Өндірістегі электр жетектерінің параметрлін оңтайландыру
Кіріспе
1. Техникалық . технологиялық бөлім
1.1 Жұмыстың шарттары, конвейерлі қондырғылардың тәртіптері мен жүктемелері
1.2 Конвейерлі қондырғыларды басқару жүйелеріне және электр жетектеріне қойылатын талаптар
1.3 Жетекті шығырлардың кинематикалық үлгілері және конвейерлері қондырғылардың түрлері
2. Өндірістегі электр жетектерінің ерекешеліктері
2.1 Электр жетегінің қысқаша тарихы
2.2 Электр жетегінің ұғымының анықтамасы
2.3 Электр жетегінің құрамы және міндеттері
2.4 Өндіріс саласындағы реттелетін электр жетектері және электр жетегінің энергетикалық ерекшеліктері
2.5 Электр қамдандыру сенімділігіне байланысты электр қабылдағыштарының санаттары
2.6 Өнеркәсіптегі электр желісіне қойылатын талаптар
3. Өндіріс механизмдерінің механикалық сипаттамалары және электр жетегінің параметрлерін оңтайландыру
3.1 Электр қозғалтқыштардың және өндіріс механизмдерінің механикалық сипаттамалары
3.2 Таспалық конвейердің электрлі механикалық жүйесінің құрылымдық үлгілері және математикалық сипаттамасы
4. Еңбекті қорғау бөлімі
4.1 Еңбекті қорғау заңдары
4.2 Таспалы конвейердің жұмыс барысында техникалық қауіпсіздік ережелері
4.2.1 Жұмысқа кірісер алдындағы еңбек қорғау шарты
4.2.2 Жұмыс кезіндегі еңбек қорғау талаптары
4.2.3 Жұмысты бітіргеннен кейінгі еңбек қорғау талаптары
4.2.4 Авариялық жағдайлардағы еңбек қорғау талаптары
4.3 Бөлмедегі ауаны кондиционерлеу жүйесінің құрылғысы және есебі
4.3.1 Операторлық бөлме жағдайынының талдауы
4.3.2 Кондиционерді таңдау
4.4 Жерлендіру және найзағай қорғанысының тексеру есебі
4.4.1 Қайтадан жерлендіруді тексеру есебі
ҚОРЫТЫНДЫ
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
1. Техникалық . технологиялық бөлім
1.1 Жұмыстың шарттары, конвейерлі қондырғылардың тәртіптері мен жүктемелері
1.2 Конвейерлі қондырғыларды басқару жүйелеріне және электр жетектеріне қойылатын талаптар
1.3 Жетекті шығырлардың кинематикалық үлгілері және конвейерлері қондырғылардың түрлері
2. Өндірістегі электр жетектерінің ерекешеліктері
2.1 Электр жетегінің қысқаша тарихы
2.2 Электр жетегінің ұғымының анықтамасы
2.3 Электр жетегінің құрамы және міндеттері
2.4 Өндіріс саласындағы реттелетін электр жетектері және электр жетегінің энергетикалық ерекшеліктері
2.5 Электр қамдандыру сенімділігіне байланысты электр қабылдағыштарының санаттары
2.6 Өнеркәсіптегі электр желісіне қойылатын талаптар
3. Өндіріс механизмдерінің механикалық сипаттамалары және электр жетегінің параметрлерін оңтайландыру
3.1 Электр қозғалтқыштардың және өндіріс механизмдерінің механикалық сипаттамалары
3.2 Таспалық конвейердің электрлі механикалық жүйесінің құрылымдық үлгілері және математикалық сипаттамасы
4. Еңбекті қорғау бөлімі
4.1 Еңбекті қорғау заңдары
4.2 Таспалы конвейердің жұмыс барысында техникалық қауіпсіздік ережелері
4.2.1 Жұмысқа кірісер алдындағы еңбек қорғау шарты
4.2.2 Жұмыс кезіндегі еңбек қорғау талаптары
4.2.3 Жұмысты бітіргеннен кейінгі еңбек қорғау талаптары
4.2.4 Авариялық жағдайлардағы еңбек қорғау талаптары
4.3 Бөлмедегі ауаны кондиционерлеу жүйесінің құрылғысы және есебі
4.3.1 Операторлық бөлме жағдайынының талдауы
4.3.2 Кондиционерді таңдау
4.4 Жерлендіру және найзағай қорғанысының тексеру есебі
4.4.1 Қайтадан жерлендіруді тексеру есебі
ҚОРЫТЫНДЫ
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
Үлкен электрлендіру программасының іске асуы және ҚР өндірістік күштер негізінде еліміздің дамуы қоғамның материялдық тұрмыс халының көтерілуіне әкеледі. Халық шаруашылығының барлық салаларының электрленуі жұмысшылар еңбегінің жеңілденуіне, ой еңбегі және физикалық еңбек арасындағы елеулі ерекшеліктеріне әкеледі.
Электр энергиясын механикалық энергияға айналдыратын машиналарды электр қозғалтқыштары деп атайды. Электр қозғалтқыштар тұрақты және айналмалы электр тоғына арналып шығарылады. Олар негізінен механикалық энергия көзі ретінде өндірістегі, темір жолдағы, автомобиль, теңіз, әуе және ғарыш көліктеріндегі, ауыл және тұрмыс шаруашылықтардағы мыңдаған машиналар мен тетіктерді қозғалысқа келтірді.
Электр қозғалтқыштар жұмысшы машиналарды немесе механизмдерді қозғалысқа келтіруге және сол қозғалыс пен технологиялық процестерді басқаруға арналған электрмеханикалық жүйенің, яғни электр жетегінің негізгі болып табылады.
Электр жетегі технологиялық процестермен тығыз байланысты, оның салдары электр жетегіне жетілдіруші әсер етіп келеді. Технологиялық қондырғыларға қойылатын талаптардың үздіксіз артуы электр жетегінің тиісті дамуын, оның элементтік базасының жетілдіруін қамтамасыз етеді.
Электр энергиясын механикалық энергияға айналдыратын машиналарды электр қозғалтқыштары деп атайды. Электр қозғалтқыштар тұрақты және айналмалы электр тоғына арналып шығарылады. Олар негізінен механикалық энергия көзі ретінде өндірістегі, темір жолдағы, автомобиль, теңіз, әуе және ғарыш көліктеріндегі, ауыл және тұрмыс шаруашылықтардағы мыңдаған машиналар мен тетіктерді қозғалысқа келтірді.
Электр қозғалтқыштар жұмысшы машиналарды немесе механизмдерді қозғалысқа келтіруге және сол қозғалыс пен технологиялық процестерді басқаруға арналған электрмеханикалық жүйенің, яғни электр жетегінің негізгі болып табылады.
Электр жетегі технологиялық процестермен тығыз байланысты, оның салдары электр жетегіне жетілдіруші әсер етіп келеді. Технологиялық қондырғыларға қойылатын талаптардың үздіксіз артуы электр жетегінің тиісті дамуын, оның элементтік базасының жетілдіруін қамтамасыз етеді.
1. Терехов В.М., Осипов О.И. Системы управления электроприводов. М.: Издательский центр «Академия», 2008, с. 197 – 198
2. Теория автоматического управления.Ч. под ред. А. В. Нетушила. Учебник для вузов. М., «Высш. школа», 1972.
3. Сандлер А. С. и Сарбатов Р. С. Автоматическое частотное управление асинхронными двигателями. Москва, «Энергия», 1974.
4. Попов Е.П. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. – М.: Наука, 1975.
5. Половко А.М., Бутусов П.Н. MATLAB для студентов. – СПб.:БХВ – Петербург, 2005.
6. Зенков Р. Л., Ивашков И. И., Колыбов Л. Н. Машины непрерывного транспорта. М., Машиностроение., 1980.
7. Рождественская Л. А Конвейеры повышеной производительности.
8. Асинхронные двигатели общего назначения / Е. П. Бойко , Ю. В Гаинцев Ю . М Ковалев , 1980.
9. Булгаков А. А, Частотное управление асинхронными электродвигателями 1966.
10. Абдимуратов Ж.С., Дюсебаев М.К.,Санатова Т.С., Хакимжанов Т.Е. Еңбекті қорғау. Дәрістер жинағы (050718 – Электр энергетика мамандығы бойынша барлық түрде оқитын студенттер үшін) Алматы: - АЭжБИ, 2006. – 36 б.
11. Бақберген И.Т., Алмас А.Ж. Сала экономикасы. Бітірушілер жұмысының экономикалық бөлімін орындауға арналған әдістемелік нұсқаулар (Электр энергетикасы бағыты бойынша оқитын бакалаврлар үшін) Алматы: -АЭжБИ, 2008.
12. Исаханов М.Ж. И 85 Электр жетегі негіздері: Техникалық мамандық алушы студенттерге арналған//,-Алматы, 2009.
13. Алексеев С.Б. Силовые преобразовательные устройства: учеб.пособие. –Алматы: АИЭС, 2006.
14. Сагитов П.И., Мустафин М.А. Айнамалы ток электр жетегі (айнымалы токтары): оқу құралы. –Алматы, 2008.
15. Сагитов П.И. Электропривод постоянного тока: Учеб.пособие.
16. Сагитов П.И., Тергемес К.Т., Шадхин Ю.И. Параметрический синтез системы управления многодвигательного асинхронного электропривода, Вестник АУЭС. – 2011
17. Герман – Галкин С.Г. Matlab & Simulink. Проектирование мехатронных систем на ПК. – СПб.: КОРОНА – Век, 2008.
19. Кацман М.М Справочник по электрическим машинам.- Академия, 2006
20. Гольдберг О.Д. Инженерное проектирование и САПР электрических машин.-М. Академия, 2008
2. Теория автоматического управления.Ч. под ред. А. В. Нетушила. Учебник для вузов. М., «Высш. школа», 1972.
3. Сандлер А. С. и Сарбатов Р. С. Автоматическое частотное управление асинхронными двигателями. Москва, «Энергия», 1974.
4. Попов Е.П. Бесекерский В.А., Попов Е.П. Теория систем автоматического регулирования. – М.: Наука, 1975.
5. Половко А.М., Бутусов П.Н. MATLAB для студентов. – СПб.:БХВ – Петербург, 2005.
6. Зенков Р. Л., Ивашков И. И., Колыбов Л. Н. Машины непрерывного транспорта. М., Машиностроение., 1980.
7. Рождественская Л. А Конвейеры повышеной производительности.
8. Асинхронные двигатели общего назначения / Е. П. Бойко , Ю. В Гаинцев Ю . М Ковалев , 1980.
9. Булгаков А. А, Частотное управление асинхронными электродвигателями 1966.
10. Абдимуратов Ж.С., Дюсебаев М.К.,Санатова Т.С., Хакимжанов Т.Е. Еңбекті қорғау. Дәрістер жинағы (050718 – Электр энергетика мамандығы бойынша барлық түрде оқитын студенттер үшін) Алматы: - АЭжБИ, 2006. – 36 б.
11. Бақберген И.Т., Алмас А.Ж. Сала экономикасы. Бітірушілер жұмысының экономикалық бөлімін орындауға арналған әдістемелік нұсқаулар (Электр энергетикасы бағыты бойынша оқитын бакалаврлар үшін) Алматы: -АЭжБИ, 2008.
12. Исаханов М.Ж. И 85 Электр жетегі негіздері: Техникалық мамандық алушы студенттерге арналған//,-Алматы, 2009.
13. Алексеев С.Б. Силовые преобразовательные устройства: учеб.пособие. –Алматы: АИЭС, 2006.
14. Сагитов П.И., Мустафин М.А. Айнамалы ток электр жетегі (айнымалы токтары): оқу құралы. –Алматы, 2008.
15. Сагитов П.И. Электропривод постоянного тока: Учеб.пособие.
16. Сагитов П.И., Тергемес К.Т., Шадхин Ю.И. Параметрический синтез системы управления многодвигательного асинхронного электропривода, Вестник АУЭС. – 2011
17. Герман – Галкин С.Г. Matlab & Simulink. Проектирование мехатронных систем на ПК. – СПб.: КОРОНА – Век, 2008.
19. Кацман М.М Справочник по электрическим машинам.- Академия, 2006
20. Гольдберг О.Д. Инженерное проектирование и САПР электрических машин.-М. Академия, 2008
МАЗМҰНЫ
Кіріспе
10
1.
Техникалық - технологиялық бөлім
12
1.1
Жұмыстың шарттары, конвейерлі қондырғылардың тәртіптері мен жүктемелері
12
1.2
Конвейерлі қондырғыларды басқару жүйелеріне және электр жетектеріне қойылатын талаптар
16
1.3
Жетекті шығырлардың кинематикалық үлгілері және конвейерлері қондырғылардың түрлері
17
2.
Өндірістегі электр жетектерінің ерекешеліктері
19
2.1
Электр жетегінің қысқаша тарихы
19
2.2
Электр жетегінің ұғымының анықтамасы
23
2.3
Электр жетегінің құрамы және міндеттері
25
2.4
Өндіріс саласындағы реттелетін электр жетектері және электр жетегінің энергетикалық ерекшеліктері
27
2.5
Электр қамдандыру сенімділігіне байланысты электр қабылдағыштарының санаттары
30
2.6
Өнеркәсіптегі электр желісіне қойылатын талаптар
31
3.
Өндіріс механизмдерінің механикалық сипаттамалары және электр жетегінің параметрлерін оңтайландыру
33
3.1
Электр қозғалтқыштардың және өндіріс механизмдерінің механикалық сипаттамалары
33
3.2
Таспалық конвейердің электрлі механикалық жүйесінің құрылымдық үлгілері және математикалық сипаттамасы
37
4.
Еңбекті қорғау бөлімі
62
4.1
Еңбекті қорғау заңдары
62
4.2
Таспалы конвейердің жұмыс барысында техникалық қауіпсіздік ережелері
62
4.2.1
Жұмысқа кірісер алдындағы еңбек қорғау шарты
63
4.2.2
Жұмыс кезіндегі еңбек қорғау талаптары
64
4.2.3
Жұмысты бітіргеннен кейінгі еңбек қорғау талаптары
65
4.2.4
Авариялық жағдайлардағы еңбек қорғау талаптары
65
4.3
Бөлмедегі ауаны кондиционерлеу жүйесінің құрылғысы және есебі
66
4.3.1
Операторлық бөлме жағдайынының талдауы
66
4.3.2
Кондиционерді таңдау
68
4.4
Жерлендіру және найзағай қорғанысының тексеру есебі
69
4.4.1
Қайтадан жерлендіруді тексеру есебі
70
ҚОРЫТЫНДЫ
73
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
75
Кіріспе
Үлкен электрлендіру программасының іске асуы және ҚР өндірістік күштер негізінде еліміздің дамуы қоғамның материялдық тұрмыс халының көтерілуіне әкеледі. Халық шаруашылығының барлық салаларының электрленуі жұмысшылар еңбегінің жеңілденуіне, ой еңбегі және физикалық еңбек арасындағы елеулі ерекшеліктеріне әкеледі.
Электр энергиясын механикалық энергияға айналдыратын машиналарды электр қозғалтқыштары деп атайды. Электр қозғалтқыштар тұрақты және айналмалы электр тоғына арналып шығарылады. Олар негізінен механикалық энергия көзі ретінде өндірістегі, темір жолдағы, автомобиль, теңіз, әуе және ғарыш көліктеріндегі, ауыл және тұрмыс шаруашылықтардағы мыңдаған машиналар мен тетіктерді қозғалысқа келтірді.
Электр қозғалтқыштар жұмысшы машиналарды немесе механизмдерді қозғалысқа келтіруге және сол қозғалыс пен технологиялық процестерді басқаруға арналған электрмеханикалық жүйенің, яғни электр жетегінің негізгі болып табылады.
Электр жетегі технологиялық процестермен тығыз байланысты, оның салдары электр жетегіне жетілдіруші әсер етіп келеді. Технологиялық қондырғыларға қойылатын талаптардың үздіксіз артуы электр жетегінің тиісті дамуын, оның элементтік базасының жетілдіруін қамтамасыз етеді.
Электр жетегі орындайтын операциялардың күрделігі мен көп түрлі болуы және құрамында электрондық, микропрцнссорлық және компьютерлік құрылғыларды пайдалану, оны өте күрделі техника қатарына жеткізді. Оларды монтаждау, баптау және эксплуатациялаумен шұғылданатын мамандардың теориялық және тәжірибелік дайындық деңгейі жоғары болуы керек. Электрші мамандар автоматтандырылған электр жетегінің элементтік базасын, автоматты басқарудың тұйықталмаған және тұйықталған жүйелерінің құрастырылуының негізгі қағидалары мен жұмысын жете білуге тиіс.
Электр қабылдағыштардың үлкен тобын халық шаруашылығының барлық салаларында қолданылатын жалпы өнеркәсіптік механизмдердің электр жетектері құрайды, атап айтқанда: көтергіш-транспорттық машиналары, ағымды-транспорттық жүйелер, компрессорлар, насостар, желдеткіштер.
Электр энергиясын тұтынушылардың өздеріне тән спецификалық ерекшеліктері болады, ол электрмен қамтамасыздандырудың белгілі бір талаптарымен шартталады, мысалы - сенімді тамақтану, электр энергиясының сапасы, жеке элементтерді қорғау мен резервілеу және т.б. Өнеркәсіп өндірістерін электрмен қамтамасыздандыру жүйелерін эксплуатациялауды және ғимараттарды жобалауда кернеуді таңдап алуды орындауда, электрлік жүктемені анықтауда, қандай типті екендігін таңдауда, трансформаторлық шағын станциялардың саны мен қуатын, барлық қорғаныс түрлерін, реактивтік қуатты компенсациялау жүйелерін және кернеуді реттеу әдістерін таңдауда техникалық-экономикалық аспектілерді ескеру қажет. Қоректендіру сызықтарының, трансформаторлық шағын станциялардың жүйесі мен мөлшерін, басқару жүйелерін, қорғаныс жүйелерін кернеуін таңдау кезінде - технологиялық процесстердің орындалуы, номинал кернеудегі қуаттың артуы ескерілуі қажет.
Ұзақ мерзімді перспективаға дайындалған энергетикалық бағдарлама бәрінен бұрын энергияны сақтаушы техникалар мен технологиялардың кеңінен енгізілуін қарастырды.
Осыған орай энергия үнемдеуді рационализациялау, яғни электр энергиясының меншікті шығынын кеміту және халық шаруашылығының салаларын электрмен қаруландыруды арттыру маңызды роль атқарады. Бұл мәселеленің маңызды шарты - өнеркәсіптік өндірісте тұтынылатын электр энергиясы жүйелерін жеткілікті және сапалық есептеуді ұйымдастыру болып табылады.
Электрмен қамтамасыздандырудың негізгі мәселесі болып өндірістің үздіксіз жұмысын қамтамасыз ету мақсатындағы автоматтандыру табылады. Автоматтандыру көптеген шағын станцияларды тұрақсыз кезекші қызметкері бар жұмысқа көшіруге мүмкіншілік береді, ол эксплуатациялық шығындарды кемітеді және қызметкердің қателігінен болатын авариялардың санын қысқартуға мүмкіндік береді.
Қазіргі автоматтандырылған электр жетек жүйесіне, әсіресе, технологиялық қондырғылармен күрделі автоматты басқару жүйесінде жұмыс істейтін электржетегінің қозғалысты басқарудың сапасына тым қатаң талаптар қойылады. Дәл технологиялық қондырғыларда, манипуляторларда электржетегіне берілген тезәрекеттілігін, орнын анықтау және дәлдігін, үлкен тұрақтылық пен жылдамдықты реттеудің кең диапазонын , жылдамдықтың шектелуін және т.б. қамтамасыз етеді. Кен байыту өндірістерінде және құрылыс жүйесінде еңбек өнімділігін арттырудың ең негізгі бағыттарының бірі болып жүк тасымалдаудың тиімділігін жоғарылату жолдары яғни өнімділігі аз ескірген конвейерлерді өнімділігі жоғары түрімен алмастыру болып табылады.
Кейінгі жылдары конвейер жүйелерін есептеу әдістерін жетілдіру салаларында едәуір прогреске қол жеткізілді. Өндіріс жағдайларына байланысты конвейерлерді нақты есептеу және таңдап алудың талдамалы әдістері әзірленіп, кеңінен қолданылуда жобалау сапасы мен деңгейін едәуір арттыруға, тиімділігі жоғары есептеу техникасы мен математикалық үлгілеу әдістерін қолдану мүмкіндік туғызды.
Бұл дипломдық жоба шеңберінде өндірістегі электр жетектерінің параметрлін оңтайландыру. Жобаны орындау барысында келесі негізгі мәселелер жүзеге асырылды:
- конвейердің технологиялық процесімен құрылымдық сипаттамасын қарастырамыз;
- өндірістегі электр жетектерінің ерекшеліктері;
- өндіріс механизмдерінің механикалық сипаттамалары және электр жетегінің параметрлерін оңтайландыру;
- өмір тіршілік қауіпсіздігі бөлімі қарастырылды.
1. Техникалық - технологиялық бөлім
1.1 Жұмыстың шарттары, конвейерлі қондырғылардың тәртіптері мен жүктемелері
Конвейерлі қондырғылар байыту фабрикаларындағы конвейерлі тасымал барысындағы үздіксіз әрекет ету кешендерінде кең қолданылады. Көмір шахталарында және кен шығаратын жерлерде конвейерлі қондырғылар пайдалы қазбаларды кенжардан жеткізу үшін және оны жиналмалы қуақаз, квершлактар, телімді және күрделі еңістер мен ылдиға түсірілетін жүкке арналған үңгіме қазбалар, көлбеу оқпан мен ұңғыма бойынша тасу үшін қолданылады. Минералды - шикізат кешендерінің кәсіпорындарында негізінен таспалық және қырмауыш конвейерлер қолданылады. Осындай қондырғылардың өнімділігі мен жұмыс шарттары әр түрлі болуы мүмкін, бұл олардың электр жетектерінің жүйелерін таңдауға әсер етеді.
Конвейерлі қондырғылардың жұмысының тәртібін үздіксіз тәртіптегі тиеу, тасымалдау және босату нәтижесінде ұзақ уақыт бойындағы ұзаққа созылған жұмыс себепші болды. Бұл міндеттеме жетекті электр қозғалтқышын және оның элементтерін таңдауға әсер етеді. Ұзаққа созылған жұмыстың кесірінен іске қосу үдерістері мен кідіріс сирек болып табылады, сондықтан олар конвейерлі қондырлардың өнімділігіне әсер етпейді. Осылайша, іске қосу уақыты ұлғайып, өнімділікке зиян келтірмей конвейердің кинематикалық тізбектеріндегі динамикалық жүктемелерді айтарлықтай төмендетуге болады. Қозғалыс бағытының тұрақтылығының нәтижесінде конвейерлі қондырғылардың электр жетектерін басқаруды реверсивті емес үлгі бойынша орындайды, бұл үлгідегі шешімдерді оңайлатады.
Конвейерлі қондырғылардың электр жетектері үшін іске қосудың салыстырмалы күрделі үдерісі маңызды болып саналады. Бұл апатты тоқтаудан кейінгі органындағы жүктің болуы нәтижесіндегі жүктеме бойынша конвейердің іске қосылуына себепші болды. Маңызды іске қосу тоқтары ұзақ уақыт бойы конвейерлі қондырғылар үшін артық тиеу қабілеттілігі бар арнайы жетекті электр қозғалтқыштарды қолдау қажеттілігіне алып келеді.
Конвейердің жүк тасушы тармағын тиеудің біркелкі еместігі электр жетегінің статистикалық жүктемесіне әсер етеді. Күрделі өндірулерде белгіленген магистралды таспалық конвейерлерді тиеу, кеніштегі немесе шахтадағы кені бар жердің бір бөлімінен жүк қатынасы бойынша жүктің жүрісіне және оған жүк жүрісінің түсу орнына байланысты. Осының нәтижесінде ең жоғарғы деңгейдегі қабылдау бойынша таңдалған конвейерді пайдалану үдерісі айтарлықтай толық тиелмеген қалыпқа келеді. Статистикалық жүктеменің төмендеуі электр жетектерінің энергетикалық сипаттамаларына кері әсер етеді. Күш органы мен пайдалану жүктің орын ауыстыруына арналған шығындар арасындағы қуаттың үлесі бойынша қатысуына қайта таратылады. Қуаттың көп бөлігі пайдалы жүктің ауыстыруына арналған қуаттың салыстырмалы тұтынуының ұлғаюы барысындағы күш органының орын ауыстырылуына жұмсалады. Конвейерлі қондырғылардың жетегінің энергетикалық қасиеттерін арттыру жүк түсуінің құрылымындағы күш органының жылдамдығын конвейерлі жақтаудың толық тиелуін қамтамасыз ету үшін реттеу құралы болуы мүмкін. Конвейерлі қондырғылардың жұмысының осындай тәртібін қамтамасыз ету, реттелуші электр жетегі есебінде ғана мүмкін.
Көлденең конвейердің қозғалысында оның жетегі айналмалы элементтердің мойынтіректеріндегі шығыршықтар мен күш органының байланысу орындарындағы және иілу кезіндегі күш органының өзіндегі үйкелу күштерімен қамтамасыз етілген F2 статистикалық жүктемені жеңуге тиіс. Бұл жүктемелер іске қосулардың және кідірістердің аз көлемімен жұмыс істейтін қондырғылардың қозғалтқыштарының қажет қуатын анықтайды:
P=k3Fc∙Vpƞp (1.1)
мұндағы K3 - қарама-қарсы күштерді есептеудің терістігін ескеретін қор коэффициенті;
Vp - күш органының жұмыс ПӘК күші;
ŋp - конвейерлі қондырғылардың жетегінің редукторының ПӘК.
Көлбеу конвейерлі қондырғыларды үйкеліс күштеріне көтерме жұмысы барысында қозғалысқа қарсылықты ұлғайтады және оны төменге түсіру жұмысында азайтатын тасымалдау жүгінің және күш органың салуды құрайтындар қосылады. Конвейер түсіру үшін жұмыс істеген кезде, көлбеудің белгілі бұрыштарында қозғалыс ауырлық күшімен құрылуы мүмкін. Бұл жағдайда электр жетегінің күш органының тұрақты жылдамдығын қолдау үшін тежегіш тәртіпте жұмыс істейтін болады.
Іске қосу және кідіру барысында қозғалмалы бөліктердің m көлеміне және конвейердің а үдеткішіне байланысты тартылыс күшінің қосымша динамикалық құраушысы пайда болады:
Fd=m∙a (1.2)
m=mn+Jкоз∙ip2+JбRб2 (1.3)
Мұндағы mn - конвейерлі қондырғылардың элементтерінің ілгерімелі қозғалыстағы көлемдері;
Jкоз - қозғалтқыштың қозғалмалы бөлігінің инерция моменті;
J б - конвейерлі қондырғылардың жетегінің қозғалмалы бөлігінің табыстау қатынасы;
ip- жетекті даңғыраның инерция моменті;
Rб - жетекті даңғырының радиусы.
F=Fc+Fd (1.4)
Толық тартылыс күші конвейерлі қондырғылардың жетектерінің қажет жүкті ауыстырып тиейтін қабілеттілігін анықтайды: тасымалдау жүгінің және күш салуды құрайтындар қосылады. Конвейер түсіру үшін жұмыс істеген кезде, көлбеудің белгілі бұрыштарында қозғалыс ауырлық күшімен құрылуы мүмкін. Бұл жағдайда электр жетегі күш органының тұрақты жылдамдығын қолдау үшін тежегіш тәртіпте жұмыс істейтін болады.
Іске қосу және кідіру барысында қозғалмалы бөліктердің m көлеміне және конвейердің а үдеткішіне байланысты тартылыс күшінің қосымша динамикалық құраушысы жетектің ең жоғарғы деңгейдің жүкті ауыстырып тиейтін қабілеттілігі:
λ=MmaxMном=Fkз∙Fc (1.5)
Үлкен ұзындықтағы конвейерлер үшін тартылыс күшін динамикалық құраушысының көлемі апатты тоқтаудан кейін жүктеулі конвейерлерді іске қосуды статистикалық құраушыдан біршама көп болуы мүмкін. Бұл жағдайда қорытқы тартылыс күші артады, бұл динамикалық құраушының негізгі көлемінқұрайтын ілгерімелі қозғалат ын көлемнің mn серпінділігі мен қамтамасыз етілген конвейерлі қондырғылардың әр көлеміндегі керудің қосымша айналу есебіндегі тартылыс күшінің ең жоғарғы деңгейдегі керудің ұлғаюына алып келеді.
Таспалық конвейерлерде қозғалтқышпен құрылатын қозғалмалы тартылыс күші таспа және жетекті даңғыра арасындағы үйкеліс нәтижесінде күш органына беріледі. Бұған қоса берілетін күштің көлемі күш органымен даңғыраны қамту α бұрышына, олардың арасындағы μ үйкеліс коэффициентіне және жақын S нб және Sсб алыстайтын тармақтардың керуінің көлеміне байланысты. Күш органының тайғануының болмауының шарты Л.Эйлер формуласымен анықталады.
Sнб=Sсб∙eμa (1.6)
Сондықтан тартылыс күшінің ұлғаюы іске қосу барысында ұстау сенімділігін төмендетеді және төмен түсу буынын Sсб жеткіліксіз керуде шығын алып келуі мүмкін. Бұған жетекті даңғыра бетінің ұлғаюынан немесе онда тасымал түрінің жабысуынан үйкеліс коэффициентінің төмендеуі де негіз болады.
Конвейер жұмысының шарттарын талдауда тегіс күш органы бар және оның ұзындығы бойынша бөлінген параметрлері бар электрлі механикалық жүйелі құрайтынын ескеру қажет: ауыстырылатын жүктің және күш органының көлемдері, қозғалысқа қарсылық көрсетудің талпыныстары.
Бұл күш органының тармақтарында тербелмелі үдерістердің пайда болуына және керуінің өзгеруіне алып келеді, бұл сондай-ақ шығып кетудің шарттарының бұзылуының себебі болуы мүмкін. Сонымен қатар таспаның жетекті даңғыра бойынша өтуі нәтижесінде күш органының күшейтілген тозуы болады, ол жоғары қуантпен таспалық конвейерлерде қымбат элемент болып табылады.
Үлкен таспалық магистральды конвейерлерді іске қосуды күш органын бойлай тегіс тербелулердің таралуын ескеру қажет. Егер іске қосудың ұзақтығы жетектіден бастап керу элементіне дейінгі тегіс тербелудің таралу уақытынан аз болса, онда қозғалтқыш атаулы жылдамдыққа дейін қатты шапшаңдықпен жүруге үлгереді, ал күш органының артқы жағы қозғалыссыз қалады. Сонымен қатар конвейердің ұшына тегіс толқын келген кезде артқы жағындағы көлемге күш органында маңызды динамикалық жүктемені құрайтын тегіс соққыға алып келетін толық жылдамдықтағы серпін қойылады. Осы құбылысты жою үшін ұзын конвейерлі желілердің іске қосылуы толық жұмыс жылдамдығына дейінгі келесі баяу екпінмен алдын-ала төмендетілген жылдамдықта жүзеге асырылады.
Қуатты конвейерлер үшін бір жетекті орган көмегімен беріле алмайтын қажет тартылыс күшін қамтамасыз ету мақсатымен екі даңғыралы көп қозғалтқышты жетектерді қолданады. Бұл жағдайда осы даңғыралардың қозғалтқыштары арасында жүктемелерді біркелкі таратуды қамтамасыз ету және таспалық шығып кетуін мәселесі туындайды. Жалпы жағдайда көп қозғалтқышты электр жетегіндегі жүктемелерді түзету ортақ механикалық жүйеде жұмыс істейтін қозғалтқыштардың механикалық сипаттамаларының қаттылығын түзету құралымен жүзеге асырылады.
Екі даңғыралы конвейерлі қондырғылардың ерекшелігі жетекті даңғыралар арасындағы тегіс элементтің болуы болып табылады, бұл жетекті қозғалтқыштардағы жүктемелерді түзету барысындағы ерекшеліктерге себепші болады. Бұл жағдайда жүктемелерді түзетудің шарттары жетекті электр қозғалтқыштардың механикалық сипаттамаларының қатаңдықтарының модульдері арасындағы белгілі ара-қатынастырды қолдау болып табылатыны анықталды. Қозғалтқыштардың жүктемелерін таратудағы біркелкілікті қолдау қатаңдықтың модульдерінің қажет ара-қатынасын қамтамасыз ететін үздіксіз реттеумен жүзеге асырылуы тиіс, бұл реттелетін электр жетектерінің жүйелерін қолдау жағдайында ғана мүмкін.
1.2 Конвейерлі қондырғыларды басқару жүйелеріне және электр жетектеріне қойылатын талаптар
Конвейерлі қондырғылардың жұмысының шарттарын қарау басқарудың электр жетектеріне және жүйелеріне олардың статистикалық және динамикалық қасиеттерінің ерекшеліктерін ескере отырып негізгі талаптарды анықтауға мүмкіндік береді.
Конвейерлі қондырғылардың электр қондырғылары қозғалыстың реверсивті бағытынсыз ауыспалы жүктеме барысында жұмысты ұзақ тәртіпте қамтамасыз етуі тиіс. Кейбір жағдайларды, мысалы, конвейерлі қондырғылардың көлбеуге жұмыс істеуінде, электр жетегі ұзаққа созылған, сондай-ақ тежегіш тәртіпте жұмыс істеуі тиіс. Ортақ технологиялық шынжырды материалдық бір конвейерден екіншіге ауысуының ауытқуында жұмыс істейтін бірнеше конвейерлердің жүйелі орнату жағдайында, олардың қосылуы мен сөндірілуінің кезектілігі қамтамасыз етілуі тиіс. Конвейерлердің қосылуына қарсы жүк түсуі бағытында, ал сөндірілуі - қайта тиеу нүктелеріндегі үйінділерді жою үшін жүк түсімі бағытында болуы тиіс.
Ауыспалы жүктемемен ұзақ уақыт аралығында жұмыс істейтін магистралды конвейерлер үшін конвейердің жүк тиеуші тармақтарында тұрақты жүктемемен қамтамасыз ету үшін күш органының жылдамдығын реттеу мақсатқа лайықты болып есептелінеді. Бұл конвейерлі қондырғыларды қолданудың энергиялық тиімділігін арттыруға, күш органының жүрісін қысқартуға, сәйкесінше, қымбат тұратын конвейерлі таспаның қорын ұлғайтуға мүмкіндік береді.
Көп жетекті конвейерлер үшін электр жетегі қозғалтқыштар арасындағы жүктемелердің түзетілуін және даңғыраларға қатысты таспалардың шығып кетуін жоюмен қамтамасыз етілуі тиіс.
Динамикалық жүктемелерді шектеу мақсатымен, таспаны даңғырамен және конвейерлі қондырғылардың электрлі жетегінің, әсіресе олардың үлкен ұзындығындағы таспалармен тасымалдаушы жүкті сенімді біріктірілуін қамтамасыз ету іске қосу барысында мүмкін көлемде жылдамдатуды шектеуге және тербелмелі динамикалық жүктемелерді жоюға тиіс.
Баяу іске қосу үдерістерін қамтамас ыз ететін реттеуіш электрлі жетектерін қолдануды, конвейерлі қондырғылардың таспасының жылдамдығын реттеуде динамикалық жүктемелі шектеу және жетекті қозғалтқыштар арасындағы жүктемелерді түзетуде, жылдамдықты реттеудің ең кем өріс 10:1 болуы тиіс.
1.3 Жетекті шығырлардың кинематикалық үлгілері және конвейерлері қондырғылардың түрлері
Электр жетегінің жүйесін таңдау айтарлықтай деңгейде жетекті даңғыралар және қозғалтқыштардың санына байланысты.
1.1-суретте конвейерлі қондырғылардың жетекті шығырларының кинематикалық үлгілері көрсетілген. 1.1 а және б суретінде бір қозғалтқышы Д және бәсеңдеткіші Р бар бір даңғыралы жетек көрсетілген. Осы кинематикалық үлгілері арасындағы айырмашылық конвейер білігіне қатысты қозғалтқыштың араласуынын тұрады. 1.1 суретте б үлгісінде қозғалтқыштың қатар орналасуы қозғалтқыштың перпендикулярлы орналасуымен (1.1-сурет. а) салыстырғанда артық болып табылады. Бұл жер асты өндірісінің тығыз кеңістіктері шартында үлкен маңызға ие. Ашық таулы жұмыстар және байыту фабрикалары үшін бұл жағдай маңызды рөл атқармайды, бірақ конустық берілістерді алып тастағанда бәсеңдіткіштің өте қарапайым құрылымын қолдануға мүмкіндік береді. Кинематикалық шынжырларды қорғау үшін және баяу іске қосуды жүзеге асыру конвейерлі үшін қондырғылардың құрылымдарының қатарында бәсеңдеткіш және (бір мезгілдік емес) қысқа жалғауыш қозғалмалы бөлігі бар бір мезгілдік емес электр қозғалтқыш арасында гидравликалық жалғастырғыш орнатылады. Реттеуші электр жетегін қолданған жағдайда гидравликалық жалғастырғыш болмауы мүмкін.
Екі электр қозғалтқышы бар бір даңғыралы жетек (1.1, в сурет) орташа қуаттылықтағы конвейерлі қондырғыда қолданылады. Жетекті тізбектің қатты байланған кинематикалық тізбектер, әдетте, ұқсас механикалық сипаттамаларға ие жетекті қозғалтқыштардың жүктемелерінің түзелуін қамтамасыз ету үшін гидравликалық жалғастырғышты қолдану талап етіледі.
а - қозғалтқыштың перпендикуляр орналасуымен бір даңғыралы жетек;
б - қозғалтқыштың қатар орналасуымен бір даңғыралы жетек;
в - бір даңғырасы бар екі қозғалтқышты жетек;
г - екі даңғыралы екі қозғалтқышты жетек.
1.1 - сурет - Конвейерлі қондырғылардың жетекті шығырларының кинематикалық үлгілері
Үлкен ұзындықтағы және жоғары өнімділікті қуатты конвейерлі қондырғылар бірнеше жетекті даңғыраларға ие. 1.1 г суретте екі қозғалтқышы бар екі даңғыралы жетек көрсетілген. Екі даңғыралы жетектер сондай-ақ үш немесе 4 қозғалтқыштармен жабдықталуы мүмкін.
Екі даңғыраны таспамен қамтудың үлкен бұрышына байланысты таспалы конвейерлердің екі даңғыралы жетектерінің артықшылықтарында, осы қондырғылар қымбат механикалық бөлімге ие және пайдалануда күрделі екендігін ескеру керек, жетекті электр қозғалтқыштарының жүктемесін түзету мәселелері қиындатылады.
2. Өндірістегі электр жетектерінің ерекешеліктері
2.1 Электр жетегінің қысқаша тарихы
Электр жетегінің даму тарихы электр машиналарының, аппарттардың, түрлендіргіштердің және басқару құрылғыларының мақсаты түрде табиғи байланысқан үйлесімі және ол электр жетегін түзетін бөліктерден бастау алады. Сонымен қатар, электр жетегінің энергияны басқарылатын электрмеханикалық түрлендіруді іске асыратын жүйе ретінде өз тарихы бар .
Электр жетегінің дамуы ХІХ ғасырдың бірінші жартысында жұмыс ісеуге қабілетті электр қозғалтқыштардың үлгілерін жасаумен басталды. Электр жетегіне тән элементтермен: механикалық беріліс, басқару бөліктері және жабдықталған тұрақты ток электр қозғалтқышын іс жүзінде пайдалану 1834 - 1838 жылдары басталды. Онда Нева өзенінің ағысына қарсы қайықтың жүзуі әске асырылды және бұл жұмыс академик Б.С.Якоби атымен байланысты болды. Жұмыс әлемдік белгілік алды, бірақ сол кездегі техникалық құралдардың, ең бастысы қоректену көзі - гальваникалық батарея жетілмегендігінен жарқын өнертапқыш Б.С.Якоби және оның ізбасарларының жұмыстары кең практикалық қолдану таба алмады. Тек ХІХ ғасырдың 70 жылдары ғана практика жүзінде қолдануға болатын тұрақты ток қозғалтқыштары әзірленіп Вена, Париж, Мюнхен көрмелерінде көрсетілді.
Көпшілік электр жетегінің дамуы үшін қажетті жағдайлар ХІХ ғасыр аясында 1886 жылы Г.Феррартс пен Н.Тесла ашқан айналмалы магнит өрісі құбылысы арқасында жасалды.
Бқл айналмалы токтың көп фазалы электр қозғалтқыштарын жасаудың басын ашты және оған ең басты себеп М.О.Доливо - Добровольскийдің атақты жұмыстары болды. Ол 1888 жылы айналмалы ток электр энергиясын берудің үш фазалық жүйесін ойлап тауып, ұсынып іске асырады. 1889 жылы статор орамасы таратылған, роторы ақтиын дөңгелегі тәріздес қысқа тұйықталған үш фазалы асинхронды қозғалтқышты әзірлеп шығарды.
ХІХ ғасырдың соңы ХХ ғасырдың басы электр станцияларын салумен, электр желілерінің дамуысен саипатталады. Электр энергиясын орталықтан өндіру және бөліп тарату өндірістік электр жетегін жасаудың негізін қалады.
Бұрынғы пайдаланып жүрген айылғ арқан көмегімен энергияны механикалық жолмен бөліп таратын бу немесее су қозғалтқыштары бар топтық жетек орнына топтық электр жетегі келді. Ол жабдықтардың жалпы жайғасуын өзгертпей - ақ әрбір фабрикадағы жеке жылу станциясының, бу қазандарының немесе су доңғалақты гидростанциясының болуын керексіз етіп, орталықтандырылған электр жабдықтауға - электр желілеріне негізделді.
Бұл жаңа енгізулердің алғашында көпшілікте жете түсінбеушілік туғыздығ себебі жабдықтар күрделеніп қымбаттай түсті, энергияны сымдар бойынща едәуір қашықтыққа жеткізгенде елеулі шығасылар болды.
Одан да артық жете түсінбеушілік және қарсылық ХХ ғасырдың басынжа жеке, дербес электр жетегіне көшу туралы болды, яғни энергияны механикалық жолмен бөліп таратуды электрлік жолмен ауыстыру, электр қозғалтқышты жұмысшы машинаға жақындату түсінбеушілік туғызды. Мұндай шешімдердің жағымды мысалдары болуына қарамастан ХХ ғасырдың бірінші ширегі топтық және дербес электр жетегі жақтастары арасындағы күреспен өтті.
25 жылдан артық созылған топтық және дербес электр жетегі жарысының табиғи нәтижесі соңғыың барлық жаңадан салынған кәсіпорындарда толық жеңісімен қорытындыланды.
Осылай, электр жетегі механкалық жетектің барлық түрін ығыстырып шығарды. Мысал үшін, электр қозғалтқыштардың қуаты жалпы орнатылған қозғалтқыштардың қуатының 1890 жылы 5% құраса, 1972 жылы - 75%, 1950 жылы - 100% жетті.
Жаңа салынған кәсіпорындарда электр жетегінің көптеген әр түрлері пайдаланыла бастады. Аздау және орта қуаттты реттелмейтін электр жетектерінде қысқа тұйықталған роторлы асинхронды қозғалтқыштар, ал үлкен қуатты электр жетегінде синхронды қозғалтқыштар орын алды. Реттелетін электр жетегі әр түрлі болып қалыптасты: реостаттық реттегенде немесе магнит өрісін әлсіреткенде қоздыру сұлбалары әр түрлі: тәуелсіз, параллель, тізбектей, аралас тұрақты ток қозғалтқыштары кеңінен пайдаланылды, сондай - ақ фазалы роторлы асинхронды қозғалтқыштар, айнымалы токтың коллекторлық қозғалтқыштары қолданыс тапты.
Орташа және үлкен қуатты реттелетін электр жетектерінде ХІХ ғасырдың соңында Вард - Леонарда ұсынған жүйе (генератор - қозғалтқыш) көп қолданылды. Жүйе бірнеше электр машиналарынан құралғанымен статика да болсын динамика да болсын өте жақсы реттеуші мүмкіндіктері болды.
Дербес электр жетегі көптегеен технологиялық машиналармен агрегаттардың дамуына, жетілдіруіне үлкен ықпал жасады. Ал, мұның өзі ең бастысы қозғалтқышты жұмысшы бөлікке жақындату арқылы, рабайсыз механикалық берілістерді жою арқылы, жылдамдықты басқарудың механикалық жолымен электрлік әдіске көшу арқылы іске асырылады.
Жұмысқа қабілетті элеткр жетегін жасағанға дейінгі туындаған автоматты басқару идеясы (Уатт -Ползунов идеясы) 1930 жылдардан бастап электр жетектеріне бейімделіп қарқынды дамыды.
1940 жылдары дербес электр жетегінің электрмеханикалық бөлімі, срның ішінде көп қозғалтқышты электр жетектер қазіргі сипаттарын ала бастады.
1941 жылдан бастап әскери электр техникасы, атап айтқанда, зеңбірек атысын, радиолакция қозғалысын басқаруға арналған қадағалаушы арнаулы электр жетектері қарынды дами бастады.
40 жылдардың ортасында трактор, автомобиль қозғалтқыштарының цилиндр блоктарын өңдейтін станоктардың алғашқы автоматты желілер әзірленді, негізіг және көмекші өндірістік процестері автоматтандырылған зауыт - автоматтар пайда болды.
1935 жылы қазіргі кең таралған статикалық түрлендіргіш қозғалтқыш жүйесі бойынша реттелетін электр жетектердің алғашқы түрлері тираторын түрлендіргішті электр жетектер шығарыла бастады. 1949 жылдан бастап прокаттық стандарты басты жетегі ретінде сынап түзеткіштері бар жлектр жетектері кеңінен ендірілді.
1948 - 1950 жылдары тәжірибелік стандардың бас асинхронды қозғалтқышының ротор тізбегіне басқарылатын сынап түзеткіш енгізілген вентильдік каскадтар шығарылды. Осы жылдары электр жетегінің дамуына салмақты үлес қосқан ғылыми - зерттеу және жобалау - конструкторлық ұйымдар қалыптасты.
АҚШ - та жинақты машина негізінде энергияны электр механикалық түрлендіру теориясының негізгі қаланды, ол теория соңынан басқарылатын электр жетегін дайындау тәжірибесінде кеңінен пайдаланылды.
Соғыстан кейінгі жылдары әлемнің жетекші зертханаларында күштік электроника саласында алға шығу болды, ол дегеніңіз техниканың көп саласын түбегейлі өзгертті, атап айтқанда, электр жетегінде де айтарлықтай өзгеріс болды. 1948 жылы Дж Бардин мен В.Браттейн (АҚШ) алғашқы транзисторды шығарды. Электр жетегі техникасына транзисторлар негізінде жасалған электрондық басқарылатын кілттер енгізіле бастады.
1955 жылы Дж.Молл, М. Таннунбаум, Дж. Голдей және Гологьяк (АҚШ) күш салумен жасалған қуатты жартылай басқарылатын кілт-тиристор электр жетегі техникасына батыл ықпал етті. Мыңдаған вольт кернеумен үлкен токтарға арналған тиристорлардың пайда болуы рабайсыз, сенімсіз және үнемсіз сынап түзеткіштерден және тирантрондардан бас тартып, тұрақты ток электр жетегі тізбектерінде басқарылатын тиристорлық түзеткіштер қолдануға жол берді.
1970 жылдардың басында Ф.Блашке жариялаған жұмыстар векторлық басқару (трансвектор жүйесі) деп аталатын магнит өрісі бойынша бағдарланатын асинхронды электр жетегі жүйесінің жасаудың басын ашты.
1940 жылдардың басында А.А.Булгаков, М.П.Костенко бастаған келешегі бар жиіілкті - реттелетін электр жетегі саласындағы жұмыстар жалғасып дами түсті. А.С.Сандлер және оның шәкірттерінің жұмыстарында 1970 жылдары тиристорлық негізде жиілік - түрлендіргіштер құру автоматты басқарау принциптері қалыптастырылып, бөлшектеп зерттелді.
1960 - 1970 жылдаы М.Г.Чиликиннің жетекшілігімен адымдық қозғалтқышты дискерттік электр жеетктерін әзірлеу бойынша қарқынды зерттеулер жүргізілді. Дискретті электр жетектер, машина, станок жасау және өндірістің басқа салаларына кеңінен енгізідіп, техникалық жұртшылықтың құрметіне ие болды, реттелетін электр жетегінің жаңа түрлерін әрі қарай жетілдіруге негіз болды.
Осы кезеңде вентилдік қозғалтқышты электр жетегі дамыды, оларда коллектор ораманы түйістіріп - ажырататын жартылай өткізгіштер ротор орналауына тәуелді басқарылатын кілттер тоьымен ауыстырылды.
Транзисторлар және оның негізіндегі көптеген құрылғылар электр жетегін басқару жүйелері облысында бір қатар тиімді идеяларды тәжірибе жүзінде іске асыруға мүмкіндік берді.
1950 жылдар ортасында Кесслер (Германия) ұсынған электр жетегі координаторларын ілесінше тұзетуі бар бағынышты реттеу идеясы өте жемісті болды. 1960 - 1970 жылдары өндірісте кең қолдау тапқан электр жетегін басқару құрадары кешені - УБСР-АИ аналогтық және УБСР - ДИ сандық салалары жасалды.
1960 - 1970 жылдар шегінде АҚШ - та шығарылған төрт разрядты бір кристальды микропроцессор INTEL 4004 және бағдарламаланатын логикалық контроллер (БЛК) РДР 14 электр жетегін басқару саласында жаңа кезеңнің басталуын белгіледі. 1970 жылдардан бастап бұл құралдар әлемдік тәжірибеде бұрынғы қолданып жүрген түйіспелі және түйіспесіз релелерді қарқынды түрде ығыстырып шығара бастады. Ал 1980 жылдары басұарау сүлбасында 8 және одан артық релелер бар жүйелерді БЛК - мен ауыстыру экономикалық тұрғыдан тиімді бола бастады.
Басқарудың микропроцессорлық құралдарымен БЛК дамуына қарай электр жетегінің ақпараттық бөлімі күрт өзгерді: координаторларды басқаруда функционалдық мүмкіндіктер өсе түсті , бірнеше жүйелердің өзара және сыртқы ортамен өзара әрекеттер мүмкіндіктері, нақтылы ақау іздеу, электр жетектің барлық элементтерін кез келген қалаусыз әрекеттерден қорғау мүмкіндіктері көтерілді. Соңғы 10 - 15 жылдар нарыққа шыққан 600А токқа, 1200 В кернеуге, 30 кГц жиілікке арналған толық басқарылатын кілттер және оларды басқару құралдары, яғни күштік арнаның жаңа элементтік базасы электр жетегінің дамуына концептуалдық өзгеріс әкелді. Осы аспаптар шапшаң кері диодтары бар модульдарға біріктіріліп жиілік түрлендіргіштер құруға негіз болды. Түрлендіргіштер құрылымы басқарылмайтын түзеткіш - L - C фильтр - ендік - импульстік модуляциялы автономдық инвертор (ШИМ) болып түзелді. Бұл деген қуаты 600 кВт дейінгі айнымалы токтың реттелетін электр жетегіндегі негізгі техникалық шешім болды. Соңғы жылдары 3600 А токқа, 6500 В кернеуге арналған IGBT модульдері нарыққа шығарыла бастады.
Басқа да дәстүрлі емес электр машиналарымен қатар реттелетін электр жетегінің жаңа түрі - кентилдік индукторлық жетектер қарқынды игеріліп келеді.
Өте кішкентай роботтардың микрожетектерінде жұқа қабықшалы диэлектриктік қозғалтқыштар қолданылуда. Соңғы жылдары ілемде реттелмейтін электр жетегінен реттелетін электр жетегіне көшу үрдісі қалыптасып дамып келеді. Реттелетін электр жетегін сораптарда, желдеткіштерде, конвейерлерде және т.б. жаппай қолдану жабдықтарының технологиялық деңгейін күрт көтеріп, қомақты энергетикалық ресурстарды үнемдеуге мүмкіндік ашты.
2.2 Электр жетегінің ұғымының анықтамасы
Электр жетек дегеніміз - басқарылатын электрмеханикалық жүйе. Бұл жүйенің міндеті электр энергиясын механикалық энергияға және керісінше түрлендіру, сонымен қатар осы процесті басқару.
Электр жетегінің күштік және ақпараттық деп аталатын екі арналары бар (2.1-сурет). Бірінші арнамен түрлендіретін энергия тасымалданады (2.1-суреттегі жалпақ жебелер), екінші арна бойынша энергия ағынын басқару, жүйенің күй-қалпы, қызметі туралы мағлұматтарды жинау, өңдеу және ақаулықтарды іздестіру жүзеге асырылады. (2.1. -суреттегі жіңішке жебелер).
Күштік арна электрлік, механикалық бөлімдерден және міндетті түрде байланыстырушы буын - электрмеханикалық түрлендіргіштен құралады. Күштік арнаның электрлік бөліміне электр түрлендіргіштер ЭТ кіреді. Электр түрлендіргіштер электр энергиясын өоректендіру көзінен, яғни электр желісінен, генератордан, аккумуляторлық батареядан және т.б. электромеханикалық түрлендіргішке ЭМТ жеткізеді, ал егер қажет болса, электр энергиясының параметрлерін түрлендіруді іске асырады.
Механикалық бөлім электрмеханикалық түрлендіргіштің қозғалмалы бөлігінен, механикалық берілістерден МБ, механикалық энергия пайдалы ұқсатылатын қондырғының жұмысшы бөлігінен құралады.
Электр жетегі бір жақтан электрмен жабдықтау жүйесі немесе электрэнергиясы көзімен, екінші жақтан технологиялық қондырғы немесе машинамен және ақпараттық түрлендіргіш АТ арқылы жоғары деңгейлі ақпараттық жүйемен, үшінші жақтан жиі түрде орындаушы - адаммен өзара әркеттеседі (2.1 - сурет).
2.1 - сурет - Электр жетегінің жалпы құрылымы
Электр жетегі ішкі жүйе ретінде аталған жүйелерге олардың бөлімдері болып кіреді. Нақты алғанда, электрмен жабдықтау маманын электр жетегі, әдетте электр энергиясын тұтынушы ретінде қызықтырса, технолог немесе машиналар конструкторын - механикалық энергия көзі ретінде, АБЖ әзірлейтін және пайдаланатын инженерді оның жүйесімен байланыстырушы жетілдірілген интерфейс ретінде қызықтырады.
Практика жүзінде механикалық энергиямен, қозғалыспен байланысты барлық процестер электр жетегімен іске асырылады. Тек қана, кейбір электрлік емес қозғалтұыщтарды пайдаланатын автономдық көлік құралдары: автомобильдер, ұшақтар, кемелер ғана бқл қатарға кірмейді. Аздаған өндірістік қондырғыларда гидрожетек, ал одан да сирек пневмо жетек пайдаланылады.
Электр жетегінің соншалық кең көлемде таралуы электр энергиясының ең әмбебап энергия болуымен, оның кез - келген қашықтыққа жеткізілуі мүмкіндігімен, пайдалануға тұрақты дайындығымен, кез келген энергия түріне жеңіл айналуымен тікелей байланысты.
Бүгінде аспаптық жүйелерде қуаты микроватт бірлігімен теңдесетін электр жетегі пайдаланылса, ал ірі газ станцияларында компрессор қондырғының электр жетегінің қуаты ондаған мегаваттқа жетеді.
Электр жетегінің айналу жиілігінің диапазоны да осындай мөлшерде, мысалы жартылай өткізгіш кристалдарын тартып шығаратын қондырғының қозғалтқышының білігі оңдаған сағаттарда қозғалыс бірқалыптылығына қатаң талаптарды орындай отырып бір ғана айналым жасайтын болса, қазіргі заманғы жақсы деген станоктың ажарлаушы дөңгелегінің жиілігі 150000 айнмин жетеді.
Қазіргі электр жетегінің қолдану аясы шексіз кең, жасанды жүректен адымдаушы экскаваорға, желдеткіштен радиотелескоп антенесына, кір жуғыш машинадан икемді өндіріс жүйесіне дейін қамтиды. Электр жетегінің теханологиялық аямен тығыз өзара әркеті оның өзіндік ерекшелігі болып табылады және осы жағдай оның дамып жетілуіне қуатты әсер беріп келеді технологоиялық қондырғылар тарапынан үздіксіз қсіп келе жатқан талаптар электр жетегін жетілдіру, оның элементтік базасын дамыту методикалық негіздерін тереңдету қажеттіліктерін анықтайды. Өз кезегінде дамып келе жатқан электр жетегі технологиялық аяға оң ықпал етеді, жаңа, бұрыг қол жетпеген жетпеген мүмкіндіктерді қамтамасыз етеді.
Энергетикалық тұрғыдан алғанда электр жетегі электр энергиясын бас тұтынушы болып табылады, өркендеген елдерде ол барлық өндірілетін электр энергияның 60%-нан астамын тұтынады. Ал, бұл жағдай, энергетикалық ресурстар тапшылығы кезінде электр жетегінде және электр жетегі құралдарында энергия ұнемдеудің өткір мәселесін көтереді.
Мамандардың есебі бойынша, энергетикалық ресурстарды ұнемдеу, мысалы 1 тонна шартты отынды үнемдеу, оны өндіруден екі есе арзанға түседі. Ал келешекте бұл қатынастың өзгеретініне көз жеткізу қиын емес: отын өндіру қиындай түсуде және оның қоры сарқылып барады.
2.3 Электр жетегінің құрамы және міндеттері
Электр жетгінің күштік (энергетикалық) арнасын дәлірек қарастырайық (2.2 - сурет). Айталық, қауат P желіден P1жұмысшы бөлікке (P2) беріледі. Бұл процесс басқаруға келеді және қуатты беру мен түрдендіру кезінде күштік арнаның әрбір элементінде шығасылар ∆P болады.
Электрлік түрлендіргіштің ЭТ міндеті қоректендіру көзінен Ж берілетін кернеуі Uж тоғы Iж электр энергиясын қозғалтқышқа қажет сипаттары U, I электр энергиясын түрдендіру. Түрлендіргіштер басқарылмайтын: трнсформатор, түзеткіш, параметрлік ток көзі және басқарылатын: мотор - генератор, басқарылатын түзеткіш, жиілік түрлендіргіш болып келеді. Олар, біржақты (түзеткіш) немесе екіжақты (мотор - генератор, екі компелкті тиристоры бар басқарылатын түзеткіш) өткізу өабілеті болғанда және энергияның кері ағыны (жүктемеден) болғанда тежелу энергиясын "ағызу" үшін қосымша резистор R пайдаланылады.
2.2 - сурет - Электрлік арна
Электр механикалық түрлендіргіш ЭМТ (қозғалтқыш) электр жетегінде әрқашан болады, электр энергиясын U,I механикалық энергияға M,ω және керісінше түрлендіреді.
Механикалық түрлендіргіш: редуктор, бұрама- бұрандалық қосағы, шығырлар жүйесі, айналшақ - бұлғақ механизм және қозғалтқыштың моментімен М жылдамғын ω технологиялық машинаның жұмысшы бөлігінің ЖБ моментімен Mм (күшімен Fм) және жылдамдығымен ωмүлестіруді іске асырады.
Түрленетін энергияны сипаттайтын шамаларды: кернеулер, токтар, моменттер (күштер), жылдамдықтар электр жетегінің координаталары деп аталады.
Электр жетегінің негізгі міндеті - координаталарды басқару болып табылады, яғни оларды технологиялық процестің талабына сәйкес мәжбүрлі түрде бағытты өзгерту.
Координаталарды басқару электр жетегінің элементтерінің құрылымының рұқсат беретін шектерде іке асырылуы керек және бұл жүйенің жұмысының сенімділігін қамтамасыз етеді. Бұл руалы шектер әдетте жабдықтарды шығарушылар мен оларды оңтайлы пайдаланушылар тағайындаған координаталардың номиналды мәндерімен байланысты болады. Дұрым ұйымдастырылған жүйеде координаторды (энергия ағынын) басқарғанда барлық элементтердегі шығасылар ∆P азаюға және берілген сәтте жұмысшы бөлікке қажетті қуат жеткізілуі тиіс.
Осы мәселелер, яғни әр түрлі электр жетектердің қасиеттері мен сипаттамалары, қалыптасқан - статикалық және өтпелі - динамикалық режимдерде олардың координаталарын қалай дұрыс басқару, энергетикалық қасиеттерді қалай бағалау мен ақырында, электр жетегінің күштік бөлімін құрайды.
2.4 Өндіріс саласындағы реттелетін электр жетектері және электр жетегінің энергетикалық ерекшеліктері
Электр жетегі қазіргі таңда өте кеңінен таралып отырған тақырып екенін сонымен қатар аса жоғары сұранысқа ие болғандығын жақсы білеміз. Кез келген өнеркәсіп орны қолданатын электр жетектері энергияны үнемдеу мақсатында жоғары деңгейде қажеттілікті талап етіп отырған дүние. Электр жетектерінің қолдану аймағы өте үлкен. Мәселен, өндіріс саласындағы реттелетін электр жетектері түрлері келесідей болып табылады:
а) Тау-кен өндірісіндегі электр жетектері;
б) Көтеру механизміндеріндегі электр жетектері;
в) Электрлік тасымалдаудағы электр жетектері;
г) Үзіліссіз тасымалдау электр жетектері;
д) Жеңіл өндірістегі электр жетектері;
е) Мұнай өндірісіндегі электр жетектері және де т. б.
Жоғарыда аталып көрсетілген мысалдардың біріне тоқталайық. Мәселен, мұнай өнеркәсібі. Мұнай-газ өнеркәсібі, әсіресе электр бұрғылау энергия сиымды сала болып табылады, сондай-ақ электр энергияның негізгі көлемін бұрғылау сорғылары мен жүкшығырларының жетектері пайдаланады. Орталықтандырылған электрмен қамту көзнен алынатын электр энергия құнының және электр жүргізу сымының құнының өсуі электрді үнемдеу тапсырмасын бірінші жоспарға шығарады.
Мұнай және газ өнеркәсібінде бұрғылау кезінде бұл тапсырмалар реттелетін жетекті қодану арқылы ұтымды шешіледі.
Жуық арада біздің еліміздің мұнай және газ өндіру кәсіпорындарында реттелетін электр жетектерін енгізудің негізгі көлемі олардың реконструкциясымен байланысты болады. Сонымен бірге тозығы жеткен және моралдық тұрғыдан ескірген жабдықты ауыстырммен қатар электр машиналарын мен тиристорлы түрлендіргішті және реттелетін электр жетегінің басқа да компоненттерін басқару жүйесін комплектілеу жолымен электр жетектерін модернизациялау да мүмкін. Сонымен қатар реттелетін электр жетегін енгізу арқылы электр энергиясын күтілетін үнемдеуі барлық шара бойынша күтілетін үнемдеудің 40% құрауы мүмкін.
Эксплуатацияның ауыр, әрі экстримальды шарттарында реттелетін электр жетектерінің альтернативсіздігі континентальды шельфті қабылдаудың техникалық құралдары үшін осындай электр жетектерін жасаудың ерекше маңыздылығын алғышарттайды.
Мұнай және газ өнеркәсібінің технологиялық қондырғыларының электр жетектерін дамытудың негізгі бағыттары заманауи кезеңдегі электр жетектерін дамытудың жалпы тенденциясымен сәйкес келеді - реттелетін электр жетектерін және жаңа технологиялық жабдықтарды жасау мен бар жабдықты модернизациялау кезінде автоматизацияның компьютерлік құралдарын кең қолдану. Келесі бағыт - сенімділік пен жарылыстан қорғануды жоғарылату.
Мұнай өнеркәсібіндегі элетр жетегінің тиімділігі. Бұл тиімділікті жай ғана келесідей мысалмен көрсетіп кетейін. Мұнай морғы станцияларының барлығында делік мұнай айдау құралы ол сорғы. Ал сорғының экономикалық тұрғыла аз мөлшерде шығын келтіруі ол пайдаланушы кәсіпорын үшін тиімді екені білгілі жайт. Қозғалысты жұмыс мехнизміне хабарлау үшін белгілі бір жылдамдық кезінде кей моментті қосу қажет. Сонымен бірге біліктегі қуат:
P=Mω (2.1)
2.3 - сурет - Бір қозғалтқышты бір жылдамдықты жетектегі энергияның үлестрірілуі
Фрикционды типті редукторды (муфта, белбеу, гидравликалық кернеу жәнет т.б.) қолданып, қарастырылып отырған жабдықтың жылдамдығын реттесе, шарт өзгереді. Бұл жағдайда қозғалтқыш білігіндегі момент пен жұмыс механизм қуаты бірдей, жылдамдықтары әртүрлі (2.3-сурет). Осылайша, қуат айырмашылығы жылуылұ фрикциялық беріліске айналады:
Mωn-Mωpn=Mωn-ωpn=∆P (2.2)
2.4- сурет - Сорғы жетегі ретінде тұрақты жылдамдығы бар қозғалтқыштың редуктормен байланысы
Тағы бір мысал 2.4-суретте көрсетілген. Сорғы жетегі ретінде тұрақты жылдамдығы бар қозғалтқыш қолданылады. Сұйықтық ағымы клапанды ашып ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Кіріспе
10
1.
Техникалық - технологиялық бөлім
12
1.1
Жұмыстың шарттары, конвейерлі қондырғылардың тәртіптері мен жүктемелері
12
1.2
Конвейерлі қондырғыларды басқару жүйелеріне және электр жетектеріне қойылатын талаптар
16
1.3
Жетекті шығырлардың кинематикалық үлгілері және конвейерлері қондырғылардың түрлері
17
2.
Өндірістегі электр жетектерінің ерекешеліктері
19
2.1
Электр жетегінің қысқаша тарихы
19
2.2
Электр жетегінің ұғымының анықтамасы
23
2.3
Электр жетегінің құрамы және міндеттері
25
2.4
Өндіріс саласындағы реттелетін электр жетектері және электр жетегінің энергетикалық ерекшеліктері
27
2.5
Электр қамдандыру сенімділігіне байланысты электр қабылдағыштарының санаттары
30
2.6
Өнеркәсіптегі электр желісіне қойылатын талаптар
31
3.
Өндіріс механизмдерінің механикалық сипаттамалары және электр жетегінің параметрлерін оңтайландыру
33
3.1
Электр қозғалтқыштардың және өндіріс механизмдерінің механикалық сипаттамалары
33
3.2
Таспалық конвейердің электрлі механикалық жүйесінің құрылымдық үлгілері және математикалық сипаттамасы
37
4.
Еңбекті қорғау бөлімі
62
4.1
Еңбекті қорғау заңдары
62
4.2
Таспалы конвейердің жұмыс барысында техникалық қауіпсіздік ережелері
62
4.2.1
Жұмысқа кірісер алдындағы еңбек қорғау шарты
63
4.2.2
Жұмыс кезіндегі еңбек қорғау талаптары
64
4.2.3
Жұмысты бітіргеннен кейінгі еңбек қорғау талаптары
65
4.2.4
Авариялық жағдайлардағы еңбек қорғау талаптары
65
4.3
Бөлмедегі ауаны кондиционерлеу жүйесінің құрылғысы және есебі
66
4.3.1
Операторлық бөлме жағдайынының талдауы
66
4.3.2
Кондиционерді таңдау
68
4.4
Жерлендіру және найзағай қорғанысының тексеру есебі
69
4.4.1
Қайтадан жерлендіруді тексеру есебі
70
ҚОРЫТЫНДЫ
73
ПАЙДАЛАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
75
Кіріспе
Үлкен электрлендіру программасының іске асуы және ҚР өндірістік күштер негізінде еліміздің дамуы қоғамның материялдық тұрмыс халының көтерілуіне әкеледі. Халық шаруашылығының барлық салаларының электрленуі жұмысшылар еңбегінің жеңілденуіне, ой еңбегі және физикалық еңбек арасындағы елеулі ерекшеліктеріне әкеледі.
Электр энергиясын механикалық энергияға айналдыратын машиналарды электр қозғалтқыштары деп атайды. Электр қозғалтқыштар тұрақты және айналмалы электр тоғына арналып шығарылады. Олар негізінен механикалық энергия көзі ретінде өндірістегі, темір жолдағы, автомобиль, теңіз, әуе және ғарыш көліктеріндегі, ауыл және тұрмыс шаруашылықтардағы мыңдаған машиналар мен тетіктерді қозғалысқа келтірді.
Электр қозғалтқыштар жұмысшы машиналарды немесе механизмдерді қозғалысқа келтіруге және сол қозғалыс пен технологиялық процестерді басқаруға арналған электрмеханикалық жүйенің, яғни электр жетегінің негізгі болып табылады.
Электр жетегі технологиялық процестермен тығыз байланысты, оның салдары электр жетегіне жетілдіруші әсер етіп келеді. Технологиялық қондырғыларға қойылатын талаптардың үздіксіз артуы электр жетегінің тиісті дамуын, оның элементтік базасының жетілдіруін қамтамасыз етеді.
Электр жетегі орындайтын операциялардың күрделігі мен көп түрлі болуы және құрамында электрондық, микропрцнссорлық және компьютерлік құрылғыларды пайдалану, оны өте күрделі техника қатарына жеткізді. Оларды монтаждау, баптау және эксплуатациялаумен шұғылданатын мамандардың теориялық және тәжірибелік дайындық деңгейі жоғары болуы керек. Электрші мамандар автоматтандырылған электр жетегінің элементтік базасын, автоматты басқарудың тұйықталмаған және тұйықталған жүйелерінің құрастырылуының негізгі қағидалары мен жұмысын жете білуге тиіс.
Электр қабылдағыштардың үлкен тобын халық шаруашылығының барлық салаларында қолданылатын жалпы өнеркәсіптік механизмдердің электр жетектері құрайды, атап айтқанда: көтергіш-транспорттық машиналары, ағымды-транспорттық жүйелер, компрессорлар, насостар, желдеткіштер.
Электр энергиясын тұтынушылардың өздеріне тән спецификалық ерекшеліктері болады, ол электрмен қамтамасыздандырудың белгілі бір талаптарымен шартталады, мысалы - сенімді тамақтану, электр энергиясының сапасы, жеке элементтерді қорғау мен резервілеу және т.б. Өнеркәсіп өндірістерін электрмен қамтамасыздандыру жүйелерін эксплуатациялауды және ғимараттарды жобалауда кернеуді таңдап алуды орындауда, электрлік жүктемені анықтауда, қандай типті екендігін таңдауда, трансформаторлық шағын станциялардың саны мен қуатын, барлық қорғаныс түрлерін, реактивтік қуатты компенсациялау жүйелерін және кернеуді реттеу әдістерін таңдауда техникалық-экономикалық аспектілерді ескеру қажет. Қоректендіру сызықтарының, трансформаторлық шағын станциялардың жүйесі мен мөлшерін, басқару жүйелерін, қорғаныс жүйелерін кернеуін таңдау кезінде - технологиялық процесстердің орындалуы, номинал кернеудегі қуаттың артуы ескерілуі қажет.
Ұзақ мерзімді перспективаға дайындалған энергетикалық бағдарлама бәрінен бұрын энергияны сақтаушы техникалар мен технологиялардың кеңінен енгізілуін қарастырды.
Осыған орай энергия үнемдеуді рационализациялау, яғни электр энергиясының меншікті шығынын кеміту және халық шаруашылығының салаларын электрмен қаруландыруды арттыру маңызды роль атқарады. Бұл мәселеленің маңызды шарты - өнеркәсіптік өндірісте тұтынылатын электр энергиясы жүйелерін жеткілікті және сапалық есептеуді ұйымдастыру болып табылады.
Электрмен қамтамасыздандырудың негізгі мәселесі болып өндірістің үздіксіз жұмысын қамтамасыз ету мақсатындағы автоматтандыру табылады. Автоматтандыру көптеген шағын станцияларды тұрақсыз кезекші қызметкері бар жұмысқа көшіруге мүмкіншілік береді, ол эксплуатациялық шығындарды кемітеді және қызметкердің қателігінен болатын авариялардың санын қысқартуға мүмкіндік береді.
Қазіргі автоматтандырылған электр жетек жүйесіне, әсіресе, технологиялық қондырғылармен күрделі автоматты басқару жүйесінде жұмыс істейтін электржетегінің қозғалысты басқарудың сапасына тым қатаң талаптар қойылады. Дәл технологиялық қондырғыларда, манипуляторларда электржетегіне берілген тезәрекеттілігін, орнын анықтау және дәлдігін, үлкен тұрақтылық пен жылдамдықты реттеудің кең диапазонын , жылдамдықтың шектелуін және т.б. қамтамасыз етеді. Кен байыту өндірістерінде және құрылыс жүйесінде еңбек өнімділігін арттырудың ең негізгі бағыттарының бірі болып жүк тасымалдаудың тиімділігін жоғарылату жолдары яғни өнімділігі аз ескірген конвейерлерді өнімділігі жоғары түрімен алмастыру болып табылады.
Кейінгі жылдары конвейер жүйелерін есептеу әдістерін жетілдіру салаларында едәуір прогреске қол жеткізілді. Өндіріс жағдайларына байланысты конвейерлерді нақты есептеу және таңдап алудың талдамалы әдістері әзірленіп, кеңінен қолданылуда жобалау сапасы мен деңгейін едәуір арттыруға, тиімділігі жоғары есептеу техникасы мен математикалық үлгілеу әдістерін қолдану мүмкіндік туғызды.
Бұл дипломдық жоба шеңберінде өндірістегі электр жетектерінің параметрлін оңтайландыру. Жобаны орындау барысында келесі негізгі мәселелер жүзеге асырылды:
- конвейердің технологиялық процесімен құрылымдық сипаттамасын қарастырамыз;
- өндірістегі электр жетектерінің ерекшеліктері;
- өндіріс механизмдерінің механикалық сипаттамалары және электр жетегінің параметрлерін оңтайландыру;
- өмір тіршілік қауіпсіздігі бөлімі қарастырылды.
1. Техникалық - технологиялық бөлім
1.1 Жұмыстың шарттары, конвейерлі қондырғылардың тәртіптері мен жүктемелері
Конвейерлі қондырғылар байыту фабрикаларындағы конвейерлі тасымал барысындағы үздіксіз әрекет ету кешендерінде кең қолданылады. Көмір шахталарында және кен шығаратын жерлерде конвейерлі қондырғылар пайдалы қазбаларды кенжардан жеткізу үшін және оны жиналмалы қуақаз, квершлактар, телімді және күрделі еңістер мен ылдиға түсірілетін жүкке арналған үңгіме қазбалар, көлбеу оқпан мен ұңғыма бойынша тасу үшін қолданылады. Минералды - шикізат кешендерінің кәсіпорындарында негізінен таспалық және қырмауыш конвейерлер қолданылады. Осындай қондырғылардың өнімділігі мен жұмыс шарттары әр түрлі болуы мүмкін, бұл олардың электр жетектерінің жүйелерін таңдауға әсер етеді.
Конвейерлі қондырғылардың жұмысының тәртібін үздіксіз тәртіптегі тиеу, тасымалдау және босату нәтижесінде ұзақ уақыт бойындағы ұзаққа созылған жұмыс себепші болды. Бұл міндеттеме жетекті электр қозғалтқышын және оның элементтерін таңдауға әсер етеді. Ұзаққа созылған жұмыстың кесірінен іске қосу үдерістері мен кідіріс сирек болып табылады, сондықтан олар конвейерлі қондырлардың өнімділігіне әсер етпейді. Осылайша, іске қосу уақыты ұлғайып, өнімділікке зиян келтірмей конвейердің кинематикалық тізбектеріндегі динамикалық жүктемелерді айтарлықтай төмендетуге болады. Қозғалыс бағытының тұрақтылығының нәтижесінде конвейерлі қондырғылардың электр жетектерін басқаруды реверсивті емес үлгі бойынша орындайды, бұл үлгідегі шешімдерді оңайлатады.
Конвейерлі қондырғылардың электр жетектері үшін іске қосудың салыстырмалы күрделі үдерісі маңызды болып саналады. Бұл апатты тоқтаудан кейінгі органындағы жүктің болуы нәтижесіндегі жүктеме бойынша конвейердің іске қосылуына себепші болды. Маңызды іске қосу тоқтары ұзақ уақыт бойы конвейерлі қондырғылар үшін артық тиеу қабілеттілігі бар арнайы жетекті электр қозғалтқыштарды қолдау қажеттілігіне алып келеді.
Конвейердің жүк тасушы тармағын тиеудің біркелкі еместігі электр жетегінің статистикалық жүктемесіне әсер етеді. Күрделі өндірулерде белгіленген магистралды таспалық конвейерлерді тиеу, кеніштегі немесе шахтадағы кені бар жердің бір бөлімінен жүк қатынасы бойынша жүктің жүрісіне және оған жүк жүрісінің түсу орнына байланысты. Осының нәтижесінде ең жоғарғы деңгейдегі қабылдау бойынша таңдалған конвейерді пайдалану үдерісі айтарлықтай толық тиелмеген қалыпқа келеді. Статистикалық жүктеменің төмендеуі электр жетектерінің энергетикалық сипаттамаларына кері әсер етеді. Күш органы мен пайдалану жүктің орын ауыстыруына арналған шығындар арасындағы қуаттың үлесі бойынша қатысуына қайта таратылады. Қуаттың көп бөлігі пайдалы жүктің ауыстыруына арналған қуаттың салыстырмалы тұтынуының ұлғаюы барысындағы күш органының орын ауыстырылуына жұмсалады. Конвейерлі қондырғылардың жетегінің энергетикалық қасиеттерін арттыру жүк түсуінің құрылымындағы күш органының жылдамдығын конвейерлі жақтаудың толық тиелуін қамтамасыз ету үшін реттеу құралы болуы мүмкін. Конвейерлі қондырғылардың жұмысының осындай тәртібін қамтамасыз ету, реттелуші электр жетегі есебінде ғана мүмкін.
Көлденең конвейердің қозғалысында оның жетегі айналмалы элементтердің мойынтіректеріндегі шығыршықтар мен күш органының байланысу орындарындағы және иілу кезіндегі күш органының өзіндегі үйкелу күштерімен қамтамасыз етілген F2 статистикалық жүктемені жеңуге тиіс. Бұл жүктемелер іске қосулардың және кідірістердің аз көлемімен жұмыс істейтін қондырғылардың қозғалтқыштарының қажет қуатын анықтайды:
P=k3Fc∙Vpƞp (1.1)
мұндағы K3 - қарама-қарсы күштерді есептеудің терістігін ескеретін қор коэффициенті;
Vp - күш органының жұмыс ПӘК күші;
ŋp - конвейерлі қондырғылардың жетегінің редукторының ПӘК.
Көлбеу конвейерлі қондырғыларды үйкеліс күштеріне көтерме жұмысы барысында қозғалысқа қарсылықты ұлғайтады және оны төменге түсіру жұмысында азайтатын тасымалдау жүгінің және күш органың салуды құрайтындар қосылады. Конвейер түсіру үшін жұмыс істеген кезде, көлбеудің белгілі бұрыштарында қозғалыс ауырлық күшімен құрылуы мүмкін. Бұл жағдайда электр жетегінің күш органының тұрақты жылдамдығын қолдау үшін тежегіш тәртіпте жұмыс істейтін болады.
Іске қосу және кідіру барысында қозғалмалы бөліктердің m көлеміне және конвейердің а үдеткішіне байланысты тартылыс күшінің қосымша динамикалық құраушысы пайда болады:
Fd=m∙a (1.2)
m=mn+Jкоз∙ip2+JбRб2 (1.3)
Мұндағы mn - конвейерлі қондырғылардың элементтерінің ілгерімелі қозғалыстағы көлемдері;
Jкоз - қозғалтқыштың қозғалмалы бөлігінің инерция моменті;
J б - конвейерлі қондырғылардың жетегінің қозғалмалы бөлігінің табыстау қатынасы;
ip- жетекті даңғыраның инерция моменті;
Rб - жетекті даңғырының радиусы.
F=Fc+Fd (1.4)
Толық тартылыс күші конвейерлі қондырғылардың жетектерінің қажет жүкті ауыстырып тиейтін қабілеттілігін анықтайды: тасымалдау жүгінің және күш салуды құрайтындар қосылады. Конвейер түсіру үшін жұмыс істеген кезде, көлбеудің белгілі бұрыштарында қозғалыс ауырлық күшімен құрылуы мүмкін. Бұл жағдайда электр жетегі күш органының тұрақты жылдамдығын қолдау үшін тежегіш тәртіпте жұмыс істейтін болады.
Іске қосу және кідіру барысында қозғалмалы бөліктердің m көлеміне және конвейердің а үдеткішіне байланысты тартылыс күшінің қосымша динамикалық құраушысы жетектің ең жоғарғы деңгейдің жүкті ауыстырып тиейтін қабілеттілігі:
λ=MmaxMном=Fkз∙Fc (1.5)
Үлкен ұзындықтағы конвейерлер үшін тартылыс күшін динамикалық құраушысының көлемі апатты тоқтаудан кейін жүктеулі конвейерлерді іске қосуды статистикалық құраушыдан біршама көп болуы мүмкін. Бұл жағдайда қорытқы тартылыс күші артады, бұл динамикалық құраушының негізгі көлемінқұрайтын ілгерімелі қозғалат ын көлемнің mn серпінділігі мен қамтамасыз етілген конвейерлі қондырғылардың әр көлеміндегі керудің қосымша айналу есебіндегі тартылыс күшінің ең жоғарғы деңгейдегі керудің ұлғаюына алып келеді.
Таспалық конвейерлерде қозғалтқышпен құрылатын қозғалмалы тартылыс күші таспа және жетекті даңғыра арасындағы үйкеліс нәтижесінде күш органына беріледі. Бұған қоса берілетін күштің көлемі күш органымен даңғыраны қамту α бұрышына, олардың арасындағы μ үйкеліс коэффициентіне және жақын S нб және Sсб алыстайтын тармақтардың керуінің көлеміне байланысты. Күш органының тайғануының болмауының шарты Л.Эйлер формуласымен анықталады.
Sнб=Sсб∙eμa (1.6)
Сондықтан тартылыс күшінің ұлғаюы іске қосу барысында ұстау сенімділігін төмендетеді және төмен түсу буынын Sсб жеткіліксіз керуде шығын алып келуі мүмкін. Бұған жетекті даңғыра бетінің ұлғаюынан немесе онда тасымал түрінің жабысуынан үйкеліс коэффициентінің төмендеуі де негіз болады.
Конвейер жұмысының шарттарын талдауда тегіс күш органы бар және оның ұзындығы бойынша бөлінген параметрлері бар электрлі механикалық жүйелі құрайтынын ескеру қажет: ауыстырылатын жүктің және күш органының көлемдері, қозғалысқа қарсылық көрсетудің талпыныстары.
Бұл күш органының тармақтарында тербелмелі үдерістердің пайда болуына және керуінің өзгеруіне алып келеді, бұл сондай-ақ шығып кетудің шарттарының бұзылуының себебі болуы мүмкін. Сонымен қатар таспаның жетекті даңғыра бойынша өтуі нәтижесінде күш органының күшейтілген тозуы болады, ол жоғары қуантпен таспалық конвейерлерде қымбат элемент болып табылады.
Үлкен таспалық магистральды конвейерлерді іске қосуды күш органын бойлай тегіс тербелулердің таралуын ескеру қажет. Егер іске қосудың ұзақтығы жетектіден бастап керу элементіне дейінгі тегіс тербелудің таралу уақытынан аз болса, онда қозғалтқыш атаулы жылдамдыққа дейін қатты шапшаңдықпен жүруге үлгереді, ал күш органының артқы жағы қозғалыссыз қалады. Сонымен қатар конвейердің ұшына тегіс толқын келген кезде артқы жағындағы көлемге күш органында маңызды динамикалық жүктемені құрайтын тегіс соққыға алып келетін толық жылдамдықтағы серпін қойылады. Осы құбылысты жою үшін ұзын конвейерлі желілердің іске қосылуы толық жұмыс жылдамдығына дейінгі келесі баяу екпінмен алдын-ала төмендетілген жылдамдықта жүзеге асырылады.
Қуатты конвейерлер үшін бір жетекті орган көмегімен беріле алмайтын қажет тартылыс күшін қамтамасыз ету мақсатымен екі даңғыралы көп қозғалтқышты жетектерді қолданады. Бұл жағдайда осы даңғыралардың қозғалтқыштары арасында жүктемелерді біркелкі таратуды қамтамасыз ету және таспалық шығып кетуін мәселесі туындайды. Жалпы жағдайда көп қозғалтқышты электр жетегіндегі жүктемелерді түзету ортақ механикалық жүйеде жұмыс істейтін қозғалтқыштардың механикалық сипаттамаларының қаттылығын түзету құралымен жүзеге асырылады.
Екі даңғыралы конвейерлі қондырғылардың ерекшелігі жетекті даңғыралар арасындағы тегіс элементтің болуы болып табылады, бұл жетекті қозғалтқыштардағы жүктемелерді түзету барысындағы ерекшеліктерге себепші болады. Бұл жағдайда жүктемелерді түзетудің шарттары жетекті электр қозғалтқыштардың механикалық сипаттамаларының қатаңдықтарының модульдері арасындағы белгілі ара-қатынастырды қолдау болып табылатыны анықталды. Қозғалтқыштардың жүктемелерін таратудағы біркелкілікті қолдау қатаңдықтың модульдерінің қажет ара-қатынасын қамтамасыз ететін үздіксіз реттеумен жүзеге асырылуы тиіс, бұл реттелетін электр жетектерінің жүйелерін қолдау жағдайында ғана мүмкін.
1.2 Конвейерлі қондырғыларды басқару жүйелеріне және электр жетектеріне қойылатын талаптар
Конвейерлі қондырғылардың жұмысының шарттарын қарау басқарудың электр жетектеріне және жүйелеріне олардың статистикалық және динамикалық қасиеттерінің ерекшеліктерін ескере отырып негізгі талаптарды анықтауға мүмкіндік береді.
Конвейерлі қондырғылардың электр қондырғылары қозғалыстың реверсивті бағытынсыз ауыспалы жүктеме барысында жұмысты ұзақ тәртіпте қамтамасыз етуі тиіс. Кейбір жағдайларды, мысалы, конвейерлі қондырғылардың көлбеуге жұмыс істеуінде, электр жетегі ұзаққа созылған, сондай-ақ тежегіш тәртіпте жұмыс істеуі тиіс. Ортақ технологиялық шынжырды материалдық бір конвейерден екіншіге ауысуының ауытқуында жұмыс істейтін бірнеше конвейерлердің жүйелі орнату жағдайында, олардың қосылуы мен сөндірілуінің кезектілігі қамтамасыз етілуі тиіс. Конвейерлердің қосылуына қарсы жүк түсуі бағытында, ал сөндірілуі - қайта тиеу нүктелеріндегі үйінділерді жою үшін жүк түсімі бағытында болуы тиіс.
Ауыспалы жүктемемен ұзақ уақыт аралығында жұмыс істейтін магистралды конвейерлер үшін конвейердің жүк тиеуші тармақтарында тұрақты жүктемемен қамтамасыз ету үшін күш органының жылдамдығын реттеу мақсатқа лайықты болып есептелінеді. Бұл конвейерлі қондырғыларды қолданудың энергиялық тиімділігін арттыруға, күш органының жүрісін қысқартуға, сәйкесінше, қымбат тұратын конвейерлі таспаның қорын ұлғайтуға мүмкіндік береді.
Көп жетекті конвейерлер үшін электр жетегі қозғалтқыштар арасындағы жүктемелердің түзетілуін және даңғыраларға қатысты таспалардың шығып кетуін жоюмен қамтамасыз етілуі тиіс.
Динамикалық жүктемелерді шектеу мақсатымен, таспаны даңғырамен және конвейерлі қондырғылардың электрлі жетегінің, әсіресе олардың үлкен ұзындығындағы таспалармен тасымалдаушы жүкті сенімді біріктірілуін қамтамасыз ету іске қосу барысында мүмкін көлемде жылдамдатуды шектеуге және тербелмелі динамикалық жүктемелерді жоюға тиіс.
Баяу іске қосу үдерістерін қамтамас ыз ететін реттеуіш электрлі жетектерін қолдануды, конвейерлі қондырғылардың таспасының жылдамдығын реттеуде динамикалық жүктемелі шектеу және жетекті қозғалтқыштар арасындағы жүктемелерді түзетуде, жылдамдықты реттеудің ең кем өріс 10:1 болуы тиіс.
1.3 Жетекті шығырлардың кинематикалық үлгілері және конвейерлері қондырғылардың түрлері
Электр жетегінің жүйесін таңдау айтарлықтай деңгейде жетекті даңғыралар және қозғалтқыштардың санына байланысты.
1.1-суретте конвейерлі қондырғылардың жетекті шығырларының кинематикалық үлгілері көрсетілген. 1.1 а және б суретінде бір қозғалтқышы Д және бәсеңдеткіші Р бар бір даңғыралы жетек көрсетілген. Осы кинематикалық үлгілері арасындағы айырмашылық конвейер білігіне қатысты қозғалтқыштың араласуынын тұрады. 1.1 суретте б үлгісінде қозғалтқыштың қатар орналасуы қозғалтқыштың перпендикулярлы орналасуымен (1.1-сурет. а) салыстырғанда артық болып табылады. Бұл жер асты өндірісінің тығыз кеңістіктері шартында үлкен маңызға ие. Ашық таулы жұмыстар және байыту фабрикалары үшін бұл жағдай маңызды рөл атқармайды, бірақ конустық берілістерді алып тастағанда бәсеңдіткіштің өте қарапайым құрылымын қолдануға мүмкіндік береді. Кинематикалық шынжырларды қорғау үшін және баяу іске қосуды жүзеге асыру конвейерлі үшін қондырғылардың құрылымдарының қатарында бәсеңдеткіш және (бір мезгілдік емес) қысқа жалғауыш қозғалмалы бөлігі бар бір мезгілдік емес электр қозғалтқыш арасында гидравликалық жалғастырғыш орнатылады. Реттеуші электр жетегін қолданған жағдайда гидравликалық жалғастырғыш болмауы мүмкін.
Екі электр қозғалтқышы бар бір даңғыралы жетек (1.1, в сурет) орташа қуаттылықтағы конвейерлі қондырғыда қолданылады. Жетекті тізбектің қатты байланған кинематикалық тізбектер, әдетте, ұқсас механикалық сипаттамаларға ие жетекті қозғалтқыштардың жүктемелерінің түзелуін қамтамасыз ету үшін гидравликалық жалғастырғышты қолдану талап етіледі.
а - қозғалтқыштың перпендикуляр орналасуымен бір даңғыралы жетек;
б - қозғалтқыштың қатар орналасуымен бір даңғыралы жетек;
в - бір даңғырасы бар екі қозғалтқышты жетек;
г - екі даңғыралы екі қозғалтқышты жетек.
1.1 - сурет - Конвейерлі қондырғылардың жетекті шығырларының кинематикалық үлгілері
Үлкен ұзындықтағы және жоғары өнімділікті қуатты конвейерлі қондырғылар бірнеше жетекті даңғыраларға ие. 1.1 г суретте екі қозғалтқышы бар екі даңғыралы жетек көрсетілген. Екі даңғыралы жетектер сондай-ақ үш немесе 4 қозғалтқыштармен жабдықталуы мүмкін.
Екі даңғыраны таспамен қамтудың үлкен бұрышына байланысты таспалы конвейерлердің екі даңғыралы жетектерінің артықшылықтарында, осы қондырғылар қымбат механикалық бөлімге ие және пайдалануда күрделі екендігін ескеру керек, жетекті электр қозғалтқыштарының жүктемесін түзету мәселелері қиындатылады.
2. Өндірістегі электр жетектерінің ерекешеліктері
2.1 Электр жетегінің қысқаша тарихы
Электр жетегінің даму тарихы электр машиналарының, аппарттардың, түрлендіргіштердің және басқару құрылғыларының мақсаты түрде табиғи байланысқан үйлесімі және ол электр жетегін түзетін бөліктерден бастау алады. Сонымен қатар, электр жетегінің энергияны басқарылатын электрмеханикалық түрлендіруді іске асыратын жүйе ретінде өз тарихы бар .
Электр жетегінің дамуы ХІХ ғасырдың бірінші жартысында жұмыс ісеуге қабілетті электр қозғалтқыштардың үлгілерін жасаумен басталды. Электр жетегіне тән элементтермен: механикалық беріліс, басқару бөліктері және жабдықталған тұрақты ток электр қозғалтқышын іс жүзінде пайдалану 1834 - 1838 жылдары басталды. Онда Нева өзенінің ағысына қарсы қайықтың жүзуі әске асырылды және бұл жұмыс академик Б.С.Якоби атымен байланысты болды. Жұмыс әлемдік белгілік алды, бірақ сол кездегі техникалық құралдардың, ең бастысы қоректену көзі - гальваникалық батарея жетілмегендігінен жарқын өнертапқыш Б.С.Якоби және оның ізбасарларының жұмыстары кең практикалық қолдану таба алмады. Тек ХІХ ғасырдың 70 жылдары ғана практика жүзінде қолдануға болатын тұрақты ток қозғалтқыштары әзірленіп Вена, Париж, Мюнхен көрмелерінде көрсетілді.
Көпшілік электр жетегінің дамуы үшін қажетті жағдайлар ХІХ ғасыр аясында 1886 жылы Г.Феррартс пен Н.Тесла ашқан айналмалы магнит өрісі құбылысы арқасында жасалды.
Бқл айналмалы токтың көп фазалы электр қозғалтқыштарын жасаудың басын ашты және оған ең басты себеп М.О.Доливо - Добровольскийдің атақты жұмыстары болды. Ол 1888 жылы айналмалы ток электр энергиясын берудің үш фазалық жүйесін ойлап тауып, ұсынып іске асырады. 1889 жылы статор орамасы таратылған, роторы ақтиын дөңгелегі тәріздес қысқа тұйықталған үш фазалы асинхронды қозғалтқышты әзірлеп шығарды.
ХІХ ғасырдың соңы ХХ ғасырдың басы электр станцияларын салумен, электр желілерінің дамуысен саипатталады. Электр энергиясын орталықтан өндіру және бөліп тарату өндірістік электр жетегін жасаудың негізін қалады.
Бұрынғы пайдаланып жүрген айылғ арқан көмегімен энергияны механикалық жолмен бөліп таратын бу немесее су қозғалтқыштары бар топтық жетек орнына топтық электр жетегі келді. Ол жабдықтардың жалпы жайғасуын өзгертпей - ақ әрбір фабрикадағы жеке жылу станциясының, бу қазандарының немесе су доңғалақты гидростанциясының болуын керексіз етіп, орталықтандырылған электр жабдықтауға - электр желілеріне негізделді.
Бұл жаңа енгізулердің алғашында көпшілікте жете түсінбеушілік туғыздығ себебі жабдықтар күрделеніп қымбаттай түсті, энергияны сымдар бойынща едәуір қашықтыққа жеткізгенде елеулі шығасылар болды.
Одан да артық жете түсінбеушілік және қарсылық ХХ ғасырдың басынжа жеке, дербес электр жетегіне көшу туралы болды, яғни энергияны механикалық жолмен бөліп таратуды электрлік жолмен ауыстыру, электр қозғалтқышты жұмысшы машинаға жақындату түсінбеушілік туғызды. Мұндай шешімдердің жағымды мысалдары болуына қарамастан ХХ ғасырдың бірінші ширегі топтық және дербес электр жетегі жақтастары арасындағы күреспен өтті.
25 жылдан артық созылған топтық және дербес электр жетегі жарысының табиғи нәтижесі соңғыың барлық жаңадан салынған кәсіпорындарда толық жеңісімен қорытындыланды.
Осылай, электр жетегі механкалық жетектің барлық түрін ығыстырып шығарды. Мысал үшін, электр қозғалтқыштардың қуаты жалпы орнатылған қозғалтқыштардың қуатының 1890 жылы 5% құраса, 1972 жылы - 75%, 1950 жылы - 100% жетті.
Жаңа салынған кәсіпорындарда электр жетегінің көптеген әр түрлері пайдаланыла бастады. Аздау және орта қуаттты реттелмейтін электр жетектерінде қысқа тұйықталған роторлы асинхронды қозғалтқыштар, ал үлкен қуатты электр жетегінде синхронды қозғалтқыштар орын алды. Реттелетін электр жетегі әр түрлі болып қалыптасты: реостаттық реттегенде немесе магнит өрісін әлсіреткенде қоздыру сұлбалары әр түрлі: тәуелсіз, параллель, тізбектей, аралас тұрақты ток қозғалтқыштары кеңінен пайдаланылды, сондай - ақ фазалы роторлы асинхронды қозғалтқыштар, айнымалы токтың коллекторлық қозғалтқыштары қолданыс тапты.
Орташа және үлкен қуатты реттелетін электр жетектерінде ХІХ ғасырдың соңында Вард - Леонарда ұсынған жүйе (генератор - қозғалтқыш) көп қолданылды. Жүйе бірнеше электр машиналарынан құралғанымен статика да болсын динамика да болсын өте жақсы реттеуші мүмкіндіктері болды.
Дербес электр жетегі көптегеен технологиялық машиналармен агрегаттардың дамуына, жетілдіруіне үлкен ықпал жасады. Ал, мұның өзі ең бастысы қозғалтқышты жұмысшы бөлікке жақындату арқылы, рабайсыз механикалық берілістерді жою арқылы, жылдамдықты басқарудың механикалық жолымен электрлік әдіске көшу арқылы іске асырылады.
Жұмысқа қабілетті элеткр жетегін жасағанға дейінгі туындаған автоматты басқару идеясы (Уатт -Ползунов идеясы) 1930 жылдардан бастап электр жетектеріне бейімделіп қарқынды дамыды.
1940 жылдары дербес электр жетегінің электрмеханикалық бөлімі, срның ішінде көп қозғалтқышты электр жетектер қазіргі сипаттарын ала бастады.
1941 жылдан бастап әскери электр техникасы, атап айтқанда, зеңбірек атысын, радиолакция қозғалысын басқаруға арналған қадағалаушы арнаулы электр жетектері қарынды дами бастады.
40 жылдардың ортасында трактор, автомобиль қозғалтқыштарының цилиндр блоктарын өңдейтін станоктардың алғашқы автоматты желілер әзірленді, негізіг және көмекші өндірістік процестері автоматтандырылған зауыт - автоматтар пайда болды.
1935 жылы қазіргі кең таралған статикалық түрлендіргіш қозғалтқыш жүйесі бойынша реттелетін электр жетектердің алғашқы түрлері тираторын түрлендіргішті электр жетектер шығарыла бастады. 1949 жылдан бастап прокаттық стандарты басты жетегі ретінде сынап түзеткіштері бар жлектр жетектері кеңінен ендірілді.
1948 - 1950 жылдары тәжірибелік стандардың бас асинхронды қозғалтқышының ротор тізбегіне басқарылатын сынап түзеткіш енгізілген вентильдік каскадтар шығарылды. Осы жылдары электр жетегінің дамуына салмақты үлес қосқан ғылыми - зерттеу және жобалау - конструкторлық ұйымдар қалыптасты.
АҚШ - та жинақты машина негізінде энергияны электр механикалық түрлендіру теориясының негізгі қаланды, ол теория соңынан басқарылатын электр жетегін дайындау тәжірибесінде кеңінен пайдаланылды.
Соғыстан кейінгі жылдары әлемнің жетекші зертханаларында күштік электроника саласында алға шығу болды, ол дегеніңіз техниканың көп саласын түбегейлі өзгертті, атап айтқанда, электр жетегінде де айтарлықтай өзгеріс болды. 1948 жылы Дж Бардин мен В.Браттейн (АҚШ) алғашқы транзисторды шығарды. Электр жетегі техникасына транзисторлар негізінде жасалған электрондық басқарылатын кілттер енгізіле бастады.
1955 жылы Дж.Молл, М. Таннунбаум, Дж. Голдей және Гологьяк (АҚШ) күш салумен жасалған қуатты жартылай басқарылатын кілт-тиристор электр жетегі техникасына батыл ықпал етті. Мыңдаған вольт кернеумен үлкен токтарға арналған тиристорлардың пайда болуы рабайсыз, сенімсіз және үнемсіз сынап түзеткіштерден және тирантрондардан бас тартып, тұрақты ток электр жетегі тізбектерінде басқарылатын тиристорлық түзеткіштер қолдануға жол берді.
1970 жылдардың басында Ф.Блашке жариялаған жұмыстар векторлық басқару (трансвектор жүйесі) деп аталатын магнит өрісі бойынша бағдарланатын асинхронды электр жетегі жүйесінің жасаудың басын ашты.
1940 жылдардың басында А.А.Булгаков, М.П.Костенко бастаған келешегі бар жиіілкті - реттелетін электр жетегі саласындағы жұмыстар жалғасып дами түсті. А.С.Сандлер және оның шәкірттерінің жұмыстарында 1970 жылдары тиристорлық негізде жиілік - түрлендіргіштер құру автоматты басқарау принциптері қалыптастырылып, бөлшектеп зерттелді.
1960 - 1970 жылдаы М.Г.Чиликиннің жетекшілігімен адымдық қозғалтқышты дискерттік электр жеетктерін әзірлеу бойынша қарқынды зерттеулер жүргізілді. Дискретті электр жетектер, машина, станок жасау және өндірістің басқа салаларына кеңінен енгізідіп, техникалық жұртшылықтың құрметіне ие болды, реттелетін электр жетегінің жаңа түрлерін әрі қарай жетілдіруге негіз болды.
Осы кезеңде вентилдік қозғалтқышты электр жетегі дамыды, оларда коллектор ораманы түйістіріп - ажырататын жартылай өткізгіштер ротор орналауына тәуелді басқарылатын кілттер тоьымен ауыстырылды.
Транзисторлар және оның негізіндегі көптеген құрылғылар электр жетегін басқару жүйелері облысында бір қатар тиімді идеяларды тәжірибе жүзінде іске асыруға мүмкіндік берді.
1950 жылдар ортасында Кесслер (Германия) ұсынған электр жетегі координаторларын ілесінше тұзетуі бар бағынышты реттеу идеясы өте жемісті болды. 1960 - 1970 жылдары өндірісте кең қолдау тапқан электр жетегін басқару құрадары кешені - УБСР-АИ аналогтық және УБСР - ДИ сандық салалары жасалды.
1960 - 1970 жылдар шегінде АҚШ - та шығарылған төрт разрядты бір кристальды микропроцессор INTEL 4004 және бағдарламаланатын логикалық контроллер (БЛК) РДР 14 электр жетегін басқару саласында жаңа кезеңнің басталуын белгіледі. 1970 жылдардан бастап бұл құралдар әлемдік тәжірибеде бұрынғы қолданып жүрген түйіспелі және түйіспесіз релелерді қарқынды түрде ығыстырып шығара бастады. Ал 1980 жылдары басұарау сүлбасында 8 және одан артық релелер бар жүйелерді БЛК - мен ауыстыру экономикалық тұрғыдан тиімді бола бастады.
Басқарудың микропроцессорлық құралдарымен БЛК дамуына қарай электр жетегінің ақпараттық бөлімі күрт өзгерді: координаторларды басқаруда функционалдық мүмкіндіктер өсе түсті , бірнеше жүйелердің өзара және сыртқы ортамен өзара әрекеттер мүмкіндіктері, нақтылы ақау іздеу, электр жетектің барлық элементтерін кез келген қалаусыз әрекеттерден қорғау мүмкіндіктері көтерілді. Соңғы 10 - 15 жылдар нарыққа шыққан 600А токқа, 1200 В кернеуге, 30 кГц жиілікке арналған толық басқарылатын кілттер және оларды басқару құралдары, яғни күштік арнаның жаңа элементтік базасы электр жетегінің дамуына концептуалдық өзгеріс әкелді. Осы аспаптар шапшаң кері диодтары бар модульдарға біріктіріліп жиілік түрлендіргіштер құруға негіз болды. Түрлендіргіштер құрылымы басқарылмайтын түзеткіш - L - C фильтр - ендік - импульстік модуляциялы автономдық инвертор (ШИМ) болып түзелді. Бұл деген қуаты 600 кВт дейінгі айнымалы токтың реттелетін электр жетегіндегі негізгі техникалық шешім болды. Соңғы жылдары 3600 А токқа, 6500 В кернеуге арналған IGBT модульдері нарыққа шығарыла бастады.
Басқа да дәстүрлі емес электр машиналарымен қатар реттелетін электр жетегінің жаңа түрі - кентилдік индукторлық жетектер қарқынды игеріліп келеді.
Өте кішкентай роботтардың микрожетектерінде жұқа қабықшалы диэлектриктік қозғалтқыштар қолданылуда. Соңғы жылдары ілемде реттелмейтін электр жетегінен реттелетін электр жетегіне көшу үрдісі қалыптасып дамып келеді. Реттелетін электр жетегін сораптарда, желдеткіштерде, конвейерлерде және т.б. жаппай қолдану жабдықтарының технологиялық деңгейін күрт көтеріп, қомақты энергетикалық ресурстарды үнемдеуге мүмкіндік ашты.
2.2 Электр жетегінің ұғымының анықтамасы
Электр жетек дегеніміз - басқарылатын электрмеханикалық жүйе. Бұл жүйенің міндеті электр энергиясын механикалық энергияға және керісінше түрлендіру, сонымен қатар осы процесті басқару.
Электр жетегінің күштік және ақпараттық деп аталатын екі арналары бар (2.1-сурет). Бірінші арнамен түрлендіретін энергия тасымалданады (2.1-суреттегі жалпақ жебелер), екінші арна бойынша энергия ағынын басқару, жүйенің күй-қалпы, қызметі туралы мағлұматтарды жинау, өңдеу және ақаулықтарды іздестіру жүзеге асырылады. (2.1. -суреттегі жіңішке жебелер).
Күштік арна электрлік, механикалық бөлімдерден және міндетті түрде байланыстырушы буын - электрмеханикалық түрлендіргіштен құралады. Күштік арнаның электрлік бөліміне электр түрлендіргіштер ЭТ кіреді. Электр түрлендіргіштер электр энергиясын өоректендіру көзінен, яғни электр желісінен, генератордан, аккумуляторлық батареядан және т.б. электромеханикалық түрлендіргішке ЭМТ жеткізеді, ал егер қажет болса, электр энергиясының параметрлерін түрлендіруді іске асырады.
Механикалық бөлім электрмеханикалық түрлендіргіштің қозғалмалы бөлігінен, механикалық берілістерден МБ, механикалық энергия пайдалы ұқсатылатын қондырғының жұмысшы бөлігінен құралады.
Электр жетегі бір жақтан электрмен жабдықтау жүйесі немесе электрэнергиясы көзімен, екінші жақтан технологиялық қондырғы немесе машинамен және ақпараттық түрлендіргіш АТ арқылы жоғары деңгейлі ақпараттық жүйемен, үшінші жақтан жиі түрде орындаушы - адаммен өзара әркеттеседі (2.1 - сурет).
2.1 - сурет - Электр жетегінің жалпы құрылымы
Электр жетегі ішкі жүйе ретінде аталған жүйелерге олардың бөлімдері болып кіреді. Нақты алғанда, электрмен жабдықтау маманын электр жетегі, әдетте электр энергиясын тұтынушы ретінде қызықтырса, технолог немесе машиналар конструкторын - механикалық энергия көзі ретінде, АБЖ әзірлейтін және пайдаланатын инженерді оның жүйесімен байланыстырушы жетілдірілген интерфейс ретінде қызықтырады.
Практика жүзінде механикалық энергиямен, қозғалыспен байланысты барлық процестер электр жетегімен іске асырылады. Тек қана, кейбір электрлік емес қозғалтұыщтарды пайдаланатын автономдық көлік құралдары: автомобильдер, ұшақтар, кемелер ғана бқл қатарға кірмейді. Аздаған өндірістік қондырғыларда гидрожетек, ал одан да сирек пневмо жетек пайдаланылады.
Электр жетегінің соншалық кең көлемде таралуы электр энергиясының ең әмбебап энергия болуымен, оның кез - келген қашықтыққа жеткізілуі мүмкіндігімен, пайдалануға тұрақты дайындығымен, кез келген энергия түріне жеңіл айналуымен тікелей байланысты.
Бүгінде аспаптық жүйелерде қуаты микроватт бірлігімен теңдесетін электр жетегі пайдаланылса, ал ірі газ станцияларында компрессор қондырғының электр жетегінің қуаты ондаған мегаваттқа жетеді.
Электр жетегінің айналу жиілігінің диапазоны да осындай мөлшерде, мысалы жартылай өткізгіш кристалдарын тартып шығаратын қондырғының қозғалтқышының білігі оңдаған сағаттарда қозғалыс бірқалыптылығына қатаң талаптарды орындай отырып бір ғана айналым жасайтын болса, қазіргі заманғы жақсы деген станоктың ажарлаушы дөңгелегінің жиілігі 150000 айнмин жетеді.
Қазіргі электр жетегінің қолдану аясы шексіз кең, жасанды жүректен адымдаушы экскаваорға, желдеткіштен радиотелескоп антенесына, кір жуғыш машинадан икемді өндіріс жүйесіне дейін қамтиды. Электр жетегінің теханологиялық аямен тығыз өзара әркеті оның өзіндік ерекшелігі болып табылады және осы жағдай оның дамып жетілуіне қуатты әсер беріп келеді технологоиялық қондырғылар тарапынан үздіксіз қсіп келе жатқан талаптар электр жетегін жетілдіру, оның элементтік базасын дамыту методикалық негіздерін тереңдету қажеттіліктерін анықтайды. Өз кезегінде дамып келе жатқан электр жетегі технологиялық аяға оң ықпал етеді, жаңа, бұрыг қол жетпеген жетпеген мүмкіндіктерді қамтамасыз етеді.
Энергетикалық тұрғыдан алғанда электр жетегі электр энергиясын бас тұтынушы болып табылады, өркендеген елдерде ол барлық өндірілетін электр энергияның 60%-нан астамын тұтынады. Ал, бұл жағдай, энергетикалық ресурстар тапшылығы кезінде электр жетегінде және электр жетегі құралдарында энергия ұнемдеудің өткір мәселесін көтереді.
Мамандардың есебі бойынша, энергетикалық ресурстарды ұнемдеу, мысалы 1 тонна шартты отынды үнемдеу, оны өндіруден екі есе арзанға түседі. Ал келешекте бұл қатынастың өзгеретініне көз жеткізу қиын емес: отын өндіру қиындай түсуде және оның қоры сарқылып барады.
2.3 Электр жетегінің құрамы және міндеттері
Электр жетгінің күштік (энергетикалық) арнасын дәлірек қарастырайық (2.2 - сурет). Айталық, қауат P желіден P1жұмысшы бөлікке (P2) беріледі. Бұл процесс басқаруға келеді және қуатты беру мен түрдендіру кезінде күштік арнаның әрбір элементінде шығасылар ∆P болады.
Электрлік түрлендіргіштің ЭТ міндеті қоректендіру көзінен Ж берілетін кернеуі Uж тоғы Iж электр энергиясын қозғалтқышқа қажет сипаттары U, I электр энергиясын түрдендіру. Түрлендіргіштер басқарылмайтын: трнсформатор, түзеткіш, параметрлік ток көзі және басқарылатын: мотор - генератор, басқарылатын түзеткіш, жиілік түрлендіргіш болып келеді. Олар, біржақты (түзеткіш) немесе екіжақты (мотор - генератор, екі компелкті тиристоры бар басқарылатын түзеткіш) өткізу өабілеті болғанда және энергияның кері ағыны (жүктемеден) болғанда тежелу энергиясын "ағызу" үшін қосымша резистор R пайдаланылады.
2.2 - сурет - Электрлік арна
Электр механикалық түрлендіргіш ЭМТ (қозғалтқыш) электр жетегінде әрқашан болады, электр энергиясын U,I механикалық энергияға M,ω және керісінше түрлендіреді.
Механикалық түрлендіргіш: редуктор, бұрама- бұрандалық қосағы, шығырлар жүйесі, айналшақ - бұлғақ механизм және қозғалтқыштың моментімен М жылдамғын ω технологиялық машинаның жұмысшы бөлігінің ЖБ моментімен Mм (күшімен Fм) және жылдамдығымен ωмүлестіруді іске асырады.
Түрленетін энергияны сипаттайтын шамаларды: кернеулер, токтар, моменттер (күштер), жылдамдықтар электр жетегінің координаталары деп аталады.
Электр жетегінің негізгі міндеті - координаталарды басқару болып табылады, яғни оларды технологиялық процестің талабына сәйкес мәжбүрлі түрде бағытты өзгерту.
Координаталарды басқару электр жетегінің элементтерінің құрылымының рұқсат беретін шектерде іке асырылуы керек және бұл жүйенің жұмысының сенімділігін қамтамасыз етеді. Бұл руалы шектер әдетте жабдықтарды шығарушылар мен оларды оңтайлы пайдаланушылар тағайындаған координаталардың номиналды мәндерімен байланысты болады. Дұрым ұйымдастырылған жүйеде координаторды (энергия ағынын) басқарғанда барлық элементтердегі шығасылар ∆P азаюға және берілген сәтте жұмысшы бөлікке қажетті қуат жеткізілуі тиіс.
Осы мәселелер, яғни әр түрлі электр жетектердің қасиеттері мен сипаттамалары, қалыптасқан - статикалық және өтпелі - динамикалық режимдерде олардың координаталарын қалай дұрыс басқару, энергетикалық қасиеттерді қалай бағалау мен ақырында, электр жетегінің күштік бөлімін құрайды.
2.4 Өндіріс саласындағы реттелетін электр жетектері және электр жетегінің энергетикалық ерекшеліктері
Электр жетегі қазіргі таңда өте кеңінен таралып отырған тақырып екенін сонымен қатар аса жоғары сұранысқа ие болғандығын жақсы білеміз. Кез келген өнеркәсіп орны қолданатын электр жетектері энергияны үнемдеу мақсатында жоғары деңгейде қажеттілікті талап етіп отырған дүние. Электр жетектерінің қолдану аймағы өте үлкен. Мәселен, өндіріс саласындағы реттелетін электр жетектері түрлері келесідей болып табылады:
а) Тау-кен өндірісіндегі электр жетектері;
б) Көтеру механизміндеріндегі электр жетектері;
в) Электрлік тасымалдаудағы электр жетектері;
г) Үзіліссіз тасымалдау электр жетектері;
д) Жеңіл өндірістегі электр жетектері;
е) Мұнай өндірісіндегі электр жетектері және де т. б.
Жоғарыда аталып көрсетілген мысалдардың біріне тоқталайық. Мәселен, мұнай өнеркәсібі. Мұнай-газ өнеркәсібі, әсіресе электр бұрғылау энергия сиымды сала болып табылады, сондай-ақ электр энергияның негізгі көлемін бұрғылау сорғылары мен жүкшығырларының жетектері пайдаланады. Орталықтандырылған электрмен қамту көзнен алынатын электр энергия құнының және электр жүргізу сымының құнының өсуі электрді үнемдеу тапсырмасын бірінші жоспарға шығарады.
Мұнай және газ өнеркәсібінде бұрғылау кезінде бұл тапсырмалар реттелетін жетекті қодану арқылы ұтымды шешіледі.
Жуық арада біздің еліміздің мұнай және газ өндіру кәсіпорындарында реттелетін электр жетектерін енгізудің негізгі көлемі олардың реконструкциясымен байланысты болады. Сонымен бірге тозығы жеткен және моралдық тұрғыдан ескірген жабдықты ауыстырммен қатар электр машиналарын мен тиристорлы түрлендіргішті және реттелетін электр жетегінің басқа да компоненттерін басқару жүйесін комплектілеу жолымен электр жетектерін модернизациялау да мүмкін. Сонымен қатар реттелетін электр жетегін енгізу арқылы электр энергиясын күтілетін үнемдеуі барлық шара бойынша күтілетін үнемдеудің 40% құрауы мүмкін.
Эксплуатацияның ауыр, әрі экстримальды шарттарында реттелетін электр жетектерінің альтернативсіздігі континентальды шельфті қабылдаудың техникалық құралдары үшін осындай электр жетектерін жасаудың ерекше маңыздылығын алғышарттайды.
Мұнай және газ өнеркәсібінің технологиялық қондырғыларының электр жетектерін дамытудың негізгі бағыттары заманауи кезеңдегі электр жетектерін дамытудың жалпы тенденциясымен сәйкес келеді - реттелетін электр жетектерін және жаңа технологиялық жабдықтарды жасау мен бар жабдықты модернизациялау кезінде автоматизацияның компьютерлік құралдарын кең қолдану. Келесі бағыт - сенімділік пен жарылыстан қорғануды жоғарылату.
Мұнай өнеркәсібіндегі элетр жетегінің тиімділігі. Бұл тиімділікті жай ғана келесідей мысалмен көрсетіп кетейін. Мұнай морғы станцияларының барлығында делік мұнай айдау құралы ол сорғы. Ал сорғының экономикалық тұрғыла аз мөлшерде шығын келтіруі ол пайдаланушы кәсіпорын үшін тиімді екені білгілі жайт. Қозғалысты жұмыс мехнизміне хабарлау үшін белгілі бір жылдамдық кезінде кей моментті қосу қажет. Сонымен бірге біліктегі қуат:
P=Mω (2.1)
2.3 - сурет - Бір қозғалтқышты бір жылдамдықты жетектегі энергияның үлестрірілуі
Фрикционды типті редукторды (муфта, белбеу, гидравликалық кернеу жәнет т.б.) қолданып, қарастырылып отырған жабдықтың жылдамдығын реттесе, шарт өзгереді. Бұл жағдайда қозғалтқыш білігіндегі момент пен жұмыс механизм қуаты бірдей, жылдамдықтары әртүрлі (2.3-сурет). Осылайша, қуат айырмашылығы жылуылұ фрикциялық беріліске айналады:
Mωn-Mωpn=Mωn-ωpn=∆P (2.2)
2.4- сурет - Сорғы жетегі ретінде тұрақты жылдамдығы бар қозғалтқыштың редуктормен байланысы
Тағы бір мысал 2.4-суретте көрсетілген. Сорғы жетегі ретінде тұрақты жылдамдығы бар қозғалтқыш қолданылады. Сұйықтық ағымы клапанды ашып ... 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