Электр қозғалтқыш таңдау
ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
АҚТАУ ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ ҚЫЗМЕТ КӨРСЕТУ КОЛЛЕДЖІ
Бекітемін
Директордың оқу ісі
жөніндегі орынбасары
______________ Каримова А.К.
_____ ___________ 2019 ж.
Дипломдық жұмыстың
ТАПСЫРМАСЫ
Студент: Мамышев Нұрбек
Мамандығы: 0902000 Электрмен қамтамасыз ету
Біліктілігі: 090203 Техник-электрик
Дипломдық жұмыстың жетекшісі: Нәдірханова Дана Таубайқызы
Дипломдық жұмыстың тақырыбы:"Жүк көтергіштігі 25 тонналық көпірлік кранның электрлік жетегін жетілдіру"
АТҚҚК бұйрығымен бекітілген
____ ____________ 2019 ж. № ________
Тапсыру мерзімі: ___________________________________ ___________________________
Жұмыстың мазмұны мен көлемі (түсіндірме, есептеу және сараптау бөлімі, теориялық және эксперименталды бөліктері немесе сұрақтардың тізбесін әзірлеу) ___________________________________ ____________________________________
___________________________________ ___________________________________ _________
Дипломдық жұмыстың материалдарың орындау:
а) ___________________________________ _______________________________________
б) ___________________________________ ________________________________________
в) ___________________________________ _______________________________________
г) ___________________________________ ________________________________________
д)___________________________________ ________________________________________
Графикалық материалдардың тізбесі (кесте, сызулар, диаграммалар және графиктер және т.б.)
___________________________________ _________________________________________
___________________________________ _________________________________________
___________________________________ _________________________________________
___________________________________ _________________________________________
Консультанттың толық аты-жөні:__________________________ ______________________
Нормоконтролердің толық аты-жөні: ___________________________________ _________
Дипломдық жұмыстың ұсынысы және күнтізбелік жоспардың орындалуы:
№
Жұмыс бөлімдерінің атаулары
пайыз
Жұмысты орындау мерзімі
жоспары бойынша
шынында
Дипломдық жұмыстың жетекшісі ___________________________________ ____________
(жетекшісің қолы)
Тапсырма орындауға қабылданды ___________________________________ ____________
(студенттің қолы)
Тапсырма берілді _____ _______________2019 ж.
Мазмұны
Кіріспе
5
І.
Технологиялық бөлім
1.1
Өндірістік қондырғыларды сипаттау технологиялық үрдістерді талдау
6
1.2
Кран механизмінің негізгі режимдері
7
1.3
Механикалық бөлігі
10
1.4
Оператор - өндірістік қондырғы әрекетінің талдауы
11
ІІ.
Конструкторлық бөлім
2
Кранның электржетегінің, қозғалтқышының және күштік түрлендіргіштің типін таңдау
11
2.1
Дипломдық жоба тақырыбы бойынша әдеби шолу
11
2.2
Автоматтандырылған электр жетектері мен автоматтандыру жүйесіне қойылатын талаптар
12
2.3
Электр жетегінің ықтимал нұсқаларын анықтау және оның тиімді жүйесін таңдау
14
2.4
Кинематикалық сызба талдауы, параметрлерін анықтау және электр жетегінің механикалық бөлімінің есептік сызбасын жобалау
15
ІІІ.
Есептеу бөлімі
3
Электр қозғалтқыш таңдау
15
3.1
Механизмнің механикалық сипаттамасын, жүктемелік диаграммасын тұрғызу және жүктеме есептеулері
15
3.2
Асинхронды қозғалтқыштың параметрлерін есептеу
20
3.3
Электр жетегінің жүктемелік диаграммасын тұрғызу
21
3.4
Қозғалтқыштың қызуын және артық жүктелу қабілетін алдын ала тексеру
25
3.5
Жиілікті түрлендіргіштің типін таңдауды негіздеу
26
3.6
Түрлендіргіштің қүштік тізбегінің параметрлерін анықтау және элементтерін таңдау
27
4
Электр жетегінің механикалық сипаттамаларын есептеу
30
4.1
Скалярлық басқару кезінде Uнfн=const заңы бойынша механикалық сипаттамасын тұрғызу
31
5
Автоматты реттеу жүйесін жобалау
34
5.1
Автоматтандырылған электр жетегінің математикалық моделін құру
34
5.2
Басқару объектісінің параметрлерін есептеу
39
5.3
Басқарушы құрылғының құрылымын және параметрлерін анықтау
39
5.4
Электржетектің динамикалық сипаттамаларын талдау
42
6
Электр жетегінің ажыратылған және тұйықталған жүйесінің жұмыс режимі
49
VII.
Еңбекті қорғау және қауіпсіздік ережелері бөлімі
7
Өміртіршілік қауіпсіздігі негізі бөлімі
55
7.1
Өрт қауіпсіздігі
55
7.2
Электр қауіпсіздігі
60
7.3
Жерге тұйықтауды есептеу
61
8
Экономикалық бөлім
62
Қорытынды
71
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
72
Кіріспе
Жүкті көтеру және жылжыту процесін циклмен атқаратын жүк көтергіш машинасын көтергіш кран деп атаймыз. Көтергіш кран көпір, ферма, мұнара, платформа, діңгек, жебе не таған тәрізді металл құралымдардан; шығыр, тельфер, шток, рычаг сияқты көтергіш механизмнен; ілгек, траверса, қысқыш немесе шөміш секілді жүк қармағыш жабдықтардан тұрады. Құралымдық ерекшеліктеріне сай көтергіш кран бұлардан басқа қосымша қондырғылармен және механизмдермен жабдықталады. Кран құрылысының ерекшелігіне және жұмыс істеу шартына байланысты көпірлік, порттық, мұнаралық және тағы басқа болып бөлінеді. Электр машина құрылысын өндіретін цехтарда ең көп таралғаны көпірлік крандар. Оладың көмегімен ауыр дайындамаларды, бөлшектерді және машина түйіндерін көтеріп-түсіру, сондай-ақ цехтын ішімен жылжытулар орындалады.
Электр крандарында электрқозғалтқыш, іске қосу және реттегіш кедергілер, тежегіш электромагниттер, контроллерлер, қорғаныш, іске қосуды реттегіш, сигналдық, тосқауыл және жарық беретін аспаптар, шеткі ағытқыш пен тоқ жалғағыш орнатады. Кранға қуат көзі не құрылыстық конструкцияларда қозғалмайтындай етіп бекітілген тройллерлі өткізгіштер және кранда бекітілген тоқ жалғағыш арқылы, не иілгіш кабель көмегімен жіберіледі. Электрқозғалтқыштар, кран электрөткіштері мен аппараттары қоршаған орта жағдайларына сәйкес құрастырылады.
Соңғы уақыттары Қазақстандағы, сондай-ақ, шетелдегі металлургия кәсіпорындары мен олардан тыс жерде кран шаруашылығында жиілігі реттелетін электржетегін пайдалануда тұрақты беталыс байқалуда. Мұны келесідей түсіндіруге болады. Кран шаруашылығында реттелетін жетекті пайдалану кранды жылдамдату бөлігіндегі ыңғайлы жұмыс істеу көрсеткіштерін әжептеуір жоғарылату мүмкіндігін береді. Өз кезегінде, жиілігі реттелетін жетегімен қамтамасыз етілетін біркелкі ауыспалы үрдістері жетектің кинематикалық тізбегінің элементтеріндегі динамикалық салмақтың айтарлықтай төмендеуіне алып келеді, бұл кранның механикалық жабдығының сенімділігін және оның ұзақ мерзімді жұмыс істеуін арттыруға қолжеткізеді, редукторды, арқанды жүргізу барабанын, тежегіш қалыбын, электрқозғалтқышын және кранды жаңғырту кезіндегі өзге элементтерді ауыстыру қажеттігі болмайды.
Осы жобаның мақсаты - жүк көтерімділігі 25 тонна көпірлік кранының көтеру механизмінің электржетегін жетілдіру болып табылады.
Түсіндірме жазбасында технологиялық үрдістің сипаттамасы, қозғалтқышты таңдау және жүктемелік диаграмманың есептелуі, жиіліктік түрлендіргішті таңдау, автоматты реттеу жүйесін әзірлеу және есептеу, көпір кранының басты көтеру механизмін автоматты басқару сұлбасын әзірлеу көрсетілген. Түсіндірме жазбаның аяғында жобаның экономикалық мақсатқа лайықтығының, қауіпсіздігі мен экологиялығының талдауы келтіріледі.
1 Технологиялық бөлім
1.1 Өндірістік қондырғыларды сипаттау және технологиялық үрдістерді талдау
Көпірлік кран - көпірі жер үстіндегі рельсті кран жолына тіреледі, ал жүк тартатын құралы көпір бойын жылжитын жүк арбашасына немесе электроталдарға ілінеді. Жалпы тағайындалудағы көпірлік крандар жүк көтергіштігі 320 т дейін жасалады, арнайы тағайындалудағылар - 630 т дейін, аралығы - 60 м, аралық биіктігі - 50 м. Жалпы тағайындалудағы көпірлік крандар жабдықты жөндеу кезінде, жөндеу жұмыстарының өндірісінде, басты өндіріс цехтарында технологиялық жұмыстар үшін, қоймаларда, асқын жүктелу жұмыстары кезінде қолданылады.
Көпірлік кранның металл құрылымы екі басты бөліктерден тұрады: көпір және арбашадан. Көпір өндірістік бөлме немесе қоймалардың жұмыс аралығын жауып тұрады. Ол екі негізгі және екі ақырғы бөренелерден тұрады. Жүру механизмінің жүріс доңғалақтары арқылы көпір жер үстіндегі крандық рельстерге тіреледі. Соңғылары ғимараттар бағанасы консольдарында немесе крандық эстакадада жөнделген кран астындағы бөренелерде бекітілген. Доңғалақтар ауыстыратын механизм арқылы бір немесе екі электр қозғалтқыштарымен келтіріледі. Крандардың жүріс доңғалақтары екі ребордалық немесе тік бағытталған аунақшамен ребордасыз болып екі түрде орындалады. Негізгі бөренелерде өзінің жетегінің көмегімен арбалар жылжитын рельстер бекітілген. Оның жақтауында жүк көтеретін бір немесе екі механизм орналасқан, ол механизмдердің әрбірі ілгіш ілгектерден, арқандық полиспасттан, барабаннан, ауыстыратын механизмнен, тежегіш пен электр қозғалтқыштан тұрады. Кран механизмдерімен көпірдің металл құрастырылымына ілінген кабинадан басқарады, ол жұмыс қауіпсіздігі мен ең жақсы шолудың болуына мүмкіндік береді, ал қажетті кезде - арбада (кран аралығы бойында автономды жылжуға мүмкіндік береді).
Кран жұмысы кезінде кранның, арбаның және ілміштің қозғалыс бағыттары әрдайым алмасып тұрады. Көтеру механизмінің жұмысы жүкті көтеру және түсіру кезеңдері мен бос ілгішті көтеру мен түсіру кезеңдерінен тұрады. Кранның өнімділігін ұлғайту үшін бірнеше операцияларды қоса атқару қолданылады, мысалы бір уақытта кран мен арбаларды қозғалту. Жүкті ілгішке ілу және ілгішті босату уақытында қозғалтқыш өшірулі болады және көтеру механизмі жұмыс істемейді.
Тағайындалуы бойынша әртүрлі жүккөтергіш машиналарды үш негізгі топқа біріктіруге болады:
1. Әмбебап жүккөтергіш машиналар - жүк арқанында ілгіш ілмек көмегімен әртүрлі жүктерді көтеру мен жылжыту үшін қызмет көрсететін крандар, жүкарбалар, тали;
2. Өндірісте, көлікте және құрылыста белгілі технологиялық операцияларды орындау үшін арналған жүккөтергіш машиналар;
3. Машина жабдықтарының жылжуымен байланысты құрылыс, монтаж және жөңдеу жқмыстарын орындау үшін арналған крандар.
Өз кезегінде, жүккөтергіш машиналар жұмыс шарттары бойынша шартты түрде келесідей топтарға бөлуге болады:
1. Қайталанылатын-қысқа уақытты режімде бөлмелерде жұмыс істеу үшін қолданылатын әмбебап тағайындалудағы машиналар және орташа жұмыс істеу ұзақтығы тәулігіне 16 сағатқа дейін;
2. Қайталанылатын-қысқа уақытты режімде бөлмелерде жұмыс істеу үшін қолданылатын әмбебап тағайындалудағы машиналар және орташа жұмыс істеу ұзақтығы тәулігіне 8 сағаттан 24 сағатқа дейін;
3. Қайталанылатын - қысқа уақытты режімде бөлмелерде де, сондай-ақ ашық ауада да қолданылатын белгілі технологиялық операцияларды орындау үшін арналған машиналар және жұмыс істеу ұзақтығы тәулігіне 24 сағатқа дейін;
4. Жалпы жылдық жұмыс істеу сағаттар саны 500 сағаттан аспайтын қысқы уақытты және қайталанбалы - қысқа уақытты режімдерде қолданылатын бір реттік және мезгілдік жүккөтергіш операцияларды орындау үшін арналған машиналар.
Әмбебап жүккөтергіш машиналар жүктеме бойынша пайдалану шарттары мен жұмыс уақытын ескере отырып жасалынады, сонымен қатар операцияларды жүргізу қарқындылығы, операциялардың жауапкершілік деңгейі және бірнеше орташаланған пайдалану категорияларымен байланысты қосымша ескере отырылып жасалынады.
1.2 Кран механизмінің негізгі режимдері
Белгілі технологиялық операцияларды орындау үшін арналған механизмдер, сонымен қатар мезгілдік жұмыстарды орындау үшін арналған механизмдер өздерінің тағайындалуларына сәйкес әбден белгілі пайдалану шарттары болады. Жүккөтергіш машиналардың барлық жұмыс істеу режімдерінің әркелкілігін жүйелеу мақсатымен Мемгортехнбақылау машиналық жетекпен механизмдердің жұмыс істеу режімдерінің келесідей категориясын орнатты: жеңіл - Ж; орташа - О; ауыр - А; өте ауыр - ӨА.
Соңғы уақытта технологиялық кешендер үшін арналған крандар қатары Мемлгортехбақылау қолданыстағы классификациялаумен анықталған ӨА режімімен салыстыру бойынша электр жетегінің күрделірек жұмыс істеу режімінде пайдалану үшін жобаланады. Бұл режім қосылу ұзақтығымен сипатталады ПВ=100% дейін, қосылу саны сағатына 600 және жоғары. Бұл жағдайлар үшін жаңа режім категориялары енгізіледі: аса ауыр - АА. Қазіргі уақытта АА режімдерін қоса, бес режім категориясын қарастыратын стандарт болады.
Жүк жылжыту жылдамдығы механизмдердің өнімділігі мен қуатын анықтайды және жүк көтеру операцияларының орындалу тиімділігін ескереміз, яғни кран механизмінің ең төмен бастапқы құны кезінде қажетті уақытты алу. Оңтайлы жылдамдықты таңдау маңызды міселе болып табылады, оның қажетті шешімін тек өнімділік факторларын, энергия шығындалуын, жылдамдықты реттеу мүмкіндігі мен тиімділігін, сонымен қатар реттеу жүйесінің техника-экономикалық бағасын ескере отырып таба аламыз.
Соңғы жылдарда тез жүретін жүккөтергіш машиналардың жылдамдық параметрлерін оңтайландырумен байланысты зерттемелер жүргізілді. Осы зерттемелер жүргізу нәтижесінде белгілі шекке дейін машинаның жылдамдығын жоғарлату кезінде машинаның өнімділігі жылдамдықпен бірге өсетіні орнатылды, бірақ жылдамдықтың ары қарай жоғарлатуы кезінде екпін уақыты ұлғаюы мен кран механизмдерінің тежелуінен өнімділік төмендеуі болып қалуы мүмкін.
Жылдамдық параметрлері талдауының көрсетуі бойынша әрбір механизм түрі үшін (көтеру, бұрылыс және тік жылжу) жылдамдық шектері болады, ол шектерден асу жөнсіз болады.
Жүккөтергіш механизмдердің жылдамдығы келесі сілтемелерден шыға таңдалады:
1. номиналды жылдамдық технологиялық үдеріс шарттарымен анықталады, яғни циклдің орындалу уақытымен;
2. номиналды жылдамдық қоректендіретін торап қуатымен шектеледі немесе белгілі мөлшердегі жетектік қозғалтқышты орнату мүмкіндігімен шектеледі;
3. номиналды жылдамдық механизмнің берілген минималды жылдамдығы кезінде реттеу диапазонының функциясы болып табылады.
4. Номиналды жылдамдық ең аз энергия шығыны кезінде ең үлкен өнімділікті қамтамасыз етуі қажет.
Барлық аталған жағдайлар үшін, біріншіден басқа, жылдамдықтың шектік мәні белгіленген шамадан аспауы керек, ал төртінші жағдай үшін бұл шама ізделініп отырған шама болып табылады. Бірінші жағдай үшін жылдамдық кез келген қажетті шама бола алады, бірақ сонымен қоса жылдамдықтың белгілі шамаларынан асатын болса, егер оған арнайы реттеу параметрлерімен жүйе қолданылмаса, онда операция уақыты қысқармайды.
Номиналды жылдамдық таңдау кезінде кейде әртүрлі жүк өңдеу технологиясымен анықталатын минималды жылдамдық шешуші шама болып табылады. Қазіргі уақытта көптеген жүкті қайта өңдеу технологиялық үдерістері үшін жүктің дәлдігін орнату мақсатымен минималды жылдамдықтардың оңтайлы шамалары алынды. Осы шамаларды қолдана отырып, берілген номиналды жылдамдық кезінде жылдамдық реттеудің қажетті диапазонын орнату немесе белгілі және жетерлік реттеу диапазоны үшін номиналды жылдамдықты таңдау.
Аралық тиянақталған жылдамдықты таңдау, ең алдымен, адам қабілеттерінің көрші тиянақталған жағдайлардан жылдамдық айырмашылығын қабылдауынан тәуелді болады және осы айырмашылықты қабылдау негізінде келесі басқару операцияларын жасағандықтан тәуелді болады. Тәжірибеле көтеру механизмінің жылдамдық өсіру сатысының шамасы орнатылған. Максималды және минималды жылдамдық арасының аралығында тік жылжу механизмінің жылдамдығын реттеу әдетте екпін қарқындылығын өзгерту немесе қажетті үдетуді ескере тежеу жолдарымен жүзеге асады.
Жүккөтергіш машиналардың өнімділігі мен бір сағатта қосылу саны жылдамдық параметрлерімен тығыз байланысты. Машина өнімділігі жүкті қайта өңдеу бойынша операцияның аяқталу уақытына сәйкес. Жүктің белгілі қозғалыс траекториясы кезінде бір операцияның қысқару уақыты машинаның өнімділігінің жоғарлауын білдіреді. Әрбір машинада жүк көтеру операцияларын жүргізу циклдерінің нақты немесе шартты түрлерін таңдай алады.
Жүк көтеру операциясының толық циклі дегеніміз - жүкті ілмектеу, арқанның босандау жерін таңдау, жүкті көтеру және оны қажетті жерге жылжыту, түсіру және жүкті орнату, жаңа операцияның басталуы үшін оны ілмектен шығару. Сонымен қатар жүк көтергіш құрылғының механизмі қажетті минималды міндетті қосылу санын қажет етеді. Бірақ әртүрлі себептермен цикл бойында реттеу жүйесінің жетілмегендігінен, иілгіш ілгіште жүктің теңселуінен, жеткіліксіз басқару тәжірибесінен және т.б. байланысты себептерден оператор қосымша қосу қатарын жүргізеді. Сондай қосымша қосулар саны 2-4 есе қажетті қосу санынан артық болуы мүмкін.
Жүккөтергіш машиналардың жоғары тиімді өңдеулерінің маңызды міндеті болып, нақты қосылу санын минималды қажетті қосылу санына жақындату болып табылады. Қазіргі уақытта ең сапалы реттеу жүйелері минималды қажетті қосылу санынан орташа қосылу санымен операциялар тек 1,5 есе көп қылып қамтамасыз етуге мүмкіндік береді, ал сол уақытта ең үлкен массалық параметрлік реттеу жүйелері бір жүк жылжыту циклінде 20-30 дейін қосылуды қажет етеді, ол қажетті минималды қосылу санынан 5-6 есе көп. Әртүрлі механизмдерде сағатына қосылулар саны Ж режімі кезінде 40-60 бастап; 500-600 дейін - ӨА режімі үшін. Тұрақты жылдамдықтарды, олардың кең өзгеру диапазонымен қамтамасыз ететін басқару жүйесі өндірісінің құрастыруы мен меңгеруі кезінде біруақытылы өнімділіктің өңдеу жұмыстарын көтерген кезде механизмдердің қосылу санының төмендеуінің жалпы үрдісі басталады.
Берілген жобада біз екібөренелі көпірлік кранды таңдаймыз, ол жүк көтергіштігі 25 тоннаға дейін орташа жұмыс істеу режиміне жатады, ол жөңдеу-механикалық және құрастыру цехтарына жүкті көтеру мен жылжытуды келесідей жұмыс циклі бойынша жүзеге асырады:
. есептік биіктікке номиналды жылдамдықпен номиналды жүкті көтеру;
. үзіліс (берілген орынға жүкті жылжыту);
. номиналды жылдамдықпен нөлдік белгіге есептік биіктіктен номиналды жүкті түсіру;
. үзіліс (жүкті түсіру);
. жоғары жылдамдықпен есептік биіктікке бос ілгішті көтеру;
. үзіліс (бастапқы орынға кранды жылжыту);
. жоғары жылдамдықпен нөлдік белгіге есептік биіктіктен бос ілгішті жіберу;
. үзіліс (жүктеу).
1.3 Механикалық бөлігі
1. Машинист кабинасы; 2. Кранды рельстер; 3. Қозғалғыш дөңгелектер; 4. Ақырғы бөрене; 5. Иілгіш кабель; 6. Жүк көтергіштің жанама механизмі: 7. Жүк көтергіштің негізі механизмі; 8. Крандық арба (тележка); 9. Иілгіш кабельді ілуге арналған сым; 10. Троллерге кызмет көрсету ауданы; 11. Негізі бөрене; 12. Арбаның жылжу механизмі; 13. Көпірдің жылжу механизмі
1 сурет - Көпірлік кранның жалпы көрінісі
Кранның құрылмасы (1 - суретіне қараңыз) көпірден тұрады, оның рельстері бойынша жүк тіркемесі жылжыйды; 2 - Кранды басқару краншының кабинасынан жүргізіледі; 3 - ол көпірдің жұмыстық алаңының астында орналасқан. Кранды жабдықтайтын троллейлер мен тоқ қабылдағыштарына қызмет көрсету үшін троллейлерге қызмет көрсету кабинасы қарастырылған; 4 - көпірде орналасқан және краншы кабинасындағы электр жабдықтары; 5 - тіркемелер кранның механизмдерін басқаруға арналған. Жүк тіркемесінің тоқ жетегі иілгіш кабелі; 6 - ол монорельстері бойынша орнын ауыстыратын кареткаларға асылған.
Кранның көпірі жартылай екі көпірден тұрады, оның әрқайсысының салмағы төрт жүріс дөңгелегіне біркелкі беріледі. Жартылай көпірлері бір -бірімен ауыспалы бөренелері арқылы топсалы қосылған. Көпірді жылжыту жетегі - бөлек. Көпір ауыспалы алаңдарымен, сатымен, буфермен жабдықталған.
1.4 Оператор - өндірістік қондырғы әрекетінің талдауы
Оператордың өндірістік қондырғымен әрекеттесуі кабинада және қашықтықта орналасқан басқару панелімен жүзеге асырылады. Авариялық тоқтату түймешігі көмегімен кранды сөндіруді жүзеге асырамыз. Басқару пульті өзімен символдары жазылған түймешіктері бар блокты құрайды.
Крандық механизмдермен басқару жүйесі оператордың үздіксіз бақылауында болатын құрылғылар категориясына жатады, яғни бұл жүйелерде операциялардың басталу кезеңі, жылдамдық параметрлері және операциялардың аяқталу кезеңдерін таңдау операциялары механизмді басқаратын адаммен жүзеге асырылады. Өз кезегінде басқару жүйесі қалаулы жылдамдық параметрлерін орындау үшін қажетті қосылу реттілігін қамтамасыз ету қажет, сонымен қоса, шамадан артық жүк тиеуді алдын алу және қажетті қорғанысты қамтамасыз ету.
2 Кранның электржетегінің, қозғалтқышының және күштік түрлендіргіштің типін таңдау
2.1 Дипломдық жоба тақырыбы бойынша әдеби шолу
Өндірістік үдерісінің кешендік механизациялау мен автоматтандыруды, жүкті тиеу - түсіру қол жұмыстарын жоюды жүзеге асыруда маңызды рөл көтергіш-көліктік машина жасауға жатады. Артық жүкті тиеу жұмыстары кезінде ауыр еңбектің едәуір қысқаруы ең алдымен жүк тартатын операцияларды автоматтандыру, жүктерді дәл орнату, сонымен қатар жүккөтергіш машиналармен басқару үдерістерін автоматтандыру жолымен жүзеге асырылады. Осы міндеттер электр жетегі көмегімен шешілетін болғандықтан, заманауи электр жетектерін жетілдіру және енгізу мәселесі әрдайым өсіп тұрады.
Қазіргі уақытта крандық электр жетектерінде толықтай тиристорлық реттеу жүйелері кең қолданыс тапты, сондай-ақ әртүрлі басқарылмайтын және басқарылатын жартылай өткізгіштік түзеткіштер, сонымен қатар механизмдерді жылжыту жылдамдығының айтарлықтай жеткілікті басқаруымен салыстырмалы аз шығындарда жүйелерді алуға мүмкіндік беретін жеке күштік жартылайөткізгіштік аспаптар кең қолданыста болады. Эксплуатациялық қызметкерлерді қысқарту үшін жүккөтергіш машиналарды басқаратын жүйені қолданады, соның ішінде крандармен, радиоканалдар бойынша (қашықтықтан). Бұл жүйелерде максималды әсер сондай-ақ жылдамдықты тұрақты қамтамасыз ету кезінде жетеді.
Механизмдер мен электр жабдықтарын жүктеуінің жаңа классификациялауы енгізілгенін ескере крандар үшін электр жабдықтарын таңдаудың жаңа әдістеріне басты назар аударылады, сонымен қатар жаңа басқару жүйелеріне, радиоканал бойынша басқарумен қоса, және әртүрлі жылдамдықты реттеу жүйелеріне көп назар аударылады.
Көпірлік крандарды көтеру механизмі белсенді жүктемемен циклдік әрекеттегі механизмдерге жатады. Жалпы жағдайда осы механизмдердің жұмыс істеу циклі технологиядық үдеріспен анықталады, бірақ жетектік қозғалтқыштарды таңдауда динамикалық режімдер едәуір әсерін тигізеді: жіберу, реверс, тежелу.
Отандық өндіріспен жасалатын жүккөтергіш машиналардың басым көпшілігінде электрлік жетек механизмі болады, және сондықтан осы машиналардың әрекет тиімділігі мен өнімділігі айтарлықтай деңгейде крандық электр жабдықта қолданылатын сапалық көрсеткіштерден байланысты болады. Соңғы уақыттарда заманауи крандық электр жетектері құрылымы мен пайдаланылатын басқару жүйелерінде едәуір өзгерістерді басынан өткізді.
Жалпы тағайындалудағы салмағы үлкенірек крандар үшін қысқа тұйықталған қозғалтқыштар негізіндегі электр жетектері кең қолданысқа ие болып бастап жатыр, крандардың едәуір бөлігі еденнен басқарумен жасалады, ал ауыр жұмыс режімдерін орындауға арналған тез жүретін крандар жылдамдықты терең реттеуді, іске қосу бірқалыптығы мен әрдайым энергия қорларын үнемдеуге қойылатын жоғары талаптар кезінде тежелуді қамтамасыз ететін әртүрлі тиристорлық жүйелермен жинақталады.
Жүккөтергіш крандардың көпшілігі жүктерді қайта өңдеу кезінде әрдайым ауысып тұратын пайдалану шарттарымен сипатталады, және сондықтан өзінің құрамында электр жетектері бар крандар механизмі әрдайым түрі өзгеріп тұратын жүктермен жұмыстарға, салмағы, мөлшері, пішіні бойынша әртүрлі және өндірістік бөлме немесе ашық жүк алаңдарындағы шарттарға максималды деңгейде дайын болуы қажет.
Кез келген крандық электр жетектерінің аса кең жүктеме өзгеру диапазондарының жетектік электр қозғалтқыштарын, басқару және қорғаныс аппаратураларының есептік параметрлерін таңдауға ерекше амалын талап ететін ең негізгі факторлардың бірі болып табылады.
2.2 Автоматтандырылған электр жетектері мен автоматтандыру жүйесіне қойылатын талаптар
Электр жетегінің құрылымын таңдау кезінде технологиялық үдерістердің ерекшелігін, сенімділік талаптарын, басқарудағы икемділігін, жөндеу ыңғайлылығын ескеру қажет. Көп жағдайларда операторлармен басқарылатын көпірлік крандарды көтеру механизмінің электр жетектеріне олардың пайдалану қарапайымдылығы мен қажетті жылдамдықты реттеу диапазонын қамтамасыз етудегі сенімділікке қатаң талаптар қойылады. Номиналды жүкті көтеру - түсіруді реттеу диапазоны жүкті түсіру кезіндегі минималды жылдамдықпен анықталады. Бұл диапазонның шамасы технологиялық үдеріс пен кранның номиналды жүккөтергіштігінен тәуелді болады. Сонымен,орташа жұмыс істеу режімімен жүккөтергіштігі 25 тоннадан артық крандар үшін реттеу диапазоны D=25:1, сонымен қатар бос ілгішті көтеру мен түсіру кезіндегі жылдамдық номиналды жүкті көтеру кезіндегі жылдамдықтан қарағанда 1,5-2 есе артық болуы керек. Берілген кластағы электр жетектері үшін маңызды талаптардың бірі болып, өтпелі процесс кезінде жылдамдықтың бірқалыпты өзгеруі болып табылады, шұғыл жұлқынуды төмендетеді, және сәйкесінше жүктің теңселу амплитудасын төмендетеді.
Белгіленген талаптарды орындау үшін электр жетегімен басқару жүйесі жартылай немесе толық автоматтандырылған болуы керек, әсіресе өтпелі режімде жұмыс істеу кезінде.
Көпірлік кранның электр жетегі жүйесіне қойылатын басты талаптарды келесідей қалыптастыруға болады:
Бірінші контроллердің көтеру күйлерінде қозғалтқыш номиналдыдан 90% қоректенетін тораптан жүктеме кезінде номиналды жүктің түсу мүмкіндігі болмауы үшін іске қосу моментін жетілдіру қажет және сол уақытта қалаулы минималды жылдамдық ең аз жүктеме кезінде номиналды шамадан 30% аспауы қажет.
Жылдамдықты төмендету бағытында контроллер пәрменінің тұтқасын жылжыту кезінде соңғысы тіпті қысқа уақыт аралығына да жоғарламауы қажет. Механикалық тежелудің кешігуі кезінде түсіру жылдамдығы кішкене жоғарламауына алып келмеуі керек. Бұл бірінші кезекте бірінші күйден нөлдік күйге ауыстыруына жатады.
Электрлік тежелу жүйесі жүйенің қауіпсіз баяулауды қамтамасыз ететін қажетті қоры болуы керек, номиналдыдан 125% тең, қоректендіру торабының кернеуі кезінде номиналдыдан 90% болуы керек.
Жүк қозғалысы аппарат пәрменімен орнатылатын бағытта ғана жүруі қажет, тіпті сызбадағы ақаулықтар кезінде де. Соңғы жағдайда жүкті қимылсыз қалдыруға болады.
Крандық механизмдер үшін электр жетек жүйесін таңдау салыстырмалы көрсеткіштерді талдау негізінде жүзеге асырылады.
Электр жетегінің экономикалық бағалауы бастапқы шығындармен байланысты минималды шығындар, жөңдеуге жұмсалатын эксплуатациялық шығындар, сондай-ақ күрделі жөндеу жұмыстарына дейінгі (10 жыл) пайдалану мерзімі кезінде крандық механизмдердің екпіні мен тежелуіне тораптан пайдаланатын энергия шығындары ұстанымдарында негізделуі керек.
Экономикалық бағалау белгілі әдістеме бойынша есептеу негізінде жүзеге асуы мүмкін. Ең жақсы экономикалық көрсеткіштерге ие болатын жүйе таңдалады. Егер салыстырылып отырған жүйелердің экономикалық көрсеткіштері жақын болса (айырмашылықтар 15% аспайтын болса), онда массагабариттік көрсеткіштер мен электр жабдықтарын орналастыру шарттары бойынша қосымша бағалау жүргізіледі. Жүктеменің активті момент әрекеті кезінде сенімді тежелуді қамтамасыз ету көтеру механизмінің электр жетегіне қойылатын елеулі талап болып табылады. Сонымен қоса, Қуат үнемдеу мақсатында рекуперативті тежелуді пайдаланған жөн болады, әсіресе 30 кВт жоғары қозғалтқыш қуаттылығы кезінде.
2.3 Электр жетегінің ықтимал нұсқаларын анықтау және оның тиімді жүйесін таңдау
25: 1 жоғары жылдамдықты реттеу диапазонымен реттелетін крандық электр жетектері үшін келесідей ең көп қолданылатын электр жетек жүйелері:
1. Кернеудің тиристорлық түрлендіргіші-қозғалтқыш жүйесі (КТТ-Қ);
2. Кернеудің тиристорлық реттеуіші-асинхронды қозғалтқыш жүйесі (КТР-АҚ);
3. Жиілікті түрлендіргіш-асинхронды қозғалтқыш жүйесі (ЖТ-АҚ);
4. Энергияның сырғу рекуперациясыз түзелген токтың тізбегіндегі асинхронды қозғалтқыш пен импульсті реттегішімен жүйесі (АҚ-ИР);
5. Торапқа энергияның сырғуы рекуперациясыз түзелген токтың тізбегінде асинхронды қозғалтқыш пен асинхронды қозғалтқыш пен импульсті реттегішімен жүйесі (АҚ-ИР-И).
Бұл жұмыста аталған электр жетегінің крандық жүйелерінің энергетикалық және экономикалық көрсеткіштерінің салыстырмалы талдауы орындалған. Айта кететіні, технологиялық циклде бірлік механикалық жұмысты орындау кезінде электр энергиясын аз тұтынатын электр жетек жүйесі тиімдірек болып саналады.
Кранның жұмыс істеу цикліне жүкті көтеру, оны қажетті арақашықтыққа жылжыту, жүкті түсіру және ілмектеу үшін үзіліс кезеңдері жатады. Стандартты қосылу ұзақтығы ҚҰ=40% берілген, және де жұмыс істеу циклінде жылдамдығы төмендетілген қозғалыс аумағы да бар.
Электр жетек жүйесінің пайдалану тиімді шектерін анықтау кезінде салыстырылып отырған жүйелердің тек қана энергетикалық көрсеткіштерін ғана бағаламай, сонымен қатар жылдық келтірілген шығындарды да бағалау қажет.
Біздің қарастырып отырған кран жөндеу-механикалық және құрастыру цехтарында жүкті көтеру мен жылжытуды жүзеге асырады, жүккөтергіштігі 25 тоннаға дейін, 30 кВт жоғары көтеру механизмінің қозғалтқыш қуатымен және D=25:1 реттеу диапазонымен орташа жұмыс істеу режіміне жатады, баяндалған деректер негізінде ЖТ - АҚ жүйесін көпірлік кранды көтеру электр жетегінің тиімді жүйесі ретінде қабылдауға болады.
Бұдан басқа, ЖТ - АҚ жүйесі басқа электр жетек жүйелерінен қарағанда қашықтықтан телемеханикалық басқаруды орындау үшін жақсырақ бейімделген.
2.4 Кинематикалық сызба талдауы, параметрлерін анықтау және электр жетегінің механикалық бөлімінің есептік сызбасын жобалау
Жобаның техникалық берілгендері:
Көтерудің максималды биіктігі Hmax=8 м
Номиналды жылдамдық Vном=0,13 мс
Ілгіш массасы mк =600кг
Барабан диаметрі DБ=0,64м
Полиспаст еселілігі j=26
Редуктордың берілісті саны j=32,4;
Барабанның инерция моменті JБ=1200 кг∙м2
Берілістің номиналды ПӘК-і ηп.ном =85%;
Ілгіш жылдамдығы νk =2νном; ПВ=40%.
Жүк көтергіштігі 25 тонна
Жүкті көтеру механизмі (сурет 2) ілетін ілгіштер, полиспастан, барабаннан, табыстау қондырғыларынан (редуктор, муфт, біліктерден) тежегіш және электр қозғалтқышынан тұрады. Механизм түйіндері кранның металл құрастырылымында монтаждалған. Жүктік арқан блоктардан түскеннен қатты және жылжитын шектеуіштермен сақтанады.
1- электр қозғалтқыш; 2- муфта; 3- тежегіш; 4- редуктор; 5- барабан; 6- полиспаст
2 Сурет - Көтеру механизмінің кинематикалық сұлбасы
3. Электр қозғалтқыш таңдау
3.1 Механизмнің механикалық сипаттамасын, жүктемелік диаграммасын тұрғызу және жүктеме есептеулері
Механизмнің технологиялық параметрлері:
көтерудің номиналды жылдамдығы - 0,13 мс;
көтерудің максимальды биіктігі - 8 м;
қосу ұзақтығы (ПВ) - 40%.
Технологиялық процес ілмек көтеруден, жүктеу, жүкті түсіруден, жүкті биіктікке көтеруден, жүкті төмен түсіруден, жүк түсіруден тұратын жүйені құрайды.
Жүкті түсіру кезіндегі статикалық қуаты:
(2.1)
мұндағы mk - ілмек массасы, кг;
mном - номинальды жүк массасы, кг;
vном - көтерудің (түсірудің) номинальды жылдамдығы, мс;
ηном - номинальды ПӘК;
g - еркін түсу үдеуі, мс[2].
Жүкті көтеру кезіндегі статикалық қуаты:
; (2.2)
Ілмекті көтеру кезіндегі статикалық қуаты:
, (2.3)
п - беріліс ПӘК-і, жүк салмағына және кинематикасына байланысты, келесі формула бойынша анықталады:
, (2.4)
мұндағы - коэффициент, 0,07 тең деп қабылдаймыз;
kз - жүктеу коэффициенті.
. (2.5)
Ілмекті түсіру кезіндегі статикалық қуаты:
. (2.6)
Технологиялық процестің орындалу уақытын есептейміз:
; (2.7)
; (2.8)
. (2.9)
Кезең уақытын есептейміз:
; (2.10)
. (2.11)
tц =481,6 с = 8,03 мин ˂ 10 мин болғандықтан, жұмыс режимі қысқа уақытты-қайталанбалы болады.
Жалпы үзіліс уақыты:
; (2.12)
. (2.13)
t01 = t03 = 72 с, t02 = t04 = 72 с тең деп қабылдаймыз.
Алынған мәліметтер бойынша механизмнің жүктемелік және жылдамдықтық диаграммасын тұрғызамыз.
3 сурет - Механизмнің жүктемелік және жылдамдықтық диаграммасы
Эквиваленттік қуатты анықтаймыз. Жұмыс кезіндегі экваленттік статикалық қуат:
; (2.14)
Қосу ұзақтығы ПВ=100% болғандағы қуатын анықтаймыз:
. (2.15)
Қозғалтқыштың есептік қуаты:
, (2.16)
мұндағы Кзап=1,05 - қор коэффициенті.
Редуктордың беріліс санының формуласынан nном анықтаймыз:
. (2.17)
Қозғалтқыштың есептік жылдамдығы:
. (2.18)
Рн Ррасч шартын қанағаттандыратындай етіп қозғалтқыш таңдаймыз. 4А250S10У3 типті айналу жылдамдығы nо=600 обмин. болатын қозғалтқыш таңдаймыз. Таңдалған асинхронды қозғалтқыштың параметрлері 1 кестеде келтірілген.
1 кесте - Қозғалтқыш параметрлері
Аты
4А250S10У3
Номиналды қуаты, кВт
30
Номиналды айналу жиілігі, обмин
600
ПӘК, %
88
Қуат коэффициенті
81
Кернеуі, В
380220
Максималды момент еселігі,
1,9
Іске қосу момент еселігі
1,2
Қозғалтқыштың инерциялық моменті, 10[-3] кг∙м[2]
1,36
Жүргізу тоғының номинал токқа қатынасы
6
Шектік сырғанауы, %
1,9
Асинхронды қозғалтқыштың орын басу сұлбасының параметрлері:
Х[*]u=2,3 о.е. индуктивті кедергі;
R[*]1=0,056 о.е. статор орамасының активті кедергісі;
Х[*]1=0,11 о.е. статор орамасының индіктивті кедергісі;
R[*]2=0,023 о.е. ротор орамасының активті кедергісі;
Х[*]2=0,17 о.е. ротор орамасының индуктивті кедергісі.
Т-тәрiздec oрынбaсy сұлбaсы мeн элeктp мaшинaлapдың жинaқтaлғaн динaмикaлық cұлбacы нeгiзiндe қысқaшa тұйықтaлғaн pотоpлы aсинxpoнды қoзғaлтқыштың жәнe динaмикaлық мoдeльдi өңдey мaтeмaтикaлық cипaттayмeн opындaлады. Ол 4 суретте көрсетілген.
4 сурет - Т-тәріздес орынбасу сұлбасы (асинхронды қозғалтқыштың)
3.2 Асинхронды қозғалтқыштың параметрлерін есептеу
Фаза кедергісі, Ом
(3.1)
мұндағы - статордың фазалық номиналды тогы, А
(3.2)
; (3.3)
; (3.4)
Қысқа тұйықталу кезіндегі индуктивті кедергі, Ом
. (3.5)
3.3 Электр жетегінің жүктемелік диаграммасын тұрғызу
Электр жетегінің жүктемелік диаграммасы қозғалтқышты қызуға және жүктелу қабілеті бойынша алдын ала тексеруге пайдаланылады. Бірінші электр жетектің жалпы инерция моментін ілмектің көтерілу (J2) және жүктің көтерілуі (J1) анфқтаймыз.
Шектеу мақсатында динамикалық жүктемелерді қамтамасыз ету, сенімді ілінісу қозғалыс механизмдерін рельстермен және арқандардың шкивті " көтергіш, сондай-ақ қалыптастыру талап етілетін өтпелі процестерді жеделдету тетіктерін шектеледі. Сызықтық үдеуді адоп = 0,2 мс2 деп қабылдаймыз.
Қозғалтқыштың номиналды жылдамдығы:
. (3.6)
Келтірілген радиусы:
. (3.7)
Рұқсат етілген бұрыштық үдеу:
. (3.8)
Барабанның энерция моменті берілген: Jб = 1200кг∙м[2]
Жүк көтеру кезіндегі электр жетектің инерция моменті:
; (3.9)
мұндағы δ= 1,2 механизмнің айналмалы бөліктерін ескеретін инерция моменті коэффициенті.
Ілгішті көтеру кезіндегі электр жетегінің инерция моменті:
. (3.10)
Жүкті көтеру және түсіру кезіндегі үдету уақыты:
; (3.11)
. (3.12)
Мдин электр жетегінің динамикалық моменті жылдамдықтың сызықтық заңының өзгерісімен анықталады.
. (3.13)
Электр жетегінің динамикалық моменті:
Әр интервалдағы қозғалтқыштың жүктемелік диаграмма моментін келесі формула бойынша есептейміз:
; (3.14)
Циклдің барлық кезеңдеріндегі статикалық моменттерді есптейміз:
; (3.15)
; (3.16)
; (3.17)
. (3.18)
Ілмекті жеделдету және түсіру кезіндегі электр магниттік момент:
; (3.19)
. (3.20)
Тұрақты жылдамдықпен ілмекті төмендету электр магнит моменті:
Ілмекті тежеу және төмендету кезіндегі электр магниттік моменті:
Жеделдету және жүкті көтеру кезіндегі электр магниттік моменті:
Тұрақты жылдамдықпен жүк көтеру кезіндегі электр магниттік момент:
Ілмекті тежеу және көтеру кезіндегі электр магниттік моменті:
М6=Мс.гр↑-Мдин1=728,77-234,8=493,97 Н∙м;
t6=tm.гр↑=0,65с.
Жеделдету және жүкті түсіру кезіндегі электр магниттік моменті:
М7=Мс.гр↓-Мдин1=597,59-234,8=362,79 Н∙м;
t7=tm.гр↑=0,65с.
Тұрақты жылдамдықпен жүкті түсіру кезіндегі электр магниттік моменті:
M8=Mc.гр↓=597,59 H∙м;
t8=t5=60,24c.
Тежелу және жүкті түсіру кезіндегіэлектр магниттік моменті:
М9=Мс.гр↓+Мдин1=597,59+234,8=832,39 Н∙м;
t9=tm.гр↑=0,65с.
Жеделдету және ілмекті көтеру кезіндегі электр магниттік моменті:
М10=Мс.к↑+Мдин2=93,07+222,32=315,39 Н∙м;
t10=tm.k=1,3c.
Тұрақты жылдамдықпен ілмекті көтеру кезіндегі электр магниттік моменті:
M11=Mc.k↑=93,07 H∙м;
t11=t2=28,8c.
Тежелу және ілмекті көтеру кезіндегі электр магниттік моменті:
М12=Мс.к↑-Мдин2=93,07-222,32=-129,2 5 Н∙м;
t12=tm.k=1,3c.
Есептелген мәндер бойынша электр жетегінің диаграммасын тұрғызамыз.
5 сурет - Электр жетегінің жүктемелік және жылдамдықтық диаграммасы
3.4 Қозғалтқыштың қызуын және артық жүктелу қабілетін алдын ала тексеру
Электр жүктеме оңайлатылған диаграммасы жылу және шамадан қуаты қозғалтқыш тексеру үшін пайдаланылады. Диск айнымалы жүкпен циклдік режимде жұмыс істейді. Баламалы сәттен әдісін пайдалану жылыту үшін қозғалтқышты тексеру үшін. Жылыту үшін тиісті қозғалтқыш таңдау шарты болар еді:
Mэ Mном. (3.21)
Қысқа уақытты-қайталанбалы режімде эквивалентті момент тек жұмыс бөлімшелерінде анықталады:
, (3.22)
мұндағы - і интервалындағы момент;
- і интервалындағы жұмыс ұзақтығы;
n - циклдағы интервалдарындағы жұмысшылар саны;
m - түсіру және тежелу интервалдары саны;
N - тұрақталған қозғалыстағы интервалдар саны;
- і- интервалындағы пуск ұзақтығы (тежелу);
- пуск (тежелу) кезіндегі жақсартылып салқындатуде ескергендегі коэффициенті;
- і-интервалдағы бекітілген қозғалыс ұзақтығы.
Мэ=551,98H∙м;
, (3.23)
мұндағы βо - элeктрқoзғaлтқышты элeктр жeлiсінeн aжырaтқaн кeздe oның сaлқындaуының нaшaрлayын ecкeретін aлaтын кoэффициeнт.
Бұл эквиваленттік момент ПВ=40% кезінде анықталды, енді ПВ=100% бойынша есептейміз.
Мэ=ПВ=100%=МэПВ=40%∙40100=349,1 Н∙м. (3.24)
Қозғалтқыштың номиналды моменті:
Мном=Рномωном=3000052,65=569,8 Н∙м. (3.25)
349,1569,8 - МэМном қозғалтқыш қызу шарттын қанағаттандырады.
Жүктемелік диаграммаға сәйкес қозғалтқыштың артық жүктелу қабілетін тексеру қажет, жүктемелік диаграмманың максималды моменті 963,57 тең:
МmaxМном=963,57569,8=1,69λm=2. (3.26)
Қозғалтқыштың артық жүктелу қабілеті қанағаттанарлық.
3.5 Жиілікті түрлендіргіштің типін таңдауды негіздеу
Жиынтықты түрлендіргіш ретінде скалярлы басқарумен жиілік түрлендіргішін немесе векторлық басқарумен жиілік түрлендіргішін пайдалануға болады. Біздің түрлендіргіш аздаған реттеу диапазонын қамтамасыз етуі керек болғандықтан, біздің мақсаттымызға скалярлы басқарылаиын жиіліктік түрлендіргіш келеді.
Түрлендіргіштің күштік бөлігінің құрамында келесідей компоненттер болуы керек: түзеткіш, инвертор, сүзгіш, тежелу резисторы, қорғаныс түйіндері.
Кернеу амплитудасы мен жиілік түрлендіргішпен инверторда реттелетін болғандықтан, онда түзеткіш диодтарда орындалуы мүмкін, ал басқарылмайтын түзеткіш кезінде сызбада тежегіш резистор болуы керек.
Біз қозғалтқыштың тоқ пен қуатына байланысты түрлендіргішті таңдаймыз.
Қазіргі уақытта біз қоятын талаптарға жауап беретін көптеген түрлендіргіштердің түрлері бар, мысалы Hitachi, Siemens, ABB және басқа да көптеген.
Олардың арасында түбегейлі айырмашылық жоқ, олардың жалғыз айырмашылығы - бұл олардың құны мен сапасы..
типі ACS 601-0050-3ABB фирмасының жиынтықты түрлендіргішін таңдаймыз.
Таңдалған түрлендіргіштің техникалық берілгендері:
Номиналды қуат, 37кВт;
Түрлендіргіштің номиналды шығу тоғы, 76А;
Қысқа уақытты асқын жүктелу тоғы, 84A;
Қоректендірудің үшфазалық кернеуі, 380, 50Гц
Түрлендіргіштің салмағы, 35 кг;
fk= 1 кГц.
3.6 Түрлендіргіштің қүштік тізбегінің параметрлерін анықтау және элементтерін таңдау
Таңдалған жиілік түрлендіргішінің күштік тізбегі келесідей құрамнан тұрады:
түзеткіш - түзеткіштің элементтері ретінде диодтар қолданылады;
инвертор - инвертордың кілті ретінде қайтарылмалы диодтармен IGBT транзисторлар жиынтығы қолданылады, инвертордың шықпасында жиілікті реттеу инвертордың кілтін ауыстыру жиілік өзгерту жолымен жүзеге асады, ал инвертордың шықпасында кернеу шамасын реттеу ендік-импульсті модуляция арқасында жүзеге асады;
тежелу блогы - резивтивті жиіліктік тежелу үшін қолданылады;
LC-сүзгіш - кернеуді сүзгілеу үшін;
анодтық реакторлар - коммутациялық тосқауылдарды сүзгілеу үшін қолданылады және қысқа тұйықталу тоғының өсу жылдамдығын шектейді.
Асқын кернеуден қорғаныс тізбегі;
Тоқты шектетін кедергілер;
Электр жетегінің күштік сызбасы 6 суретте келтірілгендей түрде болады.
6 сурет - Электр жетегінің күштік тізбегінің принципиалды сұлбасы
Электр жетегі сызбасының күштік бөлімі 6 сурет көрсетілген және өзіне келесідей күштік элементтерді қосады:
L1...L3 - тоқ өсу жылдамдығын шектеу үшін арналған тоқ шектегіш реакторлар;
R- тежеуіштік кедергі;
C - түзеткіштің сыйымдылығы;
VT1...VT6 - инвертордың күштік блок транзисторлары;
R- тоқ шектегіш кедергілер;
VD1...VD6 - түзеткіш диодтары.
VD7...VD12 - инвертордың кері диодтары;
ДТ - тоқ датчигі;
ЦЗП - асқын кернеуден қорғаныс тізбегі;
L - тегістегіш дроссель.
Күштік кілттер ретінде IGBT модулдарын қолдану ұсынылады, олардың құрамына оқшауланған бекітпелерімен биполярлы транзисторлар және кері диодтар кіреді. Алдын ала таңдау:
Статордың номиналды фазалық тогы: Iном=63,77А
Күштік кілт арқылы өтетін орташа ток:
Iн. отр. = kз. Imax, (3.27)
мұндағы kз - кілттің комутациясында токтағы артық тиеуді ескеретін қор коэффициенті, kз =2;
Imax - инвертордың күштік тізбегіндегі токтың амплитудалық мәні:
Imax=2∙IHOM=2∙63,77=90,18 A , (3.28)
мұндағы Iном - қозғалтқыштың номиналды тогы, А.
Iн. орт. = 2[.]90,18 = 180,36 А.
Күштік кілттегі жұмыс кернеуі:
Uжум. = Umax + Uп. н., (3.29)
мұндағы Umax - инвертордың күштік тізбегіндегі кернеудің амплитудалық мәні, В;
Uп. н. - кілттегі коммутациалық асқын кернеуі, В.
В, (3.30)
мұндағы Uл = 380 В - желідегі сызықтық кернеу.
Асқын кернеудің мәнін Uп. н. =600В деп қабылдаймыз.
Жұмыстық кернеуді анықтаймыз:
Uжум. = 537,4 + 600 = 1137,4 В.
Iн. орт , Uжум сәйкес IRGPH50KD2 кері диодты жарты көпірлі күштік модул таңдаймыз.
Вентелге қойылған максималды рұқсат етілген кернеу рұқсат етілген қайталама импульстік кернеуден артып кетпеуі қажет:
(3.31)
мұндағы - кернеу бойынша қор коэффициенті,
- желідегі кернеудің жоғарылауын ескеретін коэффициент,
Uм.кер - вентелдегі максималды кері кернеу;
, (3.32)
мұндағы Uф - желіні қоректендіретін кернеу, Uф = 220 В;
1,5∙1,1∙538,88=889,15=1200.
Күштік сүзгішке конденсатор таңдаймыз.
Күштік сүзгіштің конденсаторларының толық сыйымдылығы:
, (3.33)
мұндағы Ud - түзетілген кернеудің орташа мәні, В;
Тн =0,001 - жүктеменің уақыт тұрақтысы (транзистор коммутация жиілігі), с;
Rн - жүктеменің активті кедергісі, Ом;
Uс - конденсаторда рұқсат етілген жоғарылату кернеуі.
Түзетілген кернеудің орташа мәні:
Ud = kсх. Uф = 2,34[.]220 = 514,8 В, (3.34)
мұндағы Uф - желідегі фаза кернеуі, 220В;
kсх. - үшфазалы түзетуге арналған сұлба коэффициенті, 2,34.
Конденсатордағы рұқсат етілген жоғарылату кернеуі:
Uс = 0,1. Ud = 0,1[.]514,8= 51,5 В. (3.35)
Жүктеменің активті кедергісі:
Rн=3∙R₁2=3[.]0,0692=0,1 Ом, (3.36)
С=514,8∙0,0013∙0,1∙51,5=33∙10-3 Ф.
Канденсатордағы максималды рұқсат етілген кернеуді анықтаймыз:
; (3.37)
В.
С, U мәндерәне сүйене отырып күштік сүзгіш конденсаторы таңдалынады.
4 Электр жетегінің механикалық сипаттамаларын есептеу
U1if1i реттеу заңын берілген жүктеме моментінің сипаттамасына тәуелділігі байланысты таңдаймыз. Бұл жағдайда жүктеме моменті қозғалтқыштың номинал моментіне тең деп алынады.
... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
АҚТАУ ТЕХНОЛОГИЯЛЫҚ ҚЫЗМЕТ КӨРСЕТУ КОЛЛЕДЖІ
Бекітемін
Директордың оқу ісі
жөніндегі орынбасары
______________ Каримова А.К.
_____ ___________ 2019 ж.
Дипломдық жұмыстың
ТАПСЫРМАСЫ
Студент: Мамышев Нұрбек
Мамандығы: 0902000 Электрмен қамтамасыз ету
Біліктілігі: 090203 Техник-электрик
Дипломдық жұмыстың жетекшісі: Нәдірханова Дана Таубайқызы
Дипломдық жұмыстың тақырыбы:"Жүк көтергіштігі 25 тонналық көпірлік кранның электрлік жетегін жетілдіру"
АТҚҚК бұйрығымен бекітілген
____ ____________ 2019 ж. № ________
Тапсыру мерзімі: ___________________________________ ___________________________
Жұмыстың мазмұны мен көлемі (түсіндірме, есептеу және сараптау бөлімі, теориялық және эксперименталды бөліктері немесе сұрақтардың тізбесін әзірлеу) ___________________________________ ____________________________________
___________________________________ ___________________________________ _________
Дипломдық жұмыстың материалдарың орындау:
а) ___________________________________ _______________________________________
б) ___________________________________ ________________________________________
в) ___________________________________ _______________________________________
г) ___________________________________ ________________________________________
д)___________________________________ ________________________________________
Графикалық материалдардың тізбесі (кесте, сызулар, диаграммалар және графиктер және т.б.)
___________________________________ _________________________________________
___________________________________ _________________________________________
___________________________________ _________________________________________
___________________________________ _________________________________________
Консультанттың толық аты-жөні:__________________________ ______________________
Нормоконтролердің толық аты-жөні: ___________________________________ _________
Дипломдық жұмыстың ұсынысы және күнтізбелік жоспардың орындалуы:
№
Жұмыс бөлімдерінің атаулары
пайыз
Жұмысты орындау мерзімі
жоспары бойынша
шынында
Дипломдық жұмыстың жетекшісі ___________________________________ ____________
(жетекшісің қолы)
Тапсырма орындауға қабылданды ___________________________________ ____________
(студенттің қолы)
Тапсырма берілді _____ _______________2019 ж.
Мазмұны
Кіріспе
5
І.
Технологиялық бөлім
1.1
Өндірістік қондырғыларды сипаттау технологиялық үрдістерді талдау
6
1.2
Кран механизмінің негізгі режимдері
7
1.3
Механикалық бөлігі
10
1.4
Оператор - өндірістік қондырғы әрекетінің талдауы
11
ІІ.
Конструкторлық бөлім
2
Кранның электржетегінің, қозғалтқышының және күштік түрлендіргіштің типін таңдау
11
2.1
Дипломдық жоба тақырыбы бойынша әдеби шолу
11
2.2
Автоматтандырылған электр жетектері мен автоматтандыру жүйесіне қойылатын талаптар
12
2.3
Электр жетегінің ықтимал нұсқаларын анықтау және оның тиімді жүйесін таңдау
14
2.4
Кинематикалық сызба талдауы, параметрлерін анықтау және электр жетегінің механикалық бөлімінің есептік сызбасын жобалау
15
ІІІ.
Есептеу бөлімі
3
Электр қозғалтқыш таңдау
15
3.1
Механизмнің механикалық сипаттамасын, жүктемелік диаграммасын тұрғызу және жүктеме есептеулері
15
3.2
Асинхронды қозғалтқыштың параметрлерін есептеу
20
3.3
Электр жетегінің жүктемелік диаграммасын тұрғызу
21
3.4
Қозғалтқыштың қызуын және артық жүктелу қабілетін алдын ала тексеру
25
3.5
Жиілікті түрлендіргіштің типін таңдауды негіздеу
26
3.6
Түрлендіргіштің қүштік тізбегінің параметрлерін анықтау және элементтерін таңдау
27
4
Электр жетегінің механикалық сипаттамаларын есептеу
30
4.1
Скалярлық басқару кезінде Uнfн=const заңы бойынша механикалық сипаттамасын тұрғызу
31
5
Автоматты реттеу жүйесін жобалау
34
5.1
Автоматтандырылған электр жетегінің математикалық моделін құру
34
5.2
Басқару объектісінің параметрлерін есептеу
39
5.3
Басқарушы құрылғының құрылымын және параметрлерін анықтау
39
5.4
Электржетектің динамикалық сипаттамаларын талдау
42
6
Электр жетегінің ажыратылған және тұйықталған жүйесінің жұмыс режимі
49
VII.
Еңбекті қорғау және қауіпсіздік ережелері бөлімі
7
Өміртіршілік қауіпсіздігі негізі бөлімі
55
7.1
Өрт қауіпсіздігі
55
7.2
Электр қауіпсіздігі
60
7.3
Жерге тұйықтауды есептеу
61
8
Экономикалық бөлім
62
Қорытынды
71
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі
72
Кіріспе
Жүкті көтеру және жылжыту процесін циклмен атқаратын жүк көтергіш машинасын көтергіш кран деп атаймыз. Көтергіш кран көпір, ферма, мұнара, платформа, діңгек, жебе не таған тәрізді металл құралымдардан; шығыр, тельфер, шток, рычаг сияқты көтергіш механизмнен; ілгек, траверса, қысқыш немесе шөміш секілді жүк қармағыш жабдықтардан тұрады. Құралымдық ерекшеліктеріне сай көтергіш кран бұлардан басқа қосымша қондырғылармен және механизмдермен жабдықталады. Кран құрылысының ерекшелігіне және жұмыс істеу шартына байланысты көпірлік, порттық, мұнаралық және тағы басқа болып бөлінеді. Электр машина құрылысын өндіретін цехтарда ең көп таралғаны көпірлік крандар. Оладың көмегімен ауыр дайындамаларды, бөлшектерді және машина түйіндерін көтеріп-түсіру, сондай-ақ цехтын ішімен жылжытулар орындалады.
Электр крандарында электрқозғалтқыш, іске қосу және реттегіш кедергілер, тежегіш электромагниттер, контроллерлер, қорғаныш, іске қосуды реттегіш, сигналдық, тосқауыл және жарық беретін аспаптар, шеткі ағытқыш пен тоқ жалғағыш орнатады. Кранға қуат көзі не құрылыстық конструкцияларда қозғалмайтындай етіп бекітілген тройллерлі өткізгіштер және кранда бекітілген тоқ жалғағыш арқылы, не иілгіш кабель көмегімен жіберіледі. Электрқозғалтқыштар, кран электрөткіштері мен аппараттары қоршаған орта жағдайларына сәйкес құрастырылады.
Соңғы уақыттары Қазақстандағы, сондай-ақ, шетелдегі металлургия кәсіпорындары мен олардан тыс жерде кран шаруашылығында жиілігі реттелетін электржетегін пайдалануда тұрақты беталыс байқалуда. Мұны келесідей түсіндіруге болады. Кран шаруашылығында реттелетін жетекті пайдалану кранды жылдамдату бөлігіндегі ыңғайлы жұмыс істеу көрсеткіштерін әжептеуір жоғарылату мүмкіндігін береді. Өз кезегінде, жиілігі реттелетін жетегімен қамтамасыз етілетін біркелкі ауыспалы үрдістері жетектің кинематикалық тізбегінің элементтеріндегі динамикалық салмақтың айтарлықтай төмендеуіне алып келеді, бұл кранның механикалық жабдығының сенімділігін және оның ұзақ мерзімді жұмыс істеуін арттыруға қолжеткізеді, редукторды, арқанды жүргізу барабанын, тежегіш қалыбын, электрқозғалтқышын және кранды жаңғырту кезіндегі өзге элементтерді ауыстыру қажеттігі болмайды.
Осы жобаның мақсаты - жүк көтерімділігі 25 тонна көпірлік кранының көтеру механизмінің электржетегін жетілдіру болып табылады.
Түсіндірме жазбасында технологиялық үрдістің сипаттамасы, қозғалтқышты таңдау және жүктемелік диаграмманың есептелуі, жиіліктік түрлендіргішті таңдау, автоматты реттеу жүйесін әзірлеу және есептеу, көпір кранының басты көтеру механизмін автоматты басқару сұлбасын әзірлеу көрсетілген. Түсіндірме жазбаның аяғында жобаның экономикалық мақсатқа лайықтығының, қауіпсіздігі мен экологиялығының талдауы келтіріледі.
1 Технологиялық бөлім
1.1 Өндірістік қондырғыларды сипаттау және технологиялық үрдістерді талдау
Көпірлік кран - көпірі жер үстіндегі рельсті кран жолына тіреледі, ал жүк тартатын құралы көпір бойын жылжитын жүк арбашасына немесе электроталдарға ілінеді. Жалпы тағайындалудағы көпірлік крандар жүк көтергіштігі 320 т дейін жасалады, арнайы тағайындалудағылар - 630 т дейін, аралығы - 60 м, аралық биіктігі - 50 м. Жалпы тағайындалудағы көпірлік крандар жабдықты жөндеу кезінде, жөндеу жұмыстарының өндірісінде, басты өндіріс цехтарында технологиялық жұмыстар үшін, қоймаларда, асқын жүктелу жұмыстары кезінде қолданылады.
Көпірлік кранның металл құрылымы екі басты бөліктерден тұрады: көпір және арбашадан. Көпір өндірістік бөлме немесе қоймалардың жұмыс аралығын жауып тұрады. Ол екі негізгі және екі ақырғы бөренелерден тұрады. Жүру механизмінің жүріс доңғалақтары арқылы көпір жер үстіндегі крандық рельстерге тіреледі. Соңғылары ғимараттар бағанасы консольдарында немесе крандық эстакадада жөнделген кран астындағы бөренелерде бекітілген. Доңғалақтар ауыстыратын механизм арқылы бір немесе екі электр қозғалтқыштарымен келтіріледі. Крандардың жүріс доңғалақтары екі ребордалық немесе тік бағытталған аунақшамен ребордасыз болып екі түрде орындалады. Негізгі бөренелерде өзінің жетегінің көмегімен арбалар жылжитын рельстер бекітілген. Оның жақтауында жүк көтеретін бір немесе екі механизм орналасқан, ол механизмдердің әрбірі ілгіш ілгектерден, арқандық полиспасттан, барабаннан, ауыстыратын механизмнен, тежегіш пен электр қозғалтқыштан тұрады. Кран механизмдерімен көпірдің металл құрастырылымына ілінген кабинадан басқарады, ол жұмыс қауіпсіздігі мен ең жақсы шолудың болуына мүмкіндік береді, ал қажетті кезде - арбада (кран аралығы бойында автономды жылжуға мүмкіндік береді).
Кран жұмысы кезінде кранның, арбаның және ілміштің қозғалыс бағыттары әрдайым алмасып тұрады. Көтеру механизмінің жұмысы жүкті көтеру және түсіру кезеңдері мен бос ілгішті көтеру мен түсіру кезеңдерінен тұрады. Кранның өнімділігін ұлғайту үшін бірнеше операцияларды қоса атқару қолданылады, мысалы бір уақытта кран мен арбаларды қозғалту. Жүкті ілгішке ілу және ілгішті босату уақытында қозғалтқыш өшірулі болады және көтеру механизмі жұмыс істемейді.
Тағайындалуы бойынша әртүрлі жүккөтергіш машиналарды үш негізгі топқа біріктіруге болады:
1. Әмбебап жүккөтергіш машиналар - жүк арқанында ілгіш ілмек көмегімен әртүрлі жүктерді көтеру мен жылжыту үшін қызмет көрсететін крандар, жүкарбалар, тали;
2. Өндірісте, көлікте және құрылыста белгілі технологиялық операцияларды орындау үшін арналған жүккөтергіш машиналар;
3. Машина жабдықтарының жылжуымен байланысты құрылыс, монтаж және жөңдеу жқмыстарын орындау үшін арналған крандар.
Өз кезегінде, жүккөтергіш машиналар жұмыс шарттары бойынша шартты түрде келесідей топтарға бөлуге болады:
1. Қайталанылатын-қысқа уақытты режімде бөлмелерде жұмыс істеу үшін қолданылатын әмбебап тағайындалудағы машиналар және орташа жұмыс істеу ұзақтығы тәулігіне 16 сағатқа дейін;
2. Қайталанылатын-қысқа уақытты режімде бөлмелерде жұмыс істеу үшін қолданылатын әмбебап тағайындалудағы машиналар және орташа жұмыс істеу ұзақтығы тәулігіне 8 сағаттан 24 сағатқа дейін;
3. Қайталанылатын - қысқа уақытты режімде бөлмелерде де, сондай-ақ ашық ауада да қолданылатын белгілі технологиялық операцияларды орындау үшін арналған машиналар және жұмыс істеу ұзақтығы тәулігіне 24 сағатқа дейін;
4. Жалпы жылдық жұмыс істеу сағаттар саны 500 сағаттан аспайтын қысқы уақытты және қайталанбалы - қысқа уақытты режімдерде қолданылатын бір реттік және мезгілдік жүккөтергіш операцияларды орындау үшін арналған машиналар.
Әмбебап жүккөтергіш машиналар жүктеме бойынша пайдалану шарттары мен жұмыс уақытын ескере отырып жасалынады, сонымен қатар операцияларды жүргізу қарқындылығы, операциялардың жауапкершілік деңгейі және бірнеше орташаланған пайдалану категорияларымен байланысты қосымша ескере отырылып жасалынады.
1.2 Кран механизмінің негізгі режимдері
Белгілі технологиялық операцияларды орындау үшін арналған механизмдер, сонымен қатар мезгілдік жұмыстарды орындау үшін арналған механизмдер өздерінің тағайындалуларына сәйкес әбден белгілі пайдалану шарттары болады. Жүккөтергіш машиналардың барлық жұмыс істеу режімдерінің әркелкілігін жүйелеу мақсатымен Мемгортехнбақылау машиналық жетекпен механизмдердің жұмыс істеу режімдерінің келесідей категориясын орнатты: жеңіл - Ж; орташа - О; ауыр - А; өте ауыр - ӨА.
Соңғы уақытта технологиялық кешендер үшін арналған крандар қатары Мемлгортехбақылау қолданыстағы классификациялаумен анықталған ӨА режімімен салыстыру бойынша электр жетегінің күрделірек жұмыс істеу режімінде пайдалану үшін жобаланады. Бұл режім қосылу ұзақтығымен сипатталады ПВ=100% дейін, қосылу саны сағатына 600 және жоғары. Бұл жағдайлар үшін жаңа режім категориялары енгізіледі: аса ауыр - АА. Қазіргі уақытта АА режімдерін қоса, бес режім категориясын қарастыратын стандарт болады.
Жүк жылжыту жылдамдығы механизмдердің өнімділігі мен қуатын анықтайды және жүк көтеру операцияларының орындалу тиімділігін ескереміз, яғни кран механизмінің ең төмен бастапқы құны кезінде қажетті уақытты алу. Оңтайлы жылдамдықты таңдау маңызды міселе болып табылады, оның қажетті шешімін тек өнімділік факторларын, энергия шығындалуын, жылдамдықты реттеу мүмкіндігі мен тиімділігін, сонымен қатар реттеу жүйесінің техника-экономикалық бағасын ескере отырып таба аламыз.
Соңғы жылдарда тез жүретін жүккөтергіш машиналардың жылдамдық параметрлерін оңтайландырумен байланысты зерттемелер жүргізілді. Осы зерттемелер жүргізу нәтижесінде белгілі шекке дейін машинаның жылдамдығын жоғарлату кезінде машинаның өнімділігі жылдамдықпен бірге өсетіні орнатылды, бірақ жылдамдықтың ары қарай жоғарлатуы кезінде екпін уақыты ұлғаюы мен кран механизмдерінің тежелуінен өнімділік төмендеуі болып қалуы мүмкін.
Жылдамдық параметрлері талдауының көрсетуі бойынша әрбір механизм түрі үшін (көтеру, бұрылыс және тік жылжу) жылдамдық шектері болады, ол шектерден асу жөнсіз болады.
Жүккөтергіш механизмдердің жылдамдығы келесі сілтемелерден шыға таңдалады:
1. номиналды жылдамдық технологиялық үдеріс шарттарымен анықталады, яғни циклдің орындалу уақытымен;
2. номиналды жылдамдық қоректендіретін торап қуатымен шектеледі немесе белгілі мөлшердегі жетектік қозғалтқышты орнату мүмкіндігімен шектеледі;
3. номиналды жылдамдық механизмнің берілген минималды жылдамдығы кезінде реттеу диапазонының функциясы болып табылады.
4. Номиналды жылдамдық ең аз энергия шығыны кезінде ең үлкен өнімділікті қамтамасыз етуі қажет.
Барлық аталған жағдайлар үшін, біріншіден басқа, жылдамдықтың шектік мәні белгіленген шамадан аспауы керек, ал төртінші жағдай үшін бұл шама ізделініп отырған шама болып табылады. Бірінші жағдай үшін жылдамдық кез келген қажетті шама бола алады, бірақ сонымен қоса жылдамдықтың белгілі шамаларынан асатын болса, егер оған арнайы реттеу параметрлерімен жүйе қолданылмаса, онда операция уақыты қысқармайды.
Номиналды жылдамдық таңдау кезінде кейде әртүрлі жүк өңдеу технологиясымен анықталатын минималды жылдамдық шешуші шама болып табылады. Қазіргі уақытта көптеген жүкті қайта өңдеу технологиялық үдерістері үшін жүктің дәлдігін орнату мақсатымен минималды жылдамдықтардың оңтайлы шамалары алынды. Осы шамаларды қолдана отырып, берілген номиналды жылдамдық кезінде жылдамдық реттеудің қажетті диапазонын орнату немесе белгілі және жетерлік реттеу диапазоны үшін номиналды жылдамдықты таңдау.
Аралық тиянақталған жылдамдықты таңдау, ең алдымен, адам қабілеттерінің көрші тиянақталған жағдайлардан жылдамдық айырмашылығын қабылдауынан тәуелді болады және осы айырмашылықты қабылдау негізінде келесі басқару операцияларын жасағандықтан тәуелді болады. Тәжірибеле көтеру механизмінің жылдамдық өсіру сатысының шамасы орнатылған. Максималды және минималды жылдамдық арасының аралығында тік жылжу механизмінің жылдамдығын реттеу әдетте екпін қарқындылығын өзгерту немесе қажетті үдетуді ескере тежеу жолдарымен жүзеге асады.
Жүккөтергіш машиналардың өнімділігі мен бір сағатта қосылу саны жылдамдық параметрлерімен тығыз байланысты. Машина өнімділігі жүкті қайта өңдеу бойынша операцияның аяқталу уақытына сәйкес. Жүктің белгілі қозғалыс траекториясы кезінде бір операцияның қысқару уақыты машинаның өнімділігінің жоғарлауын білдіреді. Әрбір машинада жүк көтеру операцияларын жүргізу циклдерінің нақты немесе шартты түрлерін таңдай алады.
Жүк көтеру операциясының толық циклі дегеніміз - жүкті ілмектеу, арқанның босандау жерін таңдау, жүкті көтеру және оны қажетті жерге жылжыту, түсіру және жүкті орнату, жаңа операцияның басталуы үшін оны ілмектен шығару. Сонымен қатар жүк көтергіш құрылғының механизмі қажетті минималды міндетті қосылу санын қажет етеді. Бірақ әртүрлі себептермен цикл бойында реттеу жүйесінің жетілмегендігінен, иілгіш ілгіште жүктің теңселуінен, жеткіліксіз басқару тәжірибесінен және т.б. байланысты себептерден оператор қосымша қосу қатарын жүргізеді. Сондай қосымша қосулар саны 2-4 есе қажетті қосу санынан артық болуы мүмкін.
Жүккөтергіш машиналардың жоғары тиімді өңдеулерінің маңызды міндеті болып, нақты қосылу санын минималды қажетті қосылу санына жақындату болып табылады. Қазіргі уақытта ең сапалы реттеу жүйелері минималды қажетті қосылу санынан орташа қосылу санымен операциялар тек 1,5 есе көп қылып қамтамасыз етуге мүмкіндік береді, ал сол уақытта ең үлкен массалық параметрлік реттеу жүйелері бір жүк жылжыту циклінде 20-30 дейін қосылуды қажет етеді, ол қажетті минималды қосылу санынан 5-6 есе көп. Әртүрлі механизмдерде сағатына қосылулар саны Ж режімі кезінде 40-60 бастап; 500-600 дейін - ӨА режімі үшін. Тұрақты жылдамдықтарды, олардың кең өзгеру диапазонымен қамтамасыз ететін басқару жүйесі өндірісінің құрастыруы мен меңгеруі кезінде біруақытылы өнімділіктің өңдеу жұмыстарын көтерген кезде механизмдердің қосылу санының төмендеуінің жалпы үрдісі басталады.
Берілген жобада біз екібөренелі көпірлік кранды таңдаймыз, ол жүк көтергіштігі 25 тоннаға дейін орташа жұмыс істеу режиміне жатады, ол жөңдеу-механикалық және құрастыру цехтарына жүкті көтеру мен жылжытуды келесідей жұмыс циклі бойынша жүзеге асырады:
. есептік биіктікке номиналды жылдамдықпен номиналды жүкті көтеру;
. үзіліс (берілген орынға жүкті жылжыту);
. номиналды жылдамдықпен нөлдік белгіге есептік биіктіктен номиналды жүкті түсіру;
. үзіліс (жүкті түсіру);
. жоғары жылдамдықпен есептік биіктікке бос ілгішті көтеру;
. үзіліс (бастапқы орынға кранды жылжыту);
. жоғары жылдамдықпен нөлдік белгіге есептік биіктіктен бос ілгішті жіберу;
. үзіліс (жүктеу).
1.3 Механикалық бөлігі
1. Машинист кабинасы; 2. Кранды рельстер; 3. Қозғалғыш дөңгелектер; 4. Ақырғы бөрене; 5. Иілгіш кабель; 6. Жүк көтергіштің жанама механизмі: 7. Жүк көтергіштің негізі механизмі; 8. Крандық арба (тележка); 9. Иілгіш кабельді ілуге арналған сым; 10. Троллерге кызмет көрсету ауданы; 11. Негізі бөрене; 12. Арбаның жылжу механизмі; 13. Көпірдің жылжу механизмі
1 сурет - Көпірлік кранның жалпы көрінісі
Кранның құрылмасы (1 - суретіне қараңыз) көпірден тұрады, оның рельстері бойынша жүк тіркемесі жылжыйды; 2 - Кранды басқару краншының кабинасынан жүргізіледі; 3 - ол көпірдің жұмыстық алаңының астында орналасқан. Кранды жабдықтайтын троллейлер мен тоқ қабылдағыштарына қызмет көрсету үшін троллейлерге қызмет көрсету кабинасы қарастырылған; 4 - көпірде орналасқан және краншы кабинасындағы электр жабдықтары; 5 - тіркемелер кранның механизмдерін басқаруға арналған. Жүк тіркемесінің тоқ жетегі иілгіш кабелі; 6 - ол монорельстері бойынша орнын ауыстыратын кареткаларға асылған.
Кранның көпірі жартылай екі көпірден тұрады, оның әрқайсысының салмағы төрт жүріс дөңгелегіне біркелкі беріледі. Жартылай көпірлері бір -бірімен ауыспалы бөренелері арқылы топсалы қосылған. Көпірді жылжыту жетегі - бөлек. Көпір ауыспалы алаңдарымен, сатымен, буфермен жабдықталған.
1.4 Оператор - өндірістік қондырғы әрекетінің талдауы
Оператордың өндірістік қондырғымен әрекеттесуі кабинада және қашықтықта орналасқан басқару панелімен жүзеге асырылады. Авариялық тоқтату түймешігі көмегімен кранды сөндіруді жүзеге асырамыз. Басқару пульті өзімен символдары жазылған түймешіктері бар блокты құрайды.
Крандық механизмдермен басқару жүйесі оператордың үздіксіз бақылауында болатын құрылғылар категориясына жатады, яғни бұл жүйелерде операциялардың басталу кезеңі, жылдамдық параметрлері және операциялардың аяқталу кезеңдерін таңдау операциялары механизмді басқаратын адаммен жүзеге асырылады. Өз кезегінде басқару жүйесі қалаулы жылдамдық параметрлерін орындау үшін қажетті қосылу реттілігін қамтамасыз ету қажет, сонымен қоса, шамадан артық жүк тиеуді алдын алу және қажетті қорғанысты қамтамасыз ету.
2 Кранның электржетегінің, қозғалтқышының және күштік түрлендіргіштің типін таңдау
2.1 Дипломдық жоба тақырыбы бойынша әдеби шолу
Өндірістік үдерісінің кешендік механизациялау мен автоматтандыруды, жүкті тиеу - түсіру қол жұмыстарын жоюды жүзеге асыруда маңызды рөл көтергіш-көліктік машина жасауға жатады. Артық жүкті тиеу жұмыстары кезінде ауыр еңбектің едәуір қысқаруы ең алдымен жүк тартатын операцияларды автоматтандыру, жүктерді дәл орнату, сонымен қатар жүккөтергіш машиналармен басқару үдерістерін автоматтандыру жолымен жүзеге асырылады. Осы міндеттер электр жетегі көмегімен шешілетін болғандықтан, заманауи электр жетектерін жетілдіру және енгізу мәселесі әрдайым өсіп тұрады.
Қазіргі уақытта крандық электр жетектерінде толықтай тиристорлық реттеу жүйелері кең қолданыс тапты, сондай-ақ әртүрлі басқарылмайтын және басқарылатын жартылай өткізгіштік түзеткіштер, сонымен қатар механизмдерді жылжыту жылдамдығының айтарлықтай жеткілікті басқаруымен салыстырмалы аз шығындарда жүйелерді алуға мүмкіндік беретін жеке күштік жартылайөткізгіштік аспаптар кең қолданыста болады. Эксплуатациялық қызметкерлерді қысқарту үшін жүккөтергіш машиналарды басқаратын жүйені қолданады, соның ішінде крандармен, радиоканалдар бойынша (қашықтықтан). Бұл жүйелерде максималды әсер сондай-ақ жылдамдықты тұрақты қамтамасыз ету кезінде жетеді.
Механизмдер мен электр жабдықтарын жүктеуінің жаңа классификациялауы енгізілгенін ескере крандар үшін электр жабдықтарын таңдаудың жаңа әдістеріне басты назар аударылады, сонымен қатар жаңа басқару жүйелеріне, радиоканал бойынша басқарумен қоса, және әртүрлі жылдамдықты реттеу жүйелеріне көп назар аударылады.
Көпірлік крандарды көтеру механизмі белсенді жүктемемен циклдік әрекеттегі механизмдерге жатады. Жалпы жағдайда осы механизмдердің жұмыс істеу циклі технологиядық үдеріспен анықталады, бірақ жетектік қозғалтқыштарды таңдауда динамикалық режімдер едәуір әсерін тигізеді: жіберу, реверс, тежелу.
Отандық өндіріспен жасалатын жүккөтергіш машиналардың басым көпшілігінде электрлік жетек механизмі болады, және сондықтан осы машиналардың әрекет тиімділігі мен өнімділігі айтарлықтай деңгейде крандық электр жабдықта қолданылатын сапалық көрсеткіштерден байланысты болады. Соңғы уақыттарда заманауи крандық электр жетектері құрылымы мен пайдаланылатын басқару жүйелерінде едәуір өзгерістерді басынан өткізді.
Жалпы тағайындалудағы салмағы үлкенірек крандар үшін қысқа тұйықталған қозғалтқыштар негізіндегі электр жетектері кең қолданысқа ие болып бастап жатыр, крандардың едәуір бөлігі еденнен басқарумен жасалады, ал ауыр жұмыс режімдерін орындауға арналған тез жүретін крандар жылдамдықты терең реттеуді, іске қосу бірқалыптығы мен әрдайым энергия қорларын үнемдеуге қойылатын жоғары талаптар кезінде тежелуді қамтамасыз ететін әртүрлі тиристорлық жүйелермен жинақталады.
Жүккөтергіш крандардың көпшілігі жүктерді қайта өңдеу кезінде әрдайым ауысып тұратын пайдалану шарттарымен сипатталады, және сондықтан өзінің құрамында электр жетектері бар крандар механизмі әрдайым түрі өзгеріп тұратын жүктермен жұмыстарға, салмағы, мөлшері, пішіні бойынша әртүрлі және өндірістік бөлме немесе ашық жүк алаңдарындағы шарттарға максималды деңгейде дайын болуы қажет.
Кез келген крандық электр жетектерінің аса кең жүктеме өзгеру диапазондарының жетектік электр қозғалтқыштарын, басқару және қорғаныс аппаратураларының есептік параметрлерін таңдауға ерекше амалын талап ететін ең негізгі факторлардың бірі болып табылады.
2.2 Автоматтандырылған электр жетектері мен автоматтандыру жүйесіне қойылатын талаптар
Электр жетегінің құрылымын таңдау кезінде технологиялық үдерістердің ерекшелігін, сенімділік талаптарын, басқарудағы икемділігін, жөндеу ыңғайлылығын ескеру қажет. Көп жағдайларда операторлармен басқарылатын көпірлік крандарды көтеру механизмінің электр жетектеріне олардың пайдалану қарапайымдылығы мен қажетті жылдамдықты реттеу диапазонын қамтамасыз етудегі сенімділікке қатаң талаптар қойылады. Номиналды жүкті көтеру - түсіруді реттеу диапазоны жүкті түсіру кезіндегі минималды жылдамдықпен анықталады. Бұл диапазонның шамасы технологиялық үдеріс пен кранның номиналды жүккөтергіштігінен тәуелді болады. Сонымен,орташа жұмыс істеу режімімен жүккөтергіштігі 25 тоннадан артық крандар үшін реттеу диапазоны D=25:1, сонымен қатар бос ілгішті көтеру мен түсіру кезіндегі жылдамдық номиналды жүкті көтеру кезіндегі жылдамдықтан қарағанда 1,5-2 есе артық болуы керек. Берілген кластағы электр жетектері үшін маңызды талаптардың бірі болып, өтпелі процесс кезінде жылдамдықтың бірқалыпты өзгеруі болып табылады, шұғыл жұлқынуды төмендетеді, және сәйкесінше жүктің теңселу амплитудасын төмендетеді.
Белгіленген талаптарды орындау үшін электр жетегімен басқару жүйесі жартылай немесе толық автоматтандырылған болуы керек, әсіресе өтпелі режімде жұмыс істеу кезінде.
Көпірлік кранның электр жетегі жүйесіне қойылатын басты талаптарды келесідей қалыптастыруға болады:
Бірінші контроллердің көтеру күйлерінде қозғалтқыш номиналдыдан 90% қоректенетін тораптан жүктеме кезінде номиналды жүктің түсу мүмкіндігі болмауы үшін іске қосу моментін жетілдіру қажет және сол уақытта қалаулы минималды жылдамдық ең аз жүктеме кезінде номиналды шамадан 30% аспауы қажет.
Жылдамдықты төмендету бағытында контроллер пәрменінің тұтқасын жылжыту кезінде соңғысы тіпті қысқа уақыт аралығына да жоғарламауы қажет. Механикалық тежелудің кешігуі кезінде түсіру жылдамдығы кішкене жоғарламауына алып келмеуі керек. Бұл бірінші кезекте бірінші күйден нөлдік күйге ауыстыруына жатады.
Электрлік тежелу жүйесі жүйенің қауіпсіз баяулауды қамтамасыз ететін қажетті қоры болуы керек, номиналдыдан 125% тең, қоректендіру торабының кернеуі кезінде номиналдыдан 90% болуы керек.
Жүк қозғалысы аппарат пәрменімен орнатылатын бағытта ғана жүруі қажет, тіпті сызбадағы ақаулықтар кезінде де. Соңғы жағдайда жүкті қимылсыз қалдыруға болады.
Крандық механизмдер үшін электр жетек жүйесін таңдау салыстырмалы көрсеткіштерді талдау негізінде жүзеге асырылады.
Электр жетегінің экономикалық бағалауы бастапқы шығындармен байланысты минималды шығындар, жөңдеуге жұмсалатын эксплуатациялық шығындар, сондай-ақ күрделі жөндеу жұмыстарына дейінгі (10 жыл) пайдалану мерзімі кезінде крандық механизмдердің екпіні мен тежелуіне тораптан пайдаланатын энергия шығындары ұстанымдарында негізделуі керек.
Экономикалық бағалау белгілі әдістеме бойынша есептеу негізінде жүзеге асуы мүмкін. Ең жақсы экономикалық көрсеткіштерге ие болатын жүйе таңдалады. Егер салыстырылып отырған жүйелердің экономикалық көрсеткіштері жақын болса (айырмашылықтар 15% аспайтын болса), онда массагабариттік көрсеткіштер мен электр жабдықтарын орналастыру шарттары бойынша қосымша бағалау жүргізіледі. Жүктеменің активті момент әрекеті кезінде сенімді тежелуді қамтамасыз ету көтеру механизмінің электр жетегіне қойылатын елеулі талап болып табылады. Сонымен қоса, Қуат үнемдеу мақсатында рекуперативті тежелуді пайдаланған жөн болады, әсіресе 30 кВт жоғары қозғалтқыш қуаттылығы кезінде.
2.3 Электр жетегінің ықтимал нұсқаларын анықтау және оның тиімді жүйесін таңдау
25: 1 жоғары жылдамдықты реттеу диапазонымен реттелетін крандық электр жетектері үшін келесідей ең көп қолданылатын электр жетек жүйелері:
1. Кернеудің тиристорлық түрлендіргіші-қозғалтқыш жүйесі (КТТ-Қ);
2. Кернеудің тиристорлық реттеуіші-асинхронды қозғалтқыш жүйесі (КТР-АҚ);
3. Жиілікті түрлендіргіш-асинхронды қозғалтқыш жүйесі (ЖТ-АҚ);
4. Энергияның сырғу рекуперациясыз түзелген токтың тізбегіндегі асинхронды қозғалтқыш пен импульсті реттегішімен жүйесі (АҚ-ИР);
5. Торапқа энергияның сырғуы рекуперациясыз түзелген токтың тізбегінде асинхронды қозғалтқыш пен асинхронды қозғалтқыш пен импульсті реттегішімен жүйесі (АҚ-ИР-И).
Бұл жұмыста аталған электр жетегінің крандық жүйелерінің энергетикалық және экономикалық көрсеткіштерінің салыстырмалы талдауы орындалған. Айта кететіні, технологиялық циклде бірлік механикалық жұмысты орындау кезінде электр энергиясын аз тұтынатын электр жетек жүйесі тиімдірек болып саналады.
Кранның жұмыс істеу цикліне жүкті көтеру, оны қажетті арақашықтыққа жылжыту, жүкті түсіру және ілмектеу үшін үзіліс кезеңдері жатады. Стандартты қосылу ұзақтығы ҚҰ=40% берілген, және де жұмыс істеу циклінде жылдамдығы төмендетілген қозғалыс аумағы да бар.
Электр жетек жүйесінің пайдалану тиімді шектерін анықтау кезінде салыстырылып отырған жүйелердің тек қана энергетикалық көрсеткіштерін ғана бағаламай, сонымен қатар жылдық келтірілген шығындарды да бағалау қажет.
Біздің қарастырып отырған кран жөндеу-механикалық және құрастыру цехтарында жүкті көтеру мен жылжытуды жүзеге асырады, жүккөтергіштігі 25 тоннаға дейін, 30 кВт жоғары көтеру механизмінің қозғалтқыш қуатымен және D=25:1 реттеу диапазонымен орташа жұмыс істеу режіміне жатады, баяндалған деректер негізінде ЖТ - АҚ жүйесін көпірлік кранды көтеру электр жетегінің тиімді жүйесі ретінде қабылдауға болады.
Бұдан басқа, ЖТ - АҚ жүйесі басқа электр жетек жүйелерінен қарағанда қашықтықтан телемеханикалық басқаруды орындау үшін жақсырақ бейімделген.
2.4 Кинематикалық сызба талдауы, параметрлерін анықтау және электр жетегінің механикалық бөлімінің есептік сызбасын жобалау
Жобаның техникалық берілгендері:
Көтерудің максималды биіктігі Hmax=8 м
Номиналды жылдамдық Vном=0,13 мс
Ілгіш массасы mк =600кг
Барабан диаметрі DБ=0,64м
Полиспаст еселілігі j=26
Редуктордың берілісті саны j=32,4;
Барабанның инерция моменті JБ=1200 кг∙м2
Берілістің номиналды ПӘК-і ηп.ном =85%;
Ілгіш жылдамдығы νk =2νном; ПВ=40%.
Жүк көтергіштігі 25 тонна
Жүкті көтеру механизмі (сурет 2) ілетін ілгіштер, полиспастан, барабаннан, табыстау қондырғыларынан (редуктор, муфт, біліктерден) тежегіш және электр қозғалтқышынан тұрады. Механизм түйіндері кранның металл құрастырылымында монтаждалған. Жүктік арқан блоктардан түскеннен қатты және жылжитын шектеуіштермен сақтанады.
1- электр қозғалтқыш; 2- муфта; 3- тежегіш; 4- редуктор; 5- барабан; 6- полиспаст
2 Сурет - Көтеру механизмінің кинематикалық сұлбасы
3. Электр қозғалтқыш таңдау
3.1 Механизмнің механикалық сипаттамасын, жүктемелік диаграммасын тұрғызу және жүктеме есептеулері
Механизмнің технологиялық параметрлері:
көтерудің номиналды жылдамдығы - 0,13 мс;
көтерудің максимальды биіктігі - 8 м;
қосу ұзақтығы (ПВ) - 40%.
Технологиялық процес ілмек көтеруден, жүктеу, жүкті түсіруден, жүкті биіктікке көтеруден, жүкті төмен түсіруден, жүк түсіруден тұратын жүйені құрайды.
Жүкті түсіру кезіндегі статикалық қуаты:
(2.1)
мұндағы mk - ілмек массасы, кг;
mном - номинальды жүк массасы, кг;
vном - көтерудің (түсірудің) номинальды жылдамдығы, мс;
ηном - номинальды ПӘК;
g - еркін түсу үдеуі, мс[2].
Жүкті көтеру кезіндегі статикалық қуаты:
; (2.2)
Ілмекті көтеру кезіндегі статикалық қуаты:
, (2.3)
п - беріліс ПӘК-і, жүк салмағына және кинематикасына байланысты, келесі формула бойынша анықталады:
, (2.4)
мұндағы - коэффициент, 0,07 тең деп қабылдаймыз;
kз - жүктеу коэффициенті.
. (2.5)
Ілмекті түсіру кезіндегі статикалық қуаты:
. (2.6)
Технологиялық процестің орындалу уақытын есептейміз:
; (2.7)
; (2.8)
. (2.9)
Кезең уақытын есептейміз:
; (2.10)
. (2.11)
tц =481,6 с = 8,03 мин ˂ 10 мин болғандықтан, жұмыс режимі қысқа уақытты-қайталанбалы болады.
Жалпы үзіліс уақыты:
; (2.12)
. (2.13)
t01 = t03 = 72 с, t02 = t04 = 72 с тең деп қабылдаймыз.
Алынған мәліметтер бойынша механизмнің жүктемелік және жылдамдықтық диаграммасын тұрғызамыз.
3 сурет - Механизмнің жүктемелік және жылдамдықтық диаграммасы
Эквиваленттік қуатты анықтаймыз. Жұмыс кезіндегі экваленттік статикалық қуат:
; (2.14)
Қосу ұзақтығы ПВ=100% болғандағы қуатын анықтаймыз:
. (2.15)
Қозғалтқыштың есептік қуаты:
, (2.16)
мұндағы Кзап=1,05 - қор коэффициенті.
Редуктордың беріліс санының формуласынан nном анықтаймыз:
. (2.17)
Қозғалтқыштың есептік жылдамдығы:
. (2.18)
Рн Ррасч шартын қанағаттандыратындай етіп қозғалтқыш таңдаймыз. 4А250S10У3 типті айналу жылдамдығы nо=600 обмин. болатын қозғалтқыш таңдаймыз. Таңдалған асинхронды қозғалтқыштың параметрлері 1 кестеде келтірілген.
1 кесте - Қозғалтқыш параметрлері
Аты
4А250S10У3
Номиналды қуаты, кВт
30
Номиналды айналу жиілігі, обмин
600
ПӘК, %
88
Қуат коэффициенті
81
Кернеуі, В
380220
Максималды момент еселігі,
1,9
Іске қосу момент еселігі
1,2
Қозғалтқыштың инерциялық моменті, 10[-3] кг∙м[2]
1,36
Жүргізу тоғының номинал токқа қатынасы
6
Шектік сырғанауы, %
1,9
Асинхронды қозғалтқыштың орын басу сұлбасының параметрлері:
Х[*]u=2,3 о.е. индуктивті кедергі;
R[*]1=0,056 о.е. статор орамасының активті кедергісі;
Х[*]1=0,11 о.е. статор орамасының индіктивті кедергісі;
R[*]2=0,023 о.е. ротор орамасының активті кедергісі;
Х[*]2=0,17 о.е. ротор орамасының индуктивті кедергісі.
Т-тәрiздec oрынбaсy сұлбaсы мeн элeктp мaшинaлapдың жинaқтaлғaн динaмикaлық cұлбacы нeгiзiндe қысқaшa тұйықтaлғaн pотоpлы aсинxpoнды қoзғaлтқыштың жәнe динaмикaлық мoдeльдi өңдey мaтeмaтикaлық cипaттayмeн opындaлады. Ол 4 суретте көрсетілген.
4 сурет - Т-тәріздес орынбасу сұлбасы (асинхронды қозғалтқыштың)
3.2 Асинхронды қозғалтқыштың параметрлерін есептеу
Фаза кедергісі, Ом
(3.1)
мұндағы - статордың фазалық номиналды тогы, А
(3.2)
; (3.3)
; (3.4)
Қысқа тұйықталу кезіндегі индуктивті кедергі, Ом
. (3.5)
3.3 Электр жетегінің жүктемелік диаграммасын тұрғызу
Электр жетегінің жүктемелік диаграммасы қозғалтқышты қызуға және жүктелу қабілеті бойынша алдын ала тексеруге пайдаланылады. Бірінші электр жетектің жалпы инерция моментін ілмектің көтерілу (J2) және жүктің көтерілуі (J1) анфқтаймыз.
Шектеу мақсатында динамикалық жүктемелерді қамтамасыз ету, сенімді ілінісу қозғалыс механизмдерін рельстермен және арқандардың шкивті " көтергіш, сондай-ақ қалыптастыру талап етілетін өтпелі процестерді жеделдету тетіктерін шектеледі. Сызықтық үдеуді адоп = 0,2 мс2 деп қабылдаймыз.
Қозғалтқыштың номиналды жылдамдығы:
. (3.6)
Келтірілген радиусы:
. (3.7)
Рұқсат етілген бұрыштық үдеу:
. (3.8)
Барабанның энерция моменті берілген: Jб = 1200кг∙м[2]
Жүк көтеру кезіндегі электр жетектің инерция моменті:
; (3.9)
мұндағы δ= 1,2 механизмнің айналмалы бөліктерін ескеретін инерция моменті коэффициенті.
Ілгішті көтеру кезіндегі электр жетегінің инерция моменті:
. (3.10)
Жүкті көтеру және түсіру кезіндегі үдету уақыты:
; (3.11)
. (3.12)
Мдин электр жетегінің динамикалық моменті жылдамдықтың сызықтық заңының өзгерісімен анықталады.
. (3.13)
Электр жетегінің динамикалық моменті:
Әр интервалдағы қозғалтқыштың жүктемелік диаграмма моментін келесі формула бойынша есептейміз:
; (3.14)
Циклдің барлық кезеңдеріндегі статикалық моменттерді есптейміз:
; (3.15)
; (3.16)
; (3.17)
. (3.18)
Ілмекті жеделдету және түсіру кезіндегі электр магниттік момент:
; (3.19)
. (3.20)
Тұрақты жылдамдықпен ілмекті төмендету электр магнит моменті:
Ілмекті тежеу және төмендету кезіндегі электр магниттік моменті:
Жеделдету және жүкті көтеру кезіндегі электр магниттік моменті:
Тұрақты жылдамдықпен жүк көтеру кезіндегі электр магниттік момент:
Ілмекті тежеу және көтеру кезіндегі электр магниттік моменті:
М6=Мс.гр↑-Мдин1=728,77-234,8=493,97 Н∙м;
t6=tm.гр↑=0,65с.
Жеделдету және жүкті түсіру кезіндегі электр магниттік моменті:
М7=Мс.гр↓-Мдин1=597,59-234,8=362,79 Н∙м;
t7=tm.гр↑=0,65с.
Тұрақты жылдамдықпен жүкті түсіру кезіндегі электр магниттік моменті:
M8=Mc.гр↓=597,59 H∙м;
t8=t5=60,24c.
Тежелу және жүкті түсіру кезіндегіэлектр магниттік моменті:
М9=Мс.гр↓+Мдин1=597,59+234,8=832,39 Н∙м;
t9=tm.гр↑=0,65с.
Жеделдету және ілмекті көтеру кезіндегі электр магниттік моменті:
М10=Мс.к↑+Мдин2=93,07+222,32=315,39 Н∙м;
t10=tm.k=1,3c.
Тұрақты жылдамдықпен ілмекті көтеру кезіндегі электр магниттік моменті:
M11=Mc.k↑=93,07 H∙м;
t11=t2=28,8c.
Тежелу және ілмекті көтеру кезіндегі электр магниттік моменті:
М12=Мс.к↑-Мдин2=93,07-222,32=-129,2 5 Н∙м;
t12=tm.k=1,3c.
Есептелген мәндер бойынша электр жетегінің диаграммасын тұрғызамыз.
5 сурет - Электр жетегінің жүктемелік және жылдамдықтық диаграммасы
3.4 Қозғалтқыштың қызуын және артық жүктелу қабілетін алдын ала тексеру
Электр жүктеме оңайлатылған диаграммасы жылу және шамадан қуаты қозғалтқыш тексеру үшін пайдаланылады. Диск айнымалы жүкпен циклдік режимде жұмыс істейді. Баламалы сәттен әдісін пайдалану жылыту үшін қозғалтқышты тексеру үшін. Жылыту үшін тиісті қозғалтқыш таңдау шарты болар еді:
Mэ Mном. (3.21)
Қысқа уақытты-қайталанбалы режімде эквивалентті момент тек жұмыс бөлімшелерінде анықталады:
, (3.22)
мұндағы - і интервалындағы момент;
- і интервалындағы жұмыс ұзақтығы;
n - циклдағы интервалдарындағы жұмысшылар саны;
m - түсіру және тежелу интервалдары саны;
N - тұрақталған қозғалыстағы интервалдар саны;
- і- интервалындағы пуск ұзақтығы (тежелу);
- пуск (тежелу) кезіндегі жақсартылып салқындатуде ескергендегі коэффициенті;
- і-интервалдағы бекітілген қозғалыс ұзақтығы.
Мэ=551,98H∙м;
, (3.23)
мұндағы βо - элeктрқoзғaлтқышты элeктр жeлiсінeн aжырaтқaн кeздe oның сaлқындaуының нaшaрлayын ecкeретін aлaтын кoэффициeнт.
Бұл эквиваленттік момент ПВ=40% кезінде анықталды, енді ПВ=100% бойынша есептейміз.
Мэ=ПВ=100%=МэПВ=40%∙40100=349,1 Н∙м. (3.24)
Қозғалтқыштың номиналды моменті:
Мном=Рномωном=3000052,65=569,8 Н∙м. (3.25)
349,1569,8 - МэМном қозғалтқыш қызу шарттын қанағаттандырады.
Жүктемелік диаграммаға сәйкес қозғалтқыштың артық жүктелу қабілетін тексеру қажет, жүктемелік диаграмманың максималды моменті 963,57 тең:
МmaxМном=963,57569,8=1,69λm=2. (3.26)
Қозғалтқыштың артық жүктелу қабілеті қанағаттанарлық.
3.5 Жиілікті түрлендіргіштің типін таңдауды негіздеу
Жиынтықты түрлендіргіш ретінде скалярлы басқарумен жиілік түрлендіргішін немесе векторлық басқарумен жиілік түрлендіргішін пайдалануға болады. Біздің түрлендіргіш аздаған реттеу диапазонын қамтамасыз етуі керек болғандықтан, біздің мақсаттымызға скалярлы басқарылаиын жиіліктік түрлендіргіш келеді.
Түрлендіргіштің күштік бөлігінің құрамында келесідей компоненттер болуы керек: түзеткіш, инвертор, сүзгіш, тежелу резисторы, қорғаныс түйіндері.
Кернеу амплитудасы мен жиілік түрлендіргішпен инверторда реттелетін болғандықтан, онда түзеткіш диодтарда орындалуы мүмкін, ал басқарылмайтын түзеткіш кезінде сызбада тежегіш резистор болуы керек.
Біз қозғалтқыштың тоқ пен қуатына байланысты түрлендіргішті таңдаймыз.
Қазіргі уақытта біз қоятын талаптарға жауап беретін көптеген түрлендіргіштердің түрлері бар, мысалы Hitachi, Siemens, ABB және басқа да көптеген.
Олардың арасында түбегейлі айырмашылық жоқ, олардың жалғыз айырмашылығы - бұл олардың құны мен сапасы..
типі ACS 601-0050-3ABB фирмасының жиынтықты түрлендіргішін таңдаймыз.
Таңдалған түрлендіргіштің техникалық берілгендері:
Номиналды қуат, 37кВт;
Түрлендіргіштің номиналды шығу тоғы, 76А;
Қысқа уақытты асқын жүктелу тоғы, 84A;
Қоректендірудің үшфазалық кернеуі, 380, 50Гц
Түрлендіргіштің салмағы, 35 кг;
fk= 1 кГц.
3.6 Түрлендіргіштің қүштік тізбегінің параметрлерін анықтау және элементтерін таңдау
Таңдалған жиілік түрлендіргішінің күштік тізбегі келесідей құрамнан тұрады:
түзеткіш - түзеткіштің элементтері ретінде диодтар қолданылады;
инвертор - инвертордың кілті ретінде қайтарылмалы диодтармен IGBT транзисторлар жиынтығы қолданылады, инвертордың шықпасында жиілікті реттеу инвертордың кілтін ауыстыру жиілік өзгерту жолымен жүзеге асады, ал инвертордың шықпасында кернеу шамасын реттеу ендік-импульсті модуляция арқасында жүзеге асады;
тежелу блогы - резивтивті жиіліктік тежелу үшін қолданылады;
LC-сүзгіш - кернеуді сүзгілеу үшін;
анодтық реакторлар - коммутациялық тосқауылдарды сүзгілеу үшін қолданылады және қысқа тұйықталу тоғының өсу жылдамдығын шектейді.
Асқын кернеуден қорғаныс тізбегі;
Тоқты шектетін кедергілер;
Электр жетегінің күштік сызбасы 6 суретте келтірілгендей түрде болады.
6 сурет - Электр жетегінің күштік тізбегінің принципиалды сұлбасы
Электр жетегі сызбасының күштік бөлімі 6 сурет көрсетілген және өзіне келесідей күштік элементтерді қосады:
L1...L3 - тоқ өсу жылдамдығын шектеу үшін арналған тоқ шектегіш реакторлар;
R- тежеуіштік кедергі;
C - түзеткіштің сыйымдылығы;
VT1...VT6 - инвертордың күштік блок транзисторлары;
R- тоқ шектегіш кедергілер;
VD1...VD6 - түзеткіш диодтары.
VD7...VD12 - инвертордың кері диодтары;
ДТ - тоқ датчигі;
ЦЗП - асқын кернеуден қорғаныс тізбегі;
L - тегістегіш дроссель.
Күштік кілттер ретінде IGBT модулдарын қолдану ұсынылады, олардың құрамына оқшауланған бекітпелерімен биполярлы транзисторлар және кері диодтар кіреді. Алдын ала таңдау:
Статордың номиналды фазалық тогы: Iном=63,77А
Күштік кілт арқылы өтетін орташа ток:
Iн. отр. = kз. Imax, (3.27)
мұндағы kз - кілттің комутациясында токтағы артық тиеуді ескеретін қор коэффициенті, kз =2;
Imax - инвертордың күштік тізбегіндегі токтың амплитудалық мәні:
Imax=2∙IHOM=2∙63,77=90,18 A , (3.28)
мұндағы Iном - қозғалтқыштың номиналды тогы, А.
Iн. орт. = 2[.]90,18 = 180,36 А.
Күштік кілттегі жұмыс кернеуі:
Uжум. = Umax + Uп. н., (3.29)
мұндағы Umax - инвертордың күштік тізбегіндегі кернеудің амплитудалық мәні, В;
Uп. н. - кілттегі коммутациалық асқын кернеуі, В.
В, (3.30)
мұндағы Uл = 380 В - желідегі сызықтық кернеу.
Асқын кернеудің мәнін Uп. н. =600В деп қабылдаймыз.
Жұмыстық кернеуді анықтаймыз:
Uжум. = 537,4 + 600 = 1137,4 В.
Iн. орт , Uжум сәйкес IRGPH50KD2 кері диодты жарты көпірлі күштік модул таңдаймыз.
Вентелге қойылған максималды рұқсат етілген кернеу рұқсат етілген қайталама импульстік кернеуден артып кетпеуі қажет:
(3.31)
мұндағы - кернеу бойынша қор коэффициенті,
- желідегі кернеудің жоғарылауын ескеретін коэффициент,
Uм.кер - вентелдегі максималды кері кернеу;
, (3.32)
мұндағы Uф - желіні қоректендіретін кернеу, Uф = 220 В;
1,5∙1,1∙538,88=889,15=1200.
Күштік сүзгішке конденсатор таңдаймыз.
Күштік сүзгіштің конденсаторларының толық сыйымдылығы:
, (3.33)
мұндағы Ud - түзетілген кернеудің орташа мәні, В;
Тн =0,001 - жүктеменің уақыт тұрақтысы (транзистор коммутация жиілігі), с;
Rн - жүктеменің активті кедергісі, Ом;
Uс - конденсаторда рұқсат етілген жоғарылату кернеуі.
Түзетілген кернеудің орташа мәні:
Ud = kсх. Uф = 2,34[.]220 = 514,8 В, (3.34)
мұндағы Uф - желідегі фаза кернеуі, 220В;
kсх. - үшфазалы түзетуге арналған сұлба коэффициенті, 2,34.
Конденсатордағы рұқсат етілген жоғарылату кернеуі:
Uс = 0,1. Ud = 0,1[.]514,8= 51,5 В. (3.35)
Жүктеменің активті кедергісі:
Rн=3∙R₁2=3[.]0,0692=0,1 Ом, (3.36)
С=514,8∙0,0013∙0,1∙51,5=33∙10-3 Ф.
Канденсатордағы максималды рұқсат етілген кернеуді анықтаймыз:
; (3.37)
В.
С, U мәндерәне сүйене отырып күштік сүзгіш конденсаторы таңдалынады.
4 Электр жетегінің механикалық сипаттамаларын есептеу
U1if1i реттеу заңын берілген жүктеме моментінің сипаттамасына тәуелділігі байланысты таңдаймыз. Бұл жағдайда жүктеме моменті қозғалтқыштың номинал моментіне тең деп алынады.
... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz