 – 264 с.
9. “Редукторы. Справочник” [Текст]/ Ю. В. Краузе – М.: Машиностроение, 1974 – 231 с.
10. Межотраслевые правила по охране труда (правила безопасности) при эксплуатации электроустановок [Текст]. – Новосибирск: Сибирское университетское издательство, 2009 – 144 с.
11. Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей – Новосибирск: Сибирское университетское издательство, 2008 – 252 с.
12. Правила устройства и безопасности эксплуатации грузоподъемных кранов. – М.: Росгортехиздат, 1974. – 192 с.