Електроустаткування мостового крана

Технологія

дивитися на реферати схожі на "Електроустаткування мостового крана"

Каменськ-Уральський політехнічний коледж

ЕЛЕКТРООБЛАДНАННЯ І електроприводу механізму ПІДЙОМУ МОСТОВОГО КРАНА

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА

1806.61.13.00.04.

Виконав: Невьянцев А.А.

Керівник проекту: Свиридова Г.К.

2004

Зміст

Введення

1. Коротка характеристика механізму підйому мос - тового крана.

2. Умови роботи і загальна технічна характеристика - тикаелектрообладнання механізму підйому мостового крана.

3. Вихідні дані.

4. Розрахунок статичних навантажень двигуна механізму підйому мостовогокрана.

5. Вибір типів електродвигуна і редуктора хутра - нізма підйомукрана. 2

6. Розрахунок і вибір ступенів опору в ланцюгах електроприводумеханізму підйому мостового крана.

7. Розрахунок природних і штучних механ - чеських характеристикелектродвигуна і механізму под-ема мостового крана.

8. Розрахунок перехідного процесу електроприводу механізму підйомумостового крана. 10

9. Вибір апаратури керування та захисту електро - приводу механізмупідйому мостового крана.

10. Розрахунок і вибір гальмівного пристрою. 45

11. Розрахунок освітлення приміщення. 48

12. Монтаж троллеев і ТБ при ремонті електро - обладнання механізмупідйому мостового крана. 62

13. Заходи з охорони навколишнього середовища. 64
Література.

Графік роботи над курсовим проектом

Студента групи 99-ТОЕ-15Д

| Розділ, голови, питання проекту | Обсяг | Дата | Відмітка |
| | Роботи% | виконання | керівника про |
| | | | Виконанні |
| 1 Пояснювальна записка |
| Вступ | 2 | 24.09.02 | |
| 1.1 Умови роботи та технічні | 3 | 26.09.02 | |
| характеристики | | | |
| 1.2 Коротка характеристика | 3 | 30.09.02 | |
| 1.3 Вихідні дані | 2 | 01.10.02 | |
| 1.4 Розрахунок статичних навантажень | 10 | 07.10.02 | |
| 1.5 Вибір двигуна і редуктора | 10 | 10.10.02 | |
| 1.6 Розрахунок механічних | 5 | 14.10.02 | |
| характеристик | | | |
| 1.7 Вибір ступенів опорів | 5 | 15.10.02 | |
| 1.8 Розрахунок механічних | 5 | 19.10.02 | |
| характеристик механізму | | | |
| 1.9 Розрахунок перехідного процесу | 5 | 21.10.02 | |
| 1.10 Вибір апаратури управління | 5 | 23.10.02 | |
| 1.11 Вибір гальма | 5 | 24.10.02 | |
| 1.12 Розрахунок освітлення приміщення | 10 | 25.10.02 | |
| 1.13 Монтаж троллеев | 5 | 26.10.02 | |
| 1.14 Охорона навколишнього середовища | 5 | 28.10.02 | |
| 2 Графічна частина |
| 2.1 Принципова схема | 10 | 29.10.02 | |
| 2.2 Монтажна схема | 10 | 30.10.02 | |
| 2.3 План розташування електро-| 5 | 31.10.02 | |
| обладнання | | | |

Термін закінчення курсового проекту 03.11.02 р

Дата захисту проекту 10.11.02 р

Студент Невьянцев А.А

Введення

Крановое електрообладнання є одним з основних засобівкомплексної механізації усіх галузей народного господарства. Переважнабільшість вантажопідйомних машин виготовляються вітчизняноїпромисловістю, має привід основних робочих механізмів, і томудії цих машин в значній мірі залежить від якіснихпоказників використовуваного кранового обладнання.

Переміщення вантажів, пов'язане з вантажопідйомними операціями, у всіхгалузях народного господарства, на транспорті і в будівництвіздійснюється різноманітними вантажопідйомними машинами.

Вантажопідйомні машини служать для вантажно-розвантажувальних робіт,переміщення вантажів у технологічного ланцюга виробництва або будівництва івиконання ремонтно-монтажних робіт з великогабаритними агрегатами.
Вантажопідйомні машини з електричними приводами мають надзвичайно широкийдіапазон використання, що характеризується інтервалом потужностей приводіввід сотень ват до 1000кВт. У перспективі потужності кранових механізмів можедійти до 1500 -2500 кВт.

Мостові крани в залежності від призначення і характеру виконуваноїроботи забезпечують різними вантажозахоплювальними пристроями: гаками,грейферами, спеціальними захопленнями і т.п. Мостовий кран досить зручний длявикористання, тому що завдяки переміщенню по крановим шляхах,розташовуються у верхній частині цеху, він не займає корисної площі.

Електропривод більшості вантажопідйомних машин характеризується повторно
- Короткочасному режимом роботи при більшій частоті включення, широкомудіапазоні регулювання швидкості і постійно виникаючих значнихперевантаженнях при розгоні та гальмуванні механізмів. Особливі умовивикористання електроприводу в вантажопідйомних машинах стали основою длястворення спеціальних серій електричних двигунів і апаратів крановоговиконання. В даний час кранове електрообладнання має у своємускладі серії кранових електродвигунів змінного і постійного струму,серії силових і магнітних контролерів, Командоконтроллери, кнопковихпостів, кінцевих вимикачів, гальмових електромагнітів іелектрогідравлічних штовхачів, пускотормозних резисторів і ряд іншихапаратів, комплектуючих різні кранові електроприводи.

У кранове електроприводі почали досить широко застосовувати різнісистеми тиристорного регулювання та дистанційного керування по радіоканалу або одного проводу.

В даний час вантажопідйомні машини випускаються великим числомзаводів. Ці машини використовуються в багатьох галузях народного господарства вметалургії, будівництві, при видобутку корисних копалин, машинобудуванні,транспорті, і в інших галузях.

Розвиток машинобудування, що займаються виробництвом вантажопідйомнихмашин, є важливим напрямком розвитку народного господарства країни.

1 Коротка характеристика механізму підйому мостового крана

Електричні підйомні крани - це пристрої служать длявертикального і горизонтального переміщення вантажів. Рухомаметалева конструкція з розташованою на ній підйомної лебідкоює основними елементами підйомного крана. Механізм підйомної лебідкиприводиться в дію електричним двигуном.

Підйомний кран являє собою вантажопідйомну машину циклічногодії, призначену для підйому і переміщення вантажу, що утримуєтьсявантажозахватні пристроєм (гак, грейфер). Він є найбільшпоширеною вантажопідйомної машиною, що має досить різноманітнеконструктивне виконання і призначення.

Мостовий кран (рис.1) являє собою міст, що переміщається покрановим шляхами на ходових колесах, які встановлені на кінцевих балках.
Шляхи укладаються на підкранові балки, що спираються на виступи верхнійчастини колони цеху. Механізм пересування крана встановлений на мосту крана.
Управління всіма механізмами відбувається з кабіни прикріпленою до мостукрана. Живлення електродвигунів здійснюється по цехових троллеям. Дляпідведення електроенергії застосовують токос'еми ковзного типу, прикріпленідо металоконструкції крана. У сучасних конструкціях мостових кранівструмопроводи здійснюється за допомогою гнучкого кабелю. Привод ходових колісздійснюється від електродвигуна через редуктор і трансмісійний вал.

Рисунок 1.1 - Загальний вигляд мостового крана.

Будь-який сучасний вантажопідйомний кран відповідно до вимогбезпеки, може мати для кожного робочого руху в трьох площинах,наступні самостійні механізми: механізм підйому - опускання вантажу,механізм пересування крана в горизонтальній площині і механізмиобслуговування зони роботи крана (пересування візка).

За завданням проекту необхідно спроектувати та електрообладнання іелектропривод для механізму підйому.

Малюнок 1.2 - Кінематична схема механізму підйому головного гака:
1 - двигун; 2 - муфта; 3 - гальмо; 4 - редук-тор; 5 - барабан; 6 --Поліспаст; 7 - нерухомий блок поліс - пасти.

Типова кінематична схема механізму підйому крана наведена намалюнку 1.2

Вантажопідйомні машини виготовляють для різних умов використанняза ступенем завантаження, час роботи, інтенсивності ведення операцій,ступеня відповідальності вантажопідйомних операцій і кліматичних факторівексплуатації. Ці умови забезпечуються основними параметрамивантажопідйомних машин. До основних параметрів механізму підйому відносяться:вантажопідйомність, швидкість підйому гака, режим роботи, висота підйомувантажозахватного пристрою.

Номінальна вантажопідйомність - маса номінального вантажу на гаку абозахватні пристрої, що піднімається вантажопідйомної машиною.

Швидкість підйому гака вибирають в залежності від вимогтехнологічного процесу, в якому бере участь дана вантажопідйомнамашина, характеру роботи, типу машини і її продуктивності.

Режим роботи вантажопідйомних машин ціклічен. Цикл складається з переміщеннявантажу по заданій траєкторії і повернення у вихідне положення для новогоциклу.

Усе різноманіття вантажопідіймальних кранів охоплено вісьмома режимнимигрупами 1К-8К. Класифікація механізмів по групах режимів роботиздійснюється за параметрами сумарного часу роботи механізмів за термінслужби і ступеня усередненого навантаження крана.

Для даного мостового крана рекомендований режимні групи:
5К-група режиму роботи крана;
4М-група режиму роботи механізму підйому.

2. Умови роботи і загальна технічна характеристика електрообладнання механізму підйому мостового крана.

Підвищена небезпека робіт при транспортуванні піднятих вантажів потребуєпри проектуванні та експлуатації дотримання обов'язкових правил повлаштування та експлуатації підйомно-транспортних машин. На механізмахпідйому та пересування правилами із влаштування та експлуатації передбаченавстановлення обмежувачів ходу, які впливають на електричну схемууправління. Кінцеві вимикачі механізму підйому обмежують хідгрузозахвативающего пристосування вгору, а вимикачі механізмівпересування моста і візка обмежують хід механізмів в обидві сторони.
Передбачається також встановлення кінцевих вимикачів, що запобігаютьнаїзд механізмів у випадку роботи двох і більше кранів на одному мосту.
Виняток становлять установки зі швидкістю руху до 30 м/хв. Крановімеханізми повинні бути забезпечені гальмами закритого типу. Чинними призняття напруги.

На кранових установках допускається застосовувати робоча напруга до500
В, тому кранові механізми забезпечують електрообладнанням на напруги
220, 380, 500 В змінного струму і 220, 440 В постійного струму. У схеміуправління передбачають максимальний захист, що відключає двигун приперевантаження та короткого замикання. Нульова захист виключає самозапускудвигунів при подачі напруги після перерви в електропостачанні. Длябезпечного обслуговування електроустаткування, що знаходиться на фермі моста,встановлюють, блокувальні контакти на люку і двері кабіни. Привідкриванні люка або дверей напругу з електрообладнання знімається.

При роботі крана відбувається постійне чергування напрямку рухукрана, візки та гака. Так, роботою механізму підйому складається з процесівпідйому та опускання вантажу і процесів пересування порожнього гака. Длязбільшення продуктивності крана використовують поєднання операцій: Часпауз, протягом якого двигун не включений і механізм не працює,використовується для навішування вантажу на гак і звільнення гака, дляпідготовки до наступного процесу роботи механізму. Кожен процес рухуможе бути розділений на періоди несталого руху (розгін,уповільнення) і період руху з усталеною швидкістю.

Мостовий кран встановлений у ливарному цеху металургійноговиробництва, де спостерігається виділення пилу, тому електродвигун івсе електрообладнання мостового крану потребує захисту загальнопромисловоговиконання не нижче IP 53 - захист електроустаткування від попадання пилу, атакож повний захист обслуговуючого персоналу від зіткнення зструмоведучими і обертаються частинами, а також захист електроустаткування відкрапель води падаючих під кутом 600 до вертикалі.

Крани ливарних цехів працюють в безперервно при інтенсивномувикористання обладнання, наявністю високої температури навколишнього середовища івипромінюванням тепла від розжареного або розплавленого металу. Кабінауправління краном виконується теплоізольованої, у ній також обладнуєтьсяустановка для кондиціонування повітря. Облік режиму роботи крана припроектуванні і виборі електрообладнання визначає енергетичніпоказники і надійність при експлуатації кранової установки. Правилами
Госгортехнадзора передбачається чотири режими роботи механізмів: легкий
- Л, середній - С, важкий - Т, дуже важкий - Вт

За таблиці 1.1 Л2 визначаємо режим роботи крана: Проектованиймостовий кран працює в середньому режимі з ПВ40.

3 Вихідні дані проектування.

Вихідними даними проектування є фізічес - Електричні ігеометричні параметри механізму підйому мосто-вого крана, а такожрозміри приміщення цеху, в якому розташовані кран. Вихідні даніпредставлені в таблиці 3.1.

Таблиця 3.1 - Вихідні дані проектування.

| Найменування параметра | Значення |
| | Параметра |
| 1 | 2 |
| Вантажопідйомність головного гака | 80 т |
| Швидкість підйому головного гака | 4,6 м/хв |
| Швидкість пересування крана | 75 м/хв |
| Швидкість пересування візка | 30 м/хв |
| Висота підйому головного гака | 6 м |
| Вага головного гака | 0,8 т |
| Діаметр барабана лебідки головного гака | 700 мм |
| Вага візки | 33 т |
| Довжина переміщення моста | 60 м |
| Довжина переміщення візки | 22 м |
| ККД головного підйому під навантаженням | 0,84 |
| ККД головного підйому при холостому ході | 0,42 |
| ККД моста | 0,82 |
| ККД візки | 0,79 |
| Довжина приміщення цеху | 62 м |
| Ширина приміщення цеху | 15,5 м |
| Висота приміщення цеху | 10 м |
| Режим роботи крана середній | З |
| Тривалість включення крана% | 40% |

4 Розрахунок статичних навантажень двигуна механізму підйому мостового крану

Метою розрахунку є визначення статичних навантажень, наведенихдо валу електродвигуна, для вибору потужності електродвигуна механізмупідйому мостового крана.

Вихідними даними є технічні характеристики мостового кранапункту 3.

4.1 Статична потужність на валу електродвигуна підйомної лебідкипри підйомі вантажу, у кВт визначається наступним чином:

Рст.гр.под = (4.1)

де G = m? g = 80? 103? 9,8 = 784000H-вага вантажу, що піднімається; m-номінальна вантажопідйомність, кг; g-прискорення вільного падіння, м/с 2;

G0 = m0? G = 0,8? 103? 9,8 = 7840Н-веспустого захоплюють-ногопристосування; m0 - маса порожнього захоплюючого пристосування-ня, кг; Vн = 4,6 м/хв = 0,07 м/с - швидкість підйому вантажу;

(нагр = 0,84 - ККД під навантаженням.

Р ст.гр.под .= = 65,98 кВт.

4.2 Потужність на валу електродвигуна при підйомі порожньогозахоплюючого пристосування, кВт:

Р ст.п.гр. = (4.2)

де (хх = 0,42 - ККД механізму при холостому ході.

Рст.п.гр. = = 1,3 кВт.

4.3 Потужність на валу електродвигуна обумовлена вагою вантажу, кВт:

РГР .= (G + G0) * VС * 10-3 (4.3)

де VС = Vн = 0,07 м/с - швидкість спуску.

РГР = (784000 +7840) * 0,07 * 10-3 = 55,42 кВт.

4.4 Потужність на валу електродвигуна, зумовлена силою тертя,кВт:

РТР .= () * (1 -? нагр.) * vc * 10-3 (4.4)

РТР .= () * (1-0,84 ) * 0,07 * 10-3 = 8,88 кВт.

Так як виконується умова РГР (РТР, отже,електродвигун працює в режимі гальмівного узвозу.

4.5 Потужність на валу електродвигуна при гальмівному узвозі,визначається в такий спосіб, кВт:

Рт.сп. = (G + G0) * VС * (2 -) * 10-3 (4.5)

Рст.сп. = ( 784000 +7840) * 0,07 * (2 -) * 10-3 = 44,8 кВт.

4.6 Потужність на валу електродвигуна під час спуску порожньогозахоплюючого пристосування, кВт:

Рс.ст.о. = G0? VС? (-2)? 10-3 (4.6)

Рс.ст.о. = 7840? 0,07 (-2)? 10-3 = 0,2 кВт.

4.7 Після визначення статичних навантажень розрахуємо навантажувальнийграфік механізму підйому мостового крана для найбільш характерного циклуроботи (Таблиця 4.1)

4.7.1 Час підйому вантажу на висоту Н: tр1 = = 85,7 сек. де Н-висота підйому вантажу, м.

4.7.2 Час переміщення вантажу на відстань L: t01 = = 48 сек.

4.7.3 Час для спуску вантажу: tр2 = = 85,7 сек.

4.7.4 Час на зачеплення вантажу і його відчіплення:

t02 t = 04 = 200 сек.

4.7.5 Час підйому порожнього гака: tр3 = = 85,7 сек.

4.7.6 Час необхідний для повернення крана до місця підйому новоговантажу: t03 = = 48 сек.

4.7.7 Час спуску порожнього гака: tр4 = = 39,2 сек.

викреслив навантажувальний графік механізму підйому для робочого циклу:

Малюнок 4.1-навантажувальний графік механізму підйому для робочого циклу.

Таблиця 4.1-Робочий цикл механізму підйому.

| Ділянки | Підйом | Па - | Спуск | Па - | Підйом | Па - | Спуск | Па - |
| | Вантажу | уза | вантажу | уза | гака | уза | гака | уза |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
| Рс, (кВт) | 65,98 | 0 | 44,8 | 0 | 1,3 | 0 | 0,2 | 0 |
| t, (cек) | 85,7 | 48 | 85,7 | 200 | 85,7 | 48 | 85,7 | 200 |

4.7.8 Сумарний час роботи електродвигуна:

(tр = tр1 + tр2 + tр3 + tр4 = 4 * 85,7 = 342,8 сек.

4.7.9 Сумарний час пауз:

(t0 = t01 + t02 + t03 + t04 = 48 +48 +200 +200 = 496 сек.

4.8 Дійсна тривалість включення,%:

ПВД =? 100 ((4.8)

ПВД =? 100% = 40,8%.

4.9 Еквівалентна потужність за сумарний час роботиелектродвигуна, кВт:

реквієм = (4.9)

реквієм = = 39,8 кВт.

4.10 Еквівалентну потужність перераховуємо на стан-дротянітривалість включення відповідного режиму роботи механізму крана,кВт:

Рен = реквієм? (4.10)

Рен = 39,8? = 40,2 кВт.

4.11 Визначаємо розрахункову потужність електродвігате Щоб з урахуваннямкоефіцієнта запасу, кВт:

РДВ = (4.11)

де Кз = 1,2 - коефіцієнт запасу;

(ред = 0,95 - ККД редуктора .

РДВ = = 50,7 кВт.

4.12 Кутова швидкість лебідки в рад/с і частота обертання лебідки воб/хв, визначається в такий спосіб:

wл =

(4.12)

де D - діаметр барабана лебідки, м.

wл = = 0,2 рад/с.

nл = (4.13) nл = = 2 об/хв.

Отримані значення потужності електродвигуна в пункті (4.11) ізначення стандартної тривалості включення ПВст = 40%, будутьбути основними критеріями для вибору електродвигуна.

5 Вибір типів електродвигуна і редуктора механізму підйому мостового крана

Метою розрахунку є вибір приводного електродві-нів подовідником і перевірка його по перевантажувальної здібності і за умовамиздійсненності пуску, а також вибір редуктора для механізму підйомумостового крана.

Вихідними даними є вихідні дані проекти-вання пункту 3 ірезультати розрахунків пункту 4.

5.1 Виберемо електродвигун з наступних умов:

Рном (РДВ (5.1)

Рном (50, 7 кВт

Таблиця 5.1 - Технічні дані асинхронного електро - двигуна зфазним ротором типу МТН512-6

| Параметри двигуна | Значення параметра |
| 1 | 2 |
| Потужність, Рн | 55 кВт |
| Частота обертання, NН | 970 об/хв |
| Струм статора, I1 | 99 А |
| Коефіцієнт потужності, Соs (| 0,76 |
| ККД, (н | 89% |
| Струм ротора, I2 | 86 А |
| Напруга ротора, U2 | 340 В |
| Максимальний обертовий момент, Мm | 1630 Нм |
| Маховим момент, GD2 | 4,10 кг? М2 |
| Напруга, U | 380 В |
| Частота, f | 50 Гц |
| Тривалість включення, ПВст | 40% |

5.2 Перевіряємо вибраний електродвигун з допусти - мій навантаженні іумові здійсненності пуску.

Обраний електродвигун повинен задовольняти таким умовам:

5.2.1 Перша умова допустимого навантаження:

Мдоп> Мс.max, (5.2)

де Мс.max = 9550? Нм;

Рс - статична потужність при підйомі вантажу, кВт; NН - частота обертання вала електродвигуна, об/хв.

Мс.max = 9550? = 649,5 Нм;

Мдоп = Мm = 1630 Нм;

Мдоп = 1630 Нм> 649,5 Нм = Мс.max

Перша умова виконується .

5.2.2 Друга умова допустимого навантаження:

Мср.п (1,5 Мс.max (5.2.2)

де МСР. п = - середній пусковий момент, Нм;

М1 = 0,85? Мm = 0,85? 1630 = 1385,5 Нм - максимальний моментдвигуна при пуску, Нм;

М2 = (1,1 - 1,2)? Мн = 1,2? 649,5 = 779,4 Нм - мінімальна --ний момент двигуна, Нм;

Мн = 9550? = 9550? = 541,4 Нм - номінальниймомент двигуна, Нм.

Мср.п = = 1082,45 Нм;

1,5? Мс.max = 1,5? 649,5 = 974,25 Нм;

Мср.п = 1082,45 Нм> 974,25 Нм = 1,5? Мс.max

Друга умова виконується.

5.2.3 Третя умова допустимого навантаження:

М2 (1,2 Мс.max (5.2.3)

1,2? Мс.max = 1,2? 649,5 = 779,4 Нм.

М2 = 779,4 Нм? 779,4 Нм = 1,2? Мс . max

Третя умова виконується.

5.2.4 Перевіряємо двигун за умовою здійсненності пуску:

ад (а (5.2.4) < p> де пекло - допустиме лінійне прискорення при підйомі або переміщеннівантажу, м/с 2;

ад = (0,2 ч 0,3) м/с 2 - для механізму підйому;

a - найбільше лінійне прискорення при підйомі гру - за,м/с 2.

а = де tп.мін - найменший час при пуску зі стану спокою до швидкостіv з найбільшою завантаженням, сек. tп.мін = (5.2.4.1)

де GD2прів = 4? Jпрів, кг? М2
(5.2.4.2) де Jпрів = 1,3? Jдв +? Wк.мех, кг? М2
(5.2.4.3) де Jдв =, кг? М2

(5.2.4.4)

Wк.мех =, Дж
(5.2.4.5)

Мс.мах = 9550? , Нм
(5.2.4.6)

Мс.мах. = 9550? = 649,5 Нм;

Wк.мех = = 197,96 Дж;

Jдв = = 1,025 кг? М2;

Jпрів = 1,3 ? 1,025 +? 197,96 = 1,37 кг? М2;

GD2прів = 4? 1,37 = 5,48 кг? М2; tп.мін = = 0,321 сек; а = = 0,218 м/с 2

ад = 0,3 м/с 2> 0,218 м/с 2 = а

Умова здійсненності пуску виконується.

Так як електродвигун МТН 512 - 6 задовольняє всім умовамвибору, то для приводу механізму підйому мостового крану встановлюємоелектродвигун даного типу.

5.3 Вибираємо тип редуктора.

Редуктор застосовують з - за розбіжності швидкості вра - домленнябарабана лебідки механізму підйому і валу електро - двигуна. Редукторвибирають за потужністю, передавальному числу і швидкості обертання.

5.3.1 Визначаємо передавальне число редуктора:

IР = (5.3.1)

де D - діаметр барабана лебідки, м; IП - передавальне число поліспастной системи.

IР = = 42.3

За довідником вибираю тип редуктора Ц2 - 500 з наступнимитехнічними даними:

nр = 970 об/хв;

Рр = 49 кВт; IР = 50.94 m = 505 кг.

6 Розрахунок і вибір ступенів опорів в ланцюгах електроприводу механізму підйому мостового крана

Метою даного розрахунку є вибір магнітного контролеразмінного струму, відповідно до його вибором визначаються опоруі струми ступенів для електроприводу механізму пересування візкамостового крана.

Вихідними даними є технічні характеристики вибраногоелектродвигуна в пункті 5.

6.1 Базисний момент, Нм:

М100% = 9550? (6.1)

М100% = 9550? = 649,5 Нм.

6.2 Визначаємо розрахунковий струм резистора, А:

I100% = (6.2)

де Iн - номінальний струм ротора, А;

Рн - номінальна потужність електродвигуна, кВт; NН - номінальна частота обертання, об/хв.

I100% = = 103,15 А.

6.3 Визначаємо номінальний опір резистора, в Ом:

Rн = (6.3)

де ПРН - напруга між кільцями ротора, В.

Rн = = 1,9 Ом .

6.4 Згідно для магнітного контролера ТСАЗ160 із захистом назмінному струмі знаходимо розбивку ступенів опорів і визначаємоопір кожного резіс-тора (в одній фазі):

R = Rном. ? (6.4)

Позначення ступеня Rступ,% R, Ом

Р1 - Р4 5

0,095

Р4 - Р7 10

0,19

Р71 - Р10 20

0,38

Р10 - Р13 27

0,513

Р13 - Р16 76

1,444

Р16 - Р19 72

1,368

Загальна 210 < p> 3,99

6.5 Знаходимо розрахункову потужність резистора (у трьох фа-зах), кВт:

Рр = (6.5)

6.6 Визначаємо згідно з таблицею 8-4, параметри для умоврежиму С:

Частота включений фактична 120 на годину, наведена z = 120? = 120? = 133,6; (6.6) k = 1,25 - коефіцієнт навантаження; а = 1,2 - коефіцієнт використання;

(екв.б = 0,76 - базисний КПД електроприводу;

(екв = 0,73 - ККД електроприводу для z = 136,2, як на мал. 8
- 11.;

(дв = 0,85 - ККД електродвигуна;

(0 = 0,4 - відносна тривалість включення.

Рр = =

= 16,2 кВт.

На одну фазу доводиться: = 5,4 кВт.

6.7 Визначаємо розрахунковий струм резистора, А. Струмові навантаження I100% усходами беремо з, таблиця 7 - 9:

IР = (6.7) IР == 60,61 А.

6.8 Значення розрахункових струмів сходами:

I = IР? (6.8)

Позначення ступеня Iступ,% I,
А

Р1 - Р4 83

50,3

Р4 - Р7 59

35,75

Р71 - Р10 59

35,75

Р10 - Р13 50

30,3

Р13 - Р16 42

25,45

Р16 - Р19 30

18,18

6.9 У відповідності з таблицею нормалізованих ящиків резисторів НФ
1А вибираємо для щаблів Р1 - Р4, Р4 - Р7, Р7 - Р10 ящик 2ТД.754.054-06,що має тривалий струм 102 А і опір 0,48 Ом. Для ступенів Р10 -
Р13, Р13 - Р16 вибираємо ящик 2ТД.754.054-08, що має тривалий струм 64 А іопір 1,28 Ом. Для ступенів Р16 - Р19, вибираємо ящик 2ТД.754.054-
11, що має тривалий струм 41 А і опір 3,1 Ом. Схема включенняоднієї фази резистора наведена на малюнку - 6.1

0,096 0,196 0,352 0,512 1,444
1,387
Р1 Р4 Р7 Р10 Р13
Р16 Р19

Рисунок 6.1 - Схеми з'єднання ящиків резисторів.

6.10 Розрахуємо відхилення опорів від розрахунку і дані занесемов таблицю - 6.1:

R% = * 100%, (6.10)

Таблиця 6.1 - Відхилення опорів від розрахунку.

| Сходи | Rрасч, Ом | Rфакт, Ом | R%,.% |
| 1 | 2 | 3 | 4 |
| Р1-Р4 | 0,095 | 0,096 | -1 |
| Р4-Р10 | 0,19 | 0,196 | -3,157 |
| Р71-Р10 | 0,38 | 0,352 | 7,3 |
| Р10-Р13 | 0,513 | 0,512 | 0,2 |
| Р13-Р16 | 1,444 | 1,444 | 0 |
| Р16-Р19 | 1,368 | 1,387 | -1,38 |
| Разом | 4,3 |

З огляду на що, тривалі струми обраних ящиків опоріввідповідають розрахунковим значенням струмів ступенів і відхилення опорівокремих ступенів від розрахункових значень не перевищує (15%, а відхиленнязагального опору резистора не перевищує (5% його розрахункового значення,резистор вибрано правильно.

Перевірки по короткочасного режиму не виробляємо, так як розрахунковийток IР = 60,61 А близький до тривалого струму пускових ступенів.

7 Розрахунок природних і штучних механічних характеристикелектродвигуна і механізму підйому мостового крана

Метою розрахунку є розрахунок і побудова естест-кої іштучних механічних характеристик елект-родвігателя і механізмупідйому мостового крана.

Вихідними даними є технічні дані вибраногоелектродвигуна МТН 512-6 пункту 5, і механізму підйому пункту 3, а такождані обмоток ротора і статора: r1 = 0,065 Ом - активний опір обмотки статора; х1 = 0,161 Ом - реактивний опір обмотки ста-тора; r2 = 0,05 Ом - активний опір обмотки ротора; х2 = 0,197 Ом - реактивний опір обмотки рото -- ра; к = 1,21 - коефіцієнт приведення опору.

7.1 Визначимо номінальне ковзання:

S н =, (7.1) де w0 = == 104,6 рад/с; wн = == 101,526 рад/с. SН = = 0,03

7.2 Номінальний момент:

Мн === 541,73 Нм (7.2)

7.3 Визначимо коефіцієнт перевантажувальної здібності:

? = = = 3 (7.3)

7.4 Визначимо критичне ковзання:

sкр = SН (?+?(? 2-1)) (7.4)

sкр = 0,03 (3 +? (32-1)) = 0,17

7.5 Визначимо номінальне активний опір ротора: r2н === 2,28 Ом (7.5)

де U2 - напруга ротора, В;

I2 - струм ротора, А.

7.6 Активний опір обмотки ротора:

R2вт = R2н? SН = 2 , 28? 0,03 = 0,068 Ом

7.7Найдем сумарний активний опір роторної ланцюги для кожноїступені:

R2S = R2вт + R2ВШ

де R2вш - опір реостата в ланцюзі ротора.

R2ВШ1 = 0,096 R2S1 =
0,164

R2ВШ2 = 0,292 R2S2 = 0,36

R2ВШ3 = 0,644 R2S2 = 0,712

R2ВШ4 = 1,156 R2S4 = 1,224

R2ВШ5 = 2,6 R2S5 = 2,668

R2ВШ6 = 3,9 R2S6 = 3,968

7.8 Для побудови механічних характеристик заду-дімся значеннямиковзання від 0 до 1 і підставимо в Вира-ються:

М = 2? Ммах. ? , (7.8)

де а = = = 0,88

7.9 ковзання на штучних характеристики при вибраних значенняхSЕ обчислюються за формулою: sі = SЕ? (7.9)

7.10 Кутові швидкості на штучних характеристиках обчислюються заформулою:

wі = w0? (1 - s) (7.10)

7.11 Результати розрахунків М, wе, sі, wі при різних значеннях sнаведені в Таблиця 7.1

7.12 Розрахуємо механічну характеристику механіз-ма підйомумостового крана.

Механічні характеристики виробничих хутра - нізмоврозраховуються за формулою Бланка, Нм:

МСТ. = М0 + (Мст.н - М0)? , (7.12.1)

де Мст0 - момент опору тертя в рухомих частинах, Нм;

Мст.н - момент опору при номінальній швидкості, Нм;

- номінальна кутова швидкість обертання ротораелектродвигуна, рад/с;

- змінна кутова швидкість обертання ротораелектродвигуна, рад/с; х - показник ступеня, який характеризує статичний моментпри зміні швидкості обертання. Для механізмів переміщення і підйомукранів х = 0. Слідчий-но:

МСТ. = Мст.н. =, (7.12.2) де РСТ = 65,98 кВт - статична еквівалентна мощ - ність,перерахована на стандартну тривалість включення, кВт;

- номінальна кутова швидкість обертання ротораелектродвигуна, рад/с;

МСТ. = Мст.н. = = 649,8 Нм.

7.13 Побудова графіка механічної характеристики механізму підйомумостового крана виробляємо на тому ж графіку, де і механічнахарактеристика вибраного електродвигуна (Малюнок 7.1).

7.14 По графіку видно, що механічна характеристика механізмупідйому має форму прямої лінії, з цього випливає, що статичний момент
МСТ не залежить від швидкості обертання.

Таблиця 7.1 - Зведена таблиця за результатами розрахунків природної іштучних механічних характеристик електродвигуна.

Малюнок 7.1 - Природні і штучні механічніхарактеристики електродвигуна і механізму підйому мостового крана.

8 Розрахунок перехідного процесу електроприводу механізму підйому мостового крана

Метою розрахунку є побудова характеристик залежності моменту ікутової швидкості обертання електродвигуна від часу при пуску, а такожвизначення часу перехідного процесу.

Вихідними даними є технічні дані двигуна, пункту 5,його механічні характеристики пункту 7, значення вибраних ступенівопорів пункту 6.

8.1 по реостатних характеристиками (малюнок 7.1), вид-но, щоелектродвигун можна запустити лише за характеристиками 4, 5, 6, томуперехідний процес розрахуємо при введених в ланцюг ротора опорівrд4, rд5 і rд6.

8.2 На малюнку 7 знаходимо що встановилися та початкові значенняшвидкостей на кожній пусковий характеристиці.

Характеристика Сталі Початкові швидкості рад/с швидкості рад/с

4 = 68

= 0

5 = 88

= 54

6 = 97

= 82

8.3 Визначаємо електромеханічну постійну часу для кожноїступені, сек.:

Тм = Jпрів? (8.3)

де Jпрів = 1,37 кг/м 2 - момент інерції електроприводу;

w0 = 104,6 рад/с - кутова швидкість ідеального холостого ходу; w - початкова швидкість ;

М1 = 1385,5 Нм момент пуску.

Тм = Jпрів? = 1,37? = 0,126 сек;

Тм = Jпрів? = 1,37? = 0,061 сек;

Тм = Jпрів? = 1,37? = 0,028 сек.

8.4 Для кожного інтервалу швидкості розрахуємо соот - відповіднеінтервал часу, сек.:

t = Тм? ln? (8.4)

де М2 = 779,4 Н м - момент переключення;

МСТ = 649,5 Н м-момент статичного навантаження.

t1 = 0,126? In? = 0,217 сек;

t2 = 0,061? In? = 0,105 сек;

t3 = 0,028? In? = 0,048 сек.

8.5 Визначимо час перехідного процесу:

t = t1 + t2 + t3 = 0,217 + 0,105 + 0,048 = 0,37 сек. (8.5)

8.6 Залежність w = ((t) для кожного ступеня можна рассчі-тать порівняння зміни кутової швидкості в часі:

w = wуст. ? (1 - е-t/Tм) + wнач? Et/ТМ, (8.6)

де wуст. - Усталена кутова швидкість, рад/с.

8.7 Залежність М = ((t) для кожного ступеня можна рассчі-тать порівняння зміни моменту у часі:

М = Муст. ? (1 - е-t/Tм) + М1? е-t/Tм (8.7)

Результати розрахунку занесемо до таблиці 8.1 (для rд4), таблицю 8.2 (дляrд5) і таблицю 8.3 (для rд6).

Таблиця 8.1 - Розрахункові дані, необхідні для пос - трієнь графіківзалежностей w = ((t) і М = ((t).

| Велі - | Характеристики при введених |
| чини | додаткових опорах |
| | Rд4 |
| t, сек. | 0 | 0,07 | 0,14 | 0,217 |
| w, рад/с | 0 | 29 | 45 | 56 |
| М, Нм | 1385,5 | 1073 | 893 | 782 |

Таблиця 8.2 - Розрахункові дані, необхідні для пос - трієнь графіківзалежностей w = ((t) і М = ((t).

| Велі - | Характеристики при введених |
| чини | додаткових опорах |
| | Rд5 |
| t, сек. | 0 | 0,035 | 0,07 | 0,105 |
| tнач, | 0,217 | 0,252 | 0,287 | 0,322 |
| сек. | | | | |
| w, рад/с | 55 | 69 | 77 | 82 |
| М, Нм | 1385,5 | 1065 | 885 | 782 |

Таблиця 8.3 - Розрахункові дані, необхідні для пос - трієнь графіківзалежностей w = ((t) і М = ((t).

| Велі - | Характеристики при введених |
| чини | додаткових опорах |
| | Rд6 |
| t, сек. | 0 | 0,016 | 0,032 | 0,048 |
| tнач, | 0,322 | 0,338 | 0,354 | 0,37 |
| сек. | | | | |
| w, рад/с | 82 | 88 | 92 | 94 |
| М, Нм | 1385,5 | 1067 | 886 | 782 |

8.8 За даними Таблиця 8.1 будуємо графіки перехідного процесу w = ((t) і
М = ((t), зображених на малюнку 8.1.

М, Нм (, рад/с

t, сек

Рисунок 8.1 - Графік перехідного процесу

9 Вибір апаратури управління та захисту електроприводу механізму підйому мостового крана

Метою розрахунку є вибір магнітного контрол - лера, контакторів,магнітні пускачі, реле захисту від струмів перевантаження, кінцевихвимикачів електроприводу, і захисній панелі.

Вихідними даними є технічні дані електродвигуна пункту
5, режим роботи крана.

9.1 Вибір магнітного контролера.

Магнітні контролери представляють собою складні комплектнікомутаційні пристрої для управління крановими електроприводами. Умагнітних контролерах комутація головних ланцюгів здійснюється за допомогоюконтакторів з електромагнітним приводом.

Вибір магнітних контролерів для кранових механізмів визначаєтьсярежимом роботи механізму і залежить від параметрів зносостійкостіконтакторів. Магнітні контролери повинні бути розраховані на комутаціюнайбільших допустимих значень струму включення, а номінальний струм їх Iнповинен бути дорівнює або більше розрахункового струму двигуна при заданихумовах експлуатації і заданих режимах роботи механізму:

Iн (IР * к (9.1)

де до = 0,8 - коефіцієнт, що враховує режим роботи ме-ханізма.

Виберемо магнітний контролер серії ТСАЗ160, тому що він задовольняєумові вибору:

Iн = 160 А (68,8 А = 86 * 0,8 = IР * до

Таблиця 9.1 - Технічні дані магнітного контрол - лера ТСАЗ160.

КП.1806.61.13.00.04.ПЗ

9.2 Вибір контакторів.

Контактори використовуються в системах управління крановимиелектроприводами для здійснення комутації струму в головних ланцюгах придистанційному управлінні.

Контактори серій КТ і КТП призначені для кого - мутації головнихланцюгів електроприводів змінного струму з номінальною напругою 380 В.

Контактори серії КТП виконуються з втягуючий котушками постійногоструму на номінальну напругу: 24, 48, 110 і 220 В. Серії контакторів КТПзастосовувані в кранових ЕП, охоплюють чотири величини на н?? мінальної струми:
100, 160, 250 і 400 А.

Вибір контактора зробимо по пускового струму двигуна IП, якийповинен бути менше або дорівнює номінальному струму включення обраногоконтактора Iн.в.

IП (Iн.в

(9.2)

Виберемо контактор серії КТП6024, тому що він задовольняє умовівибору:

IП = 86 А (120 А = Iн.в

Таблиця 9.2 - Технічні дані контактора серії КТП6014.

| Тип | Номінальна | Кількість | Зносостійкість, 106 | Число | Потужність |
| контактора | ально | включ | циклів В-О | головних | ь |
| | Й | еній | | контакт | котушки |
| | Ток, | на годину | | ов |, Вт |
| | А | | | | |
| | | | Хутро | Електрична | | |
| | | | Ани | | | |
| | | | Чос | | | |
| | | | Ка | | | |
| | | | | Для | Для | | |
| | | | | Категорії | категорій | | |
| | | | | Й ДС-3 | ДС-4 | | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| КТП6024 | 120 | 600 | 5 | 0,5 | 0,03 | 4 | 50 |

9.3 Вибір захисній панелі.

Захисна панель крана є комплектним пристроєм, в якомурозташований загальний рубильник харчування крана, лінійний контактор длязабезпечення нульової захисту і розмикання ланцюга при спрацьовуванні нульовийзахисту, запобіжники ланцюга керування, комплект максимальних реле, а такожкнопка і пакетний вимикач, який використовується в колах керування.

Основним призначенням захисної панелі є забезпеченнямаксимальної і нульовий захисту електроприводів керованих за допомогоюкулачкових контролерів або магнітних контролерів.

Конструктивно захисна панель є металева шафа звстановленими в ньому на задній стінці апаратами і існуючим монтажем. Узахисній панелі встановлені тільки основні і допоміжні контактимаксимальних реле з приводними скобами.

укомплектуємо даний кран захисною панеллю типу ПЗКБ 160.

Таблиця 9.3 - Технічні дані захисної панелі типу ПЗКБ 160.

| Тип | Номер | Напр | Номінал | Сумарний | Число | Призначено | Максима |
| | | Ються | ьний | й | максимал | ие | льный |
| | |, В | ток | номіналом | ьних | | комутац |
| | | | Продолж | ний струм | реле РЕО | | ційних |
| | | | Ітельно | двигуна | 401 | | струм, А |
| | | | Го | їй, А | | | |
| | | | Режиму, | | | | |
| | | | А | | | | |
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
| ПЗК | 3ТД.660.046.3 | 380 | 160 | 260 | 8 | Магнітні | 1600 |
| Б | | | | | | є і | |
| 160 | | | | | | кулачків | |
| | | | | | | Ті | |
| | | | | | | Контролл | |
| | | | | | | Ери | |

9.4 Вибір реле захисту від перевантажень.

Забезпечення максимальної і нульовий захисту кранових електроприводівкерованих за допомогою магнітних контролерів покладається на захисніпанелі.

Для захисту ланцюгів кранового електроустаткування від перевантаженьзастосовується електромагнітне реле миттєвої дії типу РЕО401, якіможуть використовуватися як в ланцюгах змінного струму, так і постійного струму.
Ці реле входять в комплект захисних панелей. Щоб захистити двигун відперевантаження, достатньо мати електромагнітне реле РЕО401 в одній фазікожного двигуна. В інші фази реле ставиться тільки для захиступроводів.

Реле для окремих електродвигунів вибирається згідно з їх потужностіі напрузі, і настроюються на струм спрацьовування, рівний 2,5-кратномурозрахункового струму номінальною навантаження для ПВ = 40%:

2,5 * I1 (Iреле (9.4)

Виберемо реле серії РЕО401, так як воно задовольняє умові вибору:

2,5 * I1 = 2,5 * 99 = 247,5