Жүк көтергіштігі 15 тонна көпірлік кранның көтеру механизмінің скалярлық басқарылатын автоматтандырылған электр жетегі
9
10
11
12
Андатпа
Дипломдық жобада тапсырмаға сәйкес жүк көтергіштігі 15 тонна
көпірлік кранның көтеру механизмінің скалярлық басқарылатын
автоматтандырылған электр жетегі ойлап құрастырылды. Электр жетегі
жүйесі ретінде жиіліктік түрлендіргіш - асинхронды қозғалтқыш жүйесі
таңдалынды және оның
функциональды сұлбасы негізделді.
Автоматтандырылған электржетектің күштік сұлбасын жобаланып, жиіліктік
түрлендіргішті таңдалды және оның элементтерінің параметрлері анықталды.
Аснхронды қозғалтқыштың математикалық моделі келтірілген және басқару
нысанының параметрлері есептелген.
Электржетектің
MATLAB 6.5
бағдарламалық пакетінде имитациялық
модель жасалынды және
қозғалтқыштың негізгі параметрлерінің өтпелі үрдіс кезінде өзгеру
динамикасы көрсетілген. Еңбекті қорғауға , өрттен қорғауға және ортаны
қорғауға қатысты шаралар қарастырлаған ұсынылған электр жетек жүйенің
экономикалық тиімділігі анықталған.
13
Аннотация
В соответствии с заданием в данном дипломном проекте должно было
быть выполнено проектирование автоматизированного электропривода
механизма подъёма мостового крана грузоподъёмностью 15 тонн с скалярным
управлением, что и было сделано. На системы повода электрпривода
выберал "частота преобразователь
функциональды схема обосновалась.
-
асинхронная двигателя" и
Проектирование силовой схемы
автоматизированного электропривода, выбор комплектного преобразователь
и параметры элементов выяснились. Математическая модель ассинхроного
двигателя показано и параметры объекта управления были считанными. В
программных пакетах MATLAB 6.5 электропривода сделалась имитационная
модель и основных параметров двигателя динамика изменения в переходящее
время тенденции показалась. Охрана труд, защищать пожар и середину
защищать электрический повод, который предоставлялись қарастырлаған
касающиеся меры, выяснился экономическая эффективность системы.
14
THE SUMMARY
In accordance with a task in this diploma project, planning of automatic
electric drive of mechanism of getting up of travelling crane had to be executed by a
carrying capacity 15 tons with a scalar management, what was done. On the
systems of occasion электрпривода выберал "frequency transformer
-
asynchronous engine" and a функциональды chart settled. Power layout of
automatic electric drive design, choice complete a transformer and parameters of
elements turned out. Mathematical model of ассинхроного engine it is shown and
parameters of management object were counted. In the programmatic packages of
MATLAB 6.5 electromechanic a simulation model was done and basic parameters
of engine of loud speaker of change in transitory time of tendency appeared. Guard
labour, to protect a fire and middle to protect an electric occasion that
қарастырлаған was given touching measures, turned out economic efficiency of the
system.
15
Мазмұны
Кіріспе
I Технологиялық бөлімі
1.1 Өндірістік қондырғының сипаттамасы және технологиялық үрдісті талдау
1.2 Электржетектің механикалы бөлігінің есептік сулбасын жобалау және
параметрдің есептелуі, кинематиялық талдау сұлбасы
II Электр жетегінің жүйесін таңдау және өндірістік қондырғыны
автоматтандыру
2.1 Дипломдық жобаның тақырыбы бойынша әдебиеттік шолу
2.2 Автоматтандырылған электр жетегіне және автоматизация жүйесіне
талаптарды тұжырымдау
2.3 Электр жетегінің ықтимал нұсқаларын анықтау және оның оңтайлы
жүйесін таңдау
2.4 Автоматтық электр жетегінің функциональды сұлбасын жобалау
III Электрқозғалтқышты таңдау
3.1 Жүктемені есептеу және механизмның механикалық сипаттамалары және
жүкттемелік диаграммасының тұрғызу
3.2 Электрқозғалқышты қуатқа байланысты таңдау
3.3 Қозғалқыштың номиналды жылдамдығын және типін анықтау
3.4 Электржетектің жүктемелік диаграммасын тұрғызу
3.5 Қозғалтқышты қызуын және артық жүктелу қабылетін алдын-ала тексеру
IV Автоматтандырылған электржетектің күштің сұлбасын жобалау және
жиіліктік түрлендіргішті таңдау
4.1 Ықтимал нұсқаларды анықтау және жинақ жиіліктік түрлендіргіштің
типін таңдауды негіздеу
4.2 Күштік электр тізбегінің параметрлерін есептеу және элеметтерін таңдау
4.3 Электржетегінің датчигиниң таңдау
V Электр жетегінің механикалық сипаттамаларын есептеу
5.1 Скалярлық басқару кезінде механикалық сипаттамасын тұрғызу
5.2Электржетектің жылдамдық сипаттамасын есептеу
VI Электржетектің дәл жүктемелік диаграммасын ескере отырып
қозғалтқышты қызуға тексеру
VII Автоматты реттеу жүйесін жобалау
7.1 Автоматтандырылған электржетектің математикалық моделін қуру
7.2 Басқару нысанының параметрінің есептеу
7.3 Басқарушы құрылғының құрылымы және параметрін анықтау
7.4 Электржетектің динамикалық сипаттамаларын талдау
VIII Қауіпсіздік техникасы бойынша шаралар және өртке қарсы техника
8.1 Электр қондырғыларына қызмет көрсету және жөндеу кезіндегі қауіпсіздік
техникасы
8.2 Қорғаныс жерге тұйықтауды есептеу
16
8.3 Өрт хабарлағыштың және автоматтандырудың сұлбасын және жүйесін
жетілдіру
8.4 Қоршаған ортаны қорғау бойынша жүргізілетін шаралар
IX Техникалық шешімдердің экономикалық дәлелдеу
9.1 Жалпы мәліметтер
9.2 Бастапқы шығындарды есептеу
9.3 Пайдалану шығынын анықтау
9.4 Алынған техникалық-экономикалық көрсеткіштерді талдау
ҚОРЫТЫНДЫ
Әдебиеттер тізімі
17
Кіріспе
Кран жабдықтары халық шаруашылығының барлық саласының кешенді
механизациялаудың негізгі құралдарының бірі болып табылады. Жүк
көтергіш машиналарды шығаратын машина жасау саласын кеңейту, ауыр қол
еңбегі жұмыстарын барынша азайту және жою мәселесін шешудегі халық
шаруашылығы дамуының маңызды бағыты.
Қазіргі уақытта жүк көтергіш машиналарды халық шаруашылығының әр
салаларында көптеген зауыттар шығарады, осы машиналар халық
шаруашылығының барлық салаларында пайдаланылады: пайдалы қазбалар
өндірісінде, металлургияда, машиналарды жасап шығаруда, құрылыста, көлік
саласында және т.б. Отандық өнеркәсіп шығаратын жүк көтергіш
машиналардың басым көпшілігінде негізгі жұмыс механизмдірінің
электржетегі бар, сондықтан осы машиналардың жұмыс тиімділігі көбінесе
пайдаланылатын кран жабдығының сапа көрсеткішітеріне байланысты.
Көптеген жүк көтергіш көліктерінде электр жетегі, іске қосудың жоғары
жиілігімен, жылдамдықты реттеудің кең диапазонымен және механизмдерді
қарқындату мен тежеу кезіндегі шамадан артық пайда болатын ... қайта - қысқа
мерзімді жұмыс режимімен сипатталады. Жүк көтергіш машиналардағы
электржетегін пайдаланудың ерекше шарттары электр қозғалтқыштардың
арнайы топтамасын және кран тәрізді аппараттарды жасауға негіз болған.
Қазіргі уақытта кран жабдықтардың құрамында ауыспалы және тұ рақты
токтағы крандық электр қозғалтқыштар сериясы, күш және магнит
контроллерлер, басқару аппараттар, кнопкалы қосыны, шекті ағытқыш, тежеу
электр магниттер және электр гидравликалық итергіштер, іске қосу - тежегіш
резисторлар және әр түрлі крандық электржетегін жинақтайтын бірқатар басқа
да аппараттар бар.
Крандық электржетегінде тиристорлық түрлендіргіштің және радиоарна
немесе бір сым арқылы ретеудің және қашықтықтан басқарудың әр түрлі
жүйелері кең пайдаланатын болды.
Ферромагниттік материалдарын механикаландырылған тасымалдауын
қамтамасыз ету үшін өнеркәсібіміз жүк көтергіш электрмагниттердің екі
сериясын жасайды. Крандарға арналған электржабдықтарын жасап шығару
электротехникалық өнеркәсіптің маңызды саласына айналды.
Практикалық инженерлік есептеулерді жүргізу үшін қазіргі уақытта
жұмыскерлердің пайдалануына жүйелерді оңтайландырудың және олардың
техникалық - экономикалық негіздеудің заманауи бағыттарын білдіретін кран
электржетектерін жобалауда озық және қолжетімді жаңа әдістері қолданысқа
енгізілді.
автоматизированный электропривод крановое оборудование
18
1 Технологиялық бөлімі
1.1 Өндірістік қондырғының сипаттамасы және технологиялық
үрдісті талдау
Көпірлік кран - көпір тәрізді кран, ол жер бетіндегі рельс тартылған
кран жолына тіреледі, ал, жүк ұстайтын орган тірек бойынша жылжыйтын
жүк арбашаға немесе электротальға ілінеді. Ортақ мақсаттағы көпірлік
крандардың жүк көтерілімі 320 тоннаға дейін барады, арнайы мақсаттағы -
630 тоннаға дейін, аралықтар - 60 тоннаға дейін, көтерілім биіктігі - 50 метр.
Ортақ мақсаттағы крандар, жабдықтарды құру кезінде, жөндеу жұмыстар
жүргізу кезінде, негізгі өндіріс цехтарында технологиялық жұмыстар үшін,
қоймаларда, түсіру-тиеу жұмыстарда пайдаланылады.
Көпірдік кранның металлдан жасалған құрылғысы екі негізгі бөліктен
тұрады: тірек және арбаша. Көпір өндірістік бөлменің немесе қойманың
жұмыс аралығын жауып тұрады. Ол екі басты және екі соңғы аралықтан
тұрады. Көпір, жылжу механизмнің қозғалтқыш дөңгелектер арқылы жер
үстіндегі кран рельстеріне тіреледі.
Олар ғимарат мұнаралардың консольдеріне немесе кран эстакадасында
монтаждалған кран асты аралықтарға бекітілген. Дөңгелектер ауыстыратын
механизм арқылы бір немесе екі электр қозғалтқышпен жүргізіледі. Кранның
жүріс дөңгелектері көлденең бағыттайтын доңғалақшалары бар екі
қалқаншасымен немесе қалқаншасыз жасалады. Бас аралықтарда рельстер
бекітілген, онда өз жетегімен арбаша қозғалады. Оның қанқасында бір немесе
екі жүк көтеру механизмі орнатылған, олардың әрқайсысы ілмектен, арқан
полиспасттан, барабаннан, беріліс механизмнен, тежегіштен және электр
қозғалтқыштан тұрады. Кран механизмдері көпірдін темір конструкциясына
ілінген кабинасынан басқарылады, онда жұмыс қауіпсіздігі сақталады және
жан-жақты қарап шығуға мүмкіндік бар, ал, қажет болған жағдайда
арбашадан басқарылады (онда кран аралығы бойында дербес қозғалуға
мүмкіндік болады).
Кранның жұмысы кезінде кранның, арбашаның және ілмектің
бағыттары алмасып тұрады. Көтергіш механизмнің жұмысы жүкті көтеру
және түсіру кезеңдерінен тұрады және бос ілмекті көтеру және түсіру
кезеңдерінен.
Кранның өнімділігін арттыру үшін бірнеше операциялар қатарынан
атқарылады, мысалы, кран мен арбашаның бір мезгілде қимыл жасау. Жүкті
ілмекке ілу кезінде және ілмекті босату кезінде қозғалтқыш ажыратылады
және көтергіш механизмі істемейді.
Әр түрлі жүк көтергіш машиналар мақсаттары бойынша үш топқа
жатқызылады:
19
1) әмбебап жүк көтергіш машиналар - жүк арқандағы ілмек аспа
арқылы крандар, жүкарбалар, тальфер сияқты әр түрлі жүкті көтеруге және
көшіруге арналған;
2) өнеркәсіп, көлік саласында және құрылыста белгіленген
технологиялық операцияларды жасауға арналған жүк көтергіш машиналар;
3) машина жабдықтарын көшіруге байланысты құрылыс, жинақтау және
жөндеу жұмыстарды жүргізуге арналған крандар.
Өз кезегінде, жұмыс шарттары бойынша жүк көтергіш машиналар
келесі шартты топтарға бөлінуі мүмкін:
1) қайта-қысқа мерзімді режимінде және орташа ұзақтығы тәулігіне 16
сағатқа дейін жұмыс істейтін, бөлмелерде пайдаланылатын әмбебаб
мақсаттағы машиналар;
2) қайта-қысқа мерзімді режимінде және орташа ұзақтығы тәулігіне 8-
ден 24 сағатқа дейін жұмыс істейтін, бөлмелерде пайдаланылатын әмбебаб
мақсаттағы машиналар;
3) қайта-қысқа мерзімді режимінде және орташа ұзақтығы тәулігіне 24
сағатқа дейін жұмыс істейтін, ғимараттардың ішінде және далада белгіленге н
технологиялық операцияларды жүргізуге арналған машиналар;
4) қысқа мерзімді және қайта-қысқа мерзімді режимінде жұмыс
істейтін, жалпы жылдық жұмыс уақыты 500 сағаттан аспайтын біржолғы
және эпизодты жүк көтеру операцияларды жүргізуге арналған машиналар.
Әмбебап жүк көтергіш машиналар жүктеме мен жұмыс уақыты
бойынша пайдалану шарттарын, операциялар жүргізудің қарқындығын,
операциялардың жауапкершілік деңгейін ескере отырып жасалады, және
осыған орай пайдаланудың орташаландырылған санаттарына жатқызылуы
мүмкін.
Белгіленген технологиялық операцияларды жүргізуге арналған
механизмдер және мезгіл - мезгіл жұмыс істеуге арналған механизмдер
олардың мақсатына сәйкес белгіленген шарттар бойынша пайдаланылады.
Жүк көтергіш машиналардың көптеген барша жұмыс режимдерін жүйеге
келтіру мақсатында Мемлтехқадағалау машина жетегі бар механизмдердің
жұмыс режимінің келесі санаттарын бекітті: жеңіл - Л, орташа - С, ауыр (или
күрделі) - Т, өте ауыр - ВТ.
Соңғы уақытта, Мемлтехқадағалаудың қолданыстағы сыныптамамен
белгіленген ВТ режимімен салыстырғанда технологиялық кешендерге
тағайындалған бірқатар крандар электржетек жұмысының тым ауыр
режимінде пайдалану үшін жобаланады. Бұл режим, бір сағатта 600 рет және
одан астам іске қосылуда ПВ=100% - ға дейін іске қосу ұзақтығымен
ситпаттанады. Осындай жағдайда режимнің жаңа санаты енгізіледі: аса ауыр
- ОТ. Қазіргі уақытта, ОТ режимін қоса алғанда режимнің бес санатын
қамтитын стандарты бар.
Жүктер тасу жылдамдығы механизмнің өнімділігін және қуаттылығын
белгілейді және жүк көтеру операциялардың тиімділігін ескере отырып
таңдалады, яғни, кран механизмдердің ең бастапқы төмен бағасында қажетті
20
уақыт алу. Оңтайлы жылдамдықты таңдау өте маңызды, оны тек қана
өнімділік, энергия шығыны факторлар негізінде, жылдамдық реттеудің
тиімділігі, сонымен қатар, реттеу жүйесінің техникалық - экономикалық
бағасы негізінде табуға болады. оптимальды жылдамдықты таңдау маңызды
тапсырма болып табылады, оның қажетті шешімі өнімділігінің, энергияны
жұмсаудың, жылдамдықты реттеу мүмкіншілігі мен эффективтілігінің
факторларын, сонымен қатар реттеу жүйесін технико - экономикалық
бағалауын есепке алу негізінде табылуы мүмкін.
Соңғы жылдары тез жүретін жүк көтергіш көліктерінің жылдамдық
параметрлерін оптимизациялаумен байланысты зерттеулер жүргізілген еді.
Осы зерттеулердің нәтижесінде, жылдамдықты белгілі бір шекке дейін
ұлғайтқанда көліктердің өнімділігі жылдамдықпен бірге ұлғая түседі, бірақ
жылдамдықты сол шектен асырып ұлғайта бергенде, кран механизмдерінің
екпіні және тежелуі уақыттарының артуы нәтижесінде, өнімділіктің төмендеуі
байқалатындығы анықталған
Жылдамдық параметрлерінің саралау, механизмнің әрбір түрі (көтеру,
бұру және горизонтальды тасымалдау) үшін жылдамдық шектері болады, сол
жылдамдықтардан асыру жөнсіз екендігін көрсетеді.
жүк көтергіш механизмдердің жылдамдықтарын келесі алғышарттарға
сүйеніп таңдайды:
1) атаулы жылдамдық технологиялық процестің шарттарымен, яғни
циклдің орындалу уақытымен анықталады;
2) атаулы жылдамдық электр желісінің қуатымен немесе белгілі көлемді
жетекті қозғалтқышты орнату мүмкіндігімен шектеледі;
3) атаулы жылдамдық, механизмнің тапсырылған минимальды
жылдамдықтағы реттеу диапазонының функциясы болып табылады;
4) атаулы жылдамдық энергияны ең аз мөлшерде шығындау кезінде ең
жоғары өнімділікті қамтамасыз ету керек.
Біріншіден басқа, жоғарыда аталған жағдайдар үшін жылдамдықтың
шекті шегі орнатылған шамадан аспауы тиіс, ал төртінші жағдай үшін осы
шама ізделіп отырған болып табылады. Бірінші жағдай үшін жылдамдық кез -
келген қажетті мәнге ие бола алады, бірақ жылдамдықтың белгілі бір
шектерінен асырған кезде, арнайы реттеу параметрлері бар жүйелер
қолданылмаған жағдайда, операцияның уақыты қысқармайтының ескерген
дұрыс.
Атаулы жылдамдықты таңдаған кезде, әр түрлі жүктерді қайта өндеу
технологияларымен анықталатын, минимальды жылдамдықтардың мәні зор
болады. Қазіргі кезде жүктерді қайта өндеудің технологиялық үрдістерінің
көбісі үшін жүктерді нақты орнату үшін минимальды жылдамдықтардың
оптамальды шамалары алынған. Осы шамаларды қолданып, тапсырылған
атаулы жылдамдықта, талап етілетін жылдамдықты реттеу диапазондарын
орнатуға немесе белгілі және қол жетімді реттеу диапазоны үшін атаулы
жылдамдықты таңдауға болады.
21
Аралық фиксацияланған
жылдамдықтарды таңдау, ең алдымен,
адамның көршілес фиксацияланған орындар жылдамдықтарының
айырмашылығын аңғаруға байланысты және осы айырмашылықты аңғарудың
негізінде басқарудың келесі операцияларын өткізуге болады. Тәжірибе
жүзінде көтергіш механизмдері жылдамдығының үдей түсу сатыларының
мәндері анықталған. максимальды және минимальды жылдамдықтардың
арасындағы аралықта горизонтальды тасымалдау механизмдерінің
жылдамдығын реттеу жиі қажетті үдей түсулерін есепке алып, екпіннің
немесе тежелудің үдемелелілігін өзгерту жолының көмегімен жүзеге
асырылады.
Жүк көтергіш көліктерінің өнімділігі және сағатына қосылымдарды
өткізу саны жылдамдық параметрлеріне тәуелді болады. Көліктердің
өнімділігі жүкті қайта өндеу операциясын аяқтауға жұмсалатын уақытқа
сәйкес келеді. Жүкті тасымалдаудың белгілі бір траекториясы кезіндегі бір
операция уақытының қысқаруы көлік өнімділігінің жоғарылуын анықтайды.
әрбір көлікте жүк көтеру операциясының фактілі немесе шартты циклі
болады.
Жүк көтеру операциясының толық циклі деп, жүкті строптауды,
арқанның кемістіктерін байқауды, жүкті көтеруді және оны қажетті орынға
тасымалдауды, жүкті түсіруді және орнатуды, жүкті строптардан босатуды
және жаңа операцияны бастау үшін бос ілмекті бастапқы орнына апаруды
түсінеді. Осы кезде жүк көтергіш қондырғысының механизмдері қажетті
минимальды қосылымдардың санына ие болады. Бірақ әр түрлі себептерге
байланысты цикл бойы оператор, реттеу жүйесінің кемеліне жетпейтіндігіне,
иілгіш аспадағы жүктің теңселуіне, басқару тәжірибесінің жетіспеуіне, т.б.
байланысты, тағы да бір қатар қосылымдарды өткізеді. Осындай қосымша
қосылымдардың саны қажетті қосылымдардың санынан 2 - 4 есе асуы мүмкін.
Эффективтілігі жоғары жүк көтергіш көліктерді ойлап шығару үшін,
қосылымдардың фактілі санын минимальды қажеттіге дейін жақындату
маңызды тапсырма болып табылады. қазіргі уақытта реттеудің ең сапалы
жүйелері, минимальды қажеттіден тек 1,5 есе көп болатын қосылымдардың
орташа санымен операциялардың орындалуын қамтамасыз етеді, ал
параметрикалық реттеудің ең көптеген жүйелері жүкті тасымалдаудың бір
циклінде 20 - 30 дейін қосылымдарды қажет етеді, ол минимальды қажетті
қосылымдардан 5 - 6 есе көп. Әр түрлі механизмдерде сағатына
қосылымдардың саны Л режимінде 40 - 60 болатын болса, ВТ режимі кезінде
500 - 600 дейін жетуі
мүмкін. Қолдану диапазоны кең, тұрақты
жылдамдықтарды қамтамасыз ететін, басқару жүйелерін өндіруді құрастырған
және игерген кезде жүкті қайта тиеу жұмыстарының өнімділігін бр уақытта
жоғарылату кезіндетмеханизмдердің қосылым санының төмендеудің жалпы
тенденциясы байқалады.
Осы жобада біз, жөндеу-механикалық және құрастыру цехтерінде
жүктерді көтеру мен тасымалдауды атқаратынын, жүк көтерімділігі 15
22
тоннадан астам жұмыстың орташа режиміне жататын екі арқалық көпірлі
кранды таңдадық, оның жұмыс циклі төменде келтірілген:
1. Атаулы жүкті атаулы жылдамдықпен белгіленген биіктікке көтеру;
2. Үзіліс (жүкті белгіленген орынға апару);
3. Атаулы жүкті белгіленген биіктіктен нөлдік белгіге дейін атаулы
жылдамдықпен түсіру;
4. Үзіліс (жүктен босату);
5. Бос ілмекті белгіленген биіктікке жоғары жылдамдықпен көтеру;
6. Үзіліс (кранды бастапқы орынға орналастыру);
7. Бос ілмектібелгіленген биіктіктен нөлдік белгіге дейін жоғары
жылдамдықпен түсіру;
8. Үзіліс (жүктеу).
1.2 Кранның көтеру механизмінің кинематикалық сұлбасын талдау
Электржетекті жобалау үшін берілген техникалық деректер:
Механизмнің жүк көтеруі (1.1 сурет) ілгіштік асылғы , полиспаст,
барабаннан, жіберуші құрылымның (редуктордың, жалғастырғыштардың,
үйінділердің), тежеуіштен және электрқозғалтқыштан құралады. Механизинің
түйіндер іжәне металқұралымындар корсетілген. Жүк көтеру канаты
жиылыстанб
шығырлардан қатал және ығыс-
тежеушілермен
сақтандырылады. .
23 Максимал көтеру биіктігі, Hmax, м
12,5
Номиналды жылдамдық , Vном ,мc
0,2
Ілгіштің салмағы , mk, кг
700
Барабанның диаметрі, DБ, м
0,64
Полиспас еселігі , i
4
Редуктордың беріліс саны, j
26
2
Барабанның инерциялық моменті, Jб, кгр
1200
Берілістің номиналды ПӘК , ƞп.ном,%
85
Ілгіштің жылдамдығы , ПВ, %
10
Жүк көтеру қабылеті ,тонна
15
1 - электрқозғалтқыш; 2 - жалғастырғыш; 3 - тежеуіш; 4 - редуктор;5-барабан;
6 - полиспаст
1.1 сурет - Көтеру механизмінің кинематикалық сұлбасы
2.Электр жетегінің жүйесін таңдау және өндірістік қондырғыны
автоматтандыру
2.1 Кранның электр жетегі бойынша әдебиеттік шолу
Өндірістік үрдістерді кешенді механизациялауды және
автоматтандыруды, қолмен жүкті тиеу - түсіру жұмыстарын жоюды жүзеге
асырудағы мағызды рольды көтергіш-тасымалдау машиналары
атқарады.
Жүкті ауыстырып тиеу жұмыстары кезінде ауыр жұмысты маңызды қысқарту
негізінен жүкті іліп алу операцияларын, жүктерді нақты орналастыруын,
сонымен қатар жүк көтергіш машиналарды басқару үрдістерін
автоматтандыру жолымен өткізіледі. Осы тапсырмалар электр жетегінің
көмегімен шешілетіндіктен, заманауи жетектерін енгізу мен жетілдірудің
маңызы арта түседі.
Қазіргі кезде крандық электр жетегінде толық тиристорлық реттеу
жүйелері және әр түрлі басқарылатын және басқарылмайтын жартылай
өткізгіш түзеткіштер, солармен бірге бөлек күш беретін жартылай өткізгіш
қондырғылар пайдаланатындықтан, салыстырмалы төмен шығындарда
механизмдерді ауыстыру жылдамдығын маңызды реттей алатын жүйелерді
алуға мүмкіндік береді. Эксплуатациялық қызметкерлерін қысқарту үшін, жүк
көтергіш машиналарды радиоканал бойынша (дистанциялық) басқару
жүйелерін, соның ішінде крандарды қолданылады. Осы жүйелердегі
24
максимальды эффектіге, жылдамдықты тұрақты реттеуін қамтамасыз еткен
кезде жетеді.
Механизмдерді және электр қондырғыларын жүктеудің жаңа
саралануын, сонымен қатар жаңа басқару жүйелерін, соның ішінде
радиоканал бойынша басқаруды қоса, және жылдамдықты реттеудің әр түрлі
жүйелерін есепке ала отырып, крандарға арналған электр қондырғыларын
таңдаудың жаңа тәсілдеріне негізінен көңіл бөлінеді.
Көпірлі крандарды көтеру механизмдері белсенді жүктелетін циклды
әрекет ететін механизмдерге жатады. жалпы жағдайда осы механизмдердегі
жұмыстың циклі технологиялық үрдіспен анықталады, бірақ табиғи
қозғалтқыштардың таңдауына динамикалық режимдер: іске қосу, реверс,
тежелу әсер етеді.
Отандық өнеркәсіптерде өнделетін жүк көтергіш машиналардың
көбісіндегі механизмдерде электр жетегі болады, сондықтан осы
машиналардың өнімділігі және әсер ету эффективтілігі қолданылатың
крандық электр қондырғысының сапалық көрсеткіштеріне маңызды дәрижеде
тәуелді болады. Соңғы уақытта заманауи крандық электр жетегі
құрылымында және қолданылатын басқару жүйелерінде маңызды өзгеріске
ұшыраған.
Жалпы тағайындалатын ең бұқаралық крандар үшін қысқа жалғаушы
қозғалтқыштың негізінде электр жетектері кеңінен қолданыла бастады,
крандардың маңызды бөлігі еденнен басқару негізінде шығарылады, ал
жұмыстың ауыр режимдеріне арналған тез жүретін крандар, энергиялық
қорды үнемдеуге қойылатын талаптарының жиі жоғарылауы кезінде,
жылдамдықты терең реттеуді, іске қосудың және тежелудің бір
қалыптылығын қамтамасыз ететін, әр түрлі тиристорлық жүйелерімен
толымдалады.
Жүк көтергіш крандардың көбісі, жүктерді қайта өндеу кезіндегі
шарттардың жиі ауысуымен сипатталады, сондықтан құрамында электр
жетектері бар крандардың механизмдері, массасы, мөлшері, пішіні бойынша
әр түрлі, және өндірістік ғимараттардың немесе ашық жүк алаңдарының
жағдайларында, жиі өзгеретін жүктермен жүмыс істеуге максимальды
дәрижеде бейімделу керек.
Көптеген крандық электр жетектеріндегі жүктеудің өте кең өзгеру
диапазоны, жетекті электр қозғалтқыштарының, басқару және қорған у
аппаратурасының есептік параметрлерін таңдауға ерекше тәсілдемені талап
ететін, басты факторлардың бірі болып табылады.
2.2 Автоматтандырылған электр жетегіне және автоматизация
жүйесіне қойылатын талаптарды тұжырымдау
Электр жетегінің құрылымын таңдағанда технологиялық үрдістің,
дәйектілік талаптарының, басқарудағы орамдылығының, жөндеу
25
ыңғайлылығының ерекшеліктерін есепке алу керек. Көптеген жағдайда
оператормен басқарылатын, көпірлі крандарды көтеруші механизмдерінің
электр жетектерін пайдалану қарапайымдылығына және қажетті
жылдамдылықты реттеу диапазонын қамтамасыз еткен кездегі сенімділігіне
қатаң талаптарды ұсынады. Атаулы жүкті көтеру және түсіру кезіндегі реттеу
диапазоны жүкті түсіру кезіндегі минимальды жылдамдықпен анықталады.
Осы диапазонның шамасы технологиялық үрдіске және кранның атаулы жүк
көтерімділігіне тәуелді болады. Осылайша, жұмыстың орташа режимнің жүк
көтерімділігі 15 тоннадан астам крандар үшін реттеу диапазоны D 20 :1 және
де, бос ілмекті көтеру және түсіру кезіндегі жылдамдылық, атаулы жүкті
көтеру кезіндегі жылдамдылықтан 1,5 - 2 есе көп болу тиіс. Аталған кластың
электр жетектері үшін, жұлқынуды лезде төмендету нәтижесінде жүктің
шайқалу амплитудасын азайтатын, өтпелі үрдіс кезіндегі жылдамдықтың
бірқалыпты өзгеруі маңызды талап болып табылады.
Белгіленген талаптарды орындау үшін электр жетегін басқаратын
жүйесі, әсіресе өтпелі режимдерде жұмыс істеу кезінде, жартылай немесе
толық автоматтандырылған болу керек.
Көпірлі кранның электр жетегі жүйесіне қойылатын негізгі талаптарды
былай тұжырымдауға болады:
1. Көтеріс контроллерінің алғашқы қалыптарында қозғалтқыш, электр
желісінің қуаты атаулыдан 90 % құрағанда және жүктеменің мөлшері ең аз
болғанда, қалаулы минимальды жылдамдық атаулыдан 30 % аспайтын болса,
атаулы жүктің түсіру мүмкіндігін болдырмайтын, іске қосылу кезеңін дамыту
керек.
2. Басшылық контроллердің тұтқышын жылдамдылықты төмендету
бағытына қарай қозғалтқанда, соңғысы уақытша да жоғарыламауы тиіс. Ол,
бірінші қалыптан нөлдікке ауыстыру кезінде, алғашқы жағдайда қатысты
болады, механикалық тежеудің кешігуі түсірудің төменгі жылдамдылығының
жоғарылауына әкелмеу керек.
3. Электр тежеуінің жүйесі, жүктің мөлшері атаулыдан 125 %, ал электр
желісінің қуаты атаулыдан 90 % құрағанда да, жүктің баяулауын сенімді
қамтамасыз ету керек.
4. Жүктің қозғалуы, схемадағы ақаулылық болған жағдайларда да, тек
басшылық қондырғысымен орнатылатын бағытта ғана өту керек. Соңғы
жағдайда жүк жылжымай қалуы мүмкін.
Крандық
механизмдерге арналған жүйені таңдау салыстырмалы
көрсеткіштерді талдау негізінде жүзеге асырылады.
Электр жетегі жүйелерін Экономикалық бағалау бастапқы
шығындармен, жөндеуге жұмсалған эксплуатациялық шығындармен, сонымен
бірге күрделі жөндеуге дейін (10 жыл) пайдалану кезеңінде крандық
механизмдердің екпініне және тежелуіне тордан электр желісінен
пайдаланылатын энергия шығындарымен байланысты минимальды
шығыстардың қағидатына негізделу керек.
26
Экономикалық бағалау белгілі бір әдістеме бойынша есептеу арқылы
жүзеге асырылуы мүмкін. Ең жақсы экономикалық көрсеткіштері не ие
болатын жүйе таңдалып алынады. Егер салыстырылатын жүйелердің
экономикалық көрсеткіштері жақын (айырмашылығы 15 % аспаған жағдайда)
болса, онда массалық габариттік көрсеткіштері және электр қондырғыларын
орналастыру шарттары бойынша қосымша бағалау өткізіледі. Көтеру
механизмінің электр жетегіне қойылатын талаптардың маңыздысы жүктеудің
белсенді кезіні әсер еткенде сенімді тежелуін қамтамасыз ету болып
табылады. Осы кезде энергияны үнемдеу
мақсатымен, әсіресе,
қозғалтқыштардың қуаттары 30 кВт астам болғанда, рекуперативті тежеуді
қолдананған лайықты болады.
2.3 Электр жетегінің ықтимал нұсқаларын анықтау және оның
оңтайлы жүйесін таңдау
Жылдамдылықты реттеу диапазоны 20:1 астам болатын реттемелі
крандық электр жетектері үшін электр жетегінің келесі жүйелерін қолдануға
келеді:
1. Кернеудің тиристорлық түрлендіргіші - қозғалтқыш жүйесі (ТТ-Қ
жүйесі);
2. Кернеудің тиристорлық реттегіші
- асинхронды қозғалтқыш
жүйесі (КТР - АҚ жүйесі);
3. Жиіліктік түрлендіргіш - асинхронды қозғалтқыш жүйесі (ЖТ-АҚ
жүйесі);
4. Асинхронды қозғалтқышы және, түзетілген тоқ тізбегінде сырғанау
энергиясын рекуперацияламайтын импульсты реттеуіші бар жүйесі (АҚ-ИР
жүйесі);
5. Асинхронды қозғалтқышы және, түзетілген тоқ тізбегінде сырғанау
энергиясын электр желісіне
рекуперациялайтын импульсты реттеуіші бар
жүйесі (АҚ-ИР-И жүйесі).
Осы жұмыста аталған крандық электр жетектері жүйелерінің
энергетикалық және экономикалық көрсеткіштерінің салыстырмалы талдауы
жасалған, технологиялық циклдың механикалық жұмыс бірлігін атқару
кезінде электр қуатын азырақ пайдалынатын электр жетекгінің жүйесі ең
эффективті болып саналады.
Кранның жұмыс цикліне жүкті көтеру, оны қажетті қашықтыққа
тасымалдау, жүкті түсіру және строптау үшін іркіліс этаптары кіреді.
Стандартты қосылу ұзақтығы ҚҰ=40% тағайындалған, сонымен қатар жұмыс
циклінде төмен жылдамдықпен қозғалу аумақтары кездеседі.
Электр жетегі жүйесін тиімді қолдану шекараларын анықтау кезінде
салыстырылатын жүйелердің тек энергетикалық көрсеткіштерін ғана емес,
сонымен бірге келтірілген жылдық шығындарын да бағалау керек.
27
Біз қарастыратын кран жүк көтерілімділігі 15 тоннаға дейін көтеру
механизм қозғалтқышының қуаты 15 кВт астам және реттеу диапазоны D
20 :1 болатын, орташа жұмыс режиміне жататын, жөндеу-механикалық және
құрастыру цехтерінде жүктерді көтеру мен тасымалдауды атқаратынына
сүйенсек, онда жоғарыда айтылғанның негізінде көпірлі кранның көтеру
электр жетегінің тиімді жүйесі ретінде ЖТ-АҚ жүйесін дәлелді қабылдауға
болады.
Содан басқа, басқа электр жетегінің жүйелерімен салыстырғанда, ЖТ-
АҚ жүйесі дистанциялық телемеханикалық басқаруды жүзеге асыру үшін
жақсырақ бейімделгенін ескеру қажет.
2.4
Автоматтық
электр
жетегінің
функциональды
сұлбасын
жобалау
Функциональды схема ретінде 1=const заңын жүзеге асыру үшін,
құрамында асинхронды қозғалтқышы, кернеу және жиілік реттегіші,
үдемелілік салушы , функциональды түрлендіргіштің,
тоқ бойынша кері
байланысы бар тетігі болатын жиілікті түрлендіргіштің схемасын аламыз.
Автоматтық электр жетегінің функциональды схемасы сурет 2.1
келтірілген.
ЗИ - қарқын деңгейін бергіш; ЖР-жиілікті ретеуіш; КР-кернеуді реттеуіш;
ФТ-функционалды түрлендіргіш; ЖТ-жиіліктік түрлендіргіш; ТД-ток датчигі;
АҚ-асинхронды қозғалтқыш.
2.1 сурет - Электр жетегінің функционалды сұлбасы
28
3 Электрқозғалқыты таңдау
3.1 Жүктемені
есептеу және механизмның механикалық
сипаттамаларын және жүктемелік диаграммасының тұрғызу
Механизмның технологиялық параметрлері:
номиналды көтеру жылдамдығы , мс
көтерудың ең көп биіктігі , м
қосылудың ұзақтығы, %
0,2
12,5
10.
Технологиялық процесс циклі мынадай операциялардан тұрады:
ілгіштің көтерілуі, жүкті төмен түсіру, жүкті тиеу, жүкті алты метр
биіктікке көтеру, жүкті төмендету, жүкті түсіру.
Жүкті көтерген кездегі статистикалық қуат:
(
)
(
)
,
(3.1)
mк - ілгіштің салмағы, кг
mном - жүктің номиналды массасы, кг,
vном - жүк көтерудің(түсірдін) номиналды жылдамдығы, мc,
ηпном - кинематикалық сұлбасының номиналды ПӘК,
g - ауырлық күшінің үдеуі, мс2
Жүкті төмендету кездегі статикалық қуат:
(
)
(
)
(
)
(
)
(3.2)
Ілгіш көтеру кезіндегі статистикалық қуат:
(3.3)
п - беріліс ПӘК, ол кинематиялық тізбекке және жүк салмағына
байланысты шама
п
1
пном
1
kз
1
1 0, 07
0,85 0, 029
0, 28 ,
(3.4)
- 0,07 тең етіп қабылданған коэффициент;
kз - жүктеу коэффициенті
29 0, 07
(3.5)
Ілгіш түсіру кезіндегі статистикалық қуат:
(
)
(
)
(3.6)
Енді технологиялық операцияның орындалу уақытын есептейміз:
(3.7)
Цикл уақытын есепейміз:
, tр = 2·62,5+2·31,25 = 187,5 с,
,
(3.8)
(3.9)
(3.10)
tц = 30 мин 10 мин болғандықтан жұмыс режимі қысқа уақытты -
қайталанбалы болады.
Үзлістің
∑
толық уақыты:
(3.11)
Σtо = t01+ t02+ t03+ t04
(3.12)
Қабылдаймыз t01 = t03 = 422 с, t02 = t04 = 422 с
Есептеу нәтижелерін пайдалана отырып механизмнің жылдамдықтық
және жүктемелік диаграмасын тұрғызамыз.
30
3.1 сурет - Жылдамдықтық және жүктемелік диаграммалар
3.2 Электрқозғалқышты қуатқа байланысты таңда
Баламалы қуатын анықтаймыз. Жұмыстық кезеңдегі статискалық
баламалы қуат:
√
(
)
(
)
√
(
(
)
(
)
,
Осы қуатты ҚҰ=100% режимі үшін анықтаймыз
(3.13)
(
)
(
) √
(
)
3.3 Қозғалтқыштың номиналды жылдамдығын және типін анықтау
Рес = Рсэ * Кзап =8707,528 * 1,2 = 10449,03Вт
Кзап=1,05 - қор коэффициенты
Формула бойынша nном табамыз :
(3.15)
j ред
D nном
ном 60 i
31
(3.16)
⁄
(3.17)
Тізімдемеден Рес сәйкес қозғалтқышты таңдағанда Рн Рес болу керек
4АН180S8У3 типті қозғалтқышты таңдаймы, nо=750 айнмин.
Қозғалтқыштың тізімдемеден алынған мәндері:
Қозғалтқыштың
Т-тәріздес
орынбасу
сұлбасының
параметрлерін
анықтау (3.1 сурет):
- негізгі индуктивті кедергісі;
-стартор орамасының активті кедергісі;
-стартор орамасының индуктивті кедергісі;
-статор орамасына келтірілген ротор орамасының активті
кедергісі;
-ротор орамасының индуктивті кедергісі;
Т-тәріздес орынбасу сұлбасы мен электр машиналардың жинақталған
динамикалық сұлбасы негізінде қысқаша тұйықталған роторлы асинхронды
қозғалтқыштың және динамикалық модельді өңдеу математикалық
сипаттаумен орындалады.
32 Қозғалтқыш түрі
4АН180S8У3
Номиналды қуаты, кВт
15
Номиналды айналу жиілігі, обмин
621
ПӘК, %
0,86
Қуат коэффициенті
0,8
номиналды кернеуі ,В
380220
Максималды момент еселігі , Нм
1,9
Іске қосу моментінің еселігі
1,2
қозғалтқышының инерциялық моменты Jдв,
2
кг м
0,235
Жүргізу тогының номинал токқа қатынасы
5,5
шектік сырғанауы sк, %
13
Жылдамдық, обмин
750
Сурет 3.1 - Асинхронды қозғалтқыштың Т-тәріздес орынбасу сұлбасы.
Электрқозғалтқыштың параметрлерін есептейміз.
Фазаның кедергісі,Ом
ZФ
UФН
I1Н
,
(3.18)
I1Н -стартордың номиналды фазалық тоғы,
I1H
PH
3 UФН H cos H
,
(3.19)
(3.19)
Қысқа тұйықталу кезіндегі индуктивті кедергісі,Ом
(3.20)
33
3.4 Электржетектің жүктемелік диаграммасын тұрғызу
Электржетектің жүктеме диаграммасы қозғалтқышты алдын-ала қызуға
және артық жүктелу қабілетіне
тексеру үшін пайдаланылады. Алдымен
электржетектің ілгішті көтеру кезінде және жүкті
көтеру кезінде толық
инерциялық моменттерді (J2), (J1) анықтаймыз.
Сызықтық үдеуді: а=0,2 мс2етіп қабылдаймыз. Қозғалтқыштың
номиналды жылдамдығы:
Келтірілген радиус:
Руқсат етілген бұрыштық үдеуі:
⁄
⁄
,
⁄
,
(3.21)
(3.22)
(3.23)
Барабанның инерциялық моменті : Jб = 1200кг* м2
Электржетектің жүк көтеру кезіндегі инерция моменті:
(
)
(
)
(
)
кг*м ,
(3.24)
δ= 1,2 - электржетектің айналмалы бөліктерінің инерциялық моментін
есепке алатын коэффициент
Электржетектің ілгішті көтеру кезіндегі инерциялық момент:
(
)
(3.25)
ілгішті көтеру және түсіру кезіндегі удеу уақыты:
(3.26)
(3.27)
34
Жылдамдықтың өзгерісінің cызықтық заңын қабылдап, электржетегінің
динамикалық моментін Мдин анықтаймыз:
Мдин = J
dw
dt
= J Љ"· ,
(3.29)
Элетржетектің динамикалық моменты M дин :
M дин1 = J1* доп= 12.5*65,1 = 813.75 Н*м
M дин 2 = J 2 * доп = 9,46* 65,1 = 615,8 Н*м
(3.30)
Жүктеме диаграммасының
әрбір интервалы үшін қозғалтыштың
моментін келесі формуламен есептеге болаы:
М = Мс + Мдин = Мс + J Љ"·
(3.31)
Циклдің барлық кезеңіндегі статистикалық моментті есептейміз:
,
(3.31)
,
(3.32)
,
Ілгішің екпіндеуі және түсіру кезіндегі электромагниттік момент :
(3.33)
,
Ілгішті тұрақты жылдамдықпен түсіру кезіндегі электромагниттік
момент:
(3.34)
35
Ілгішті тежеу және түсіру кезіндегі электромагниттік момет:
(3.35)
,
Жүктің екпіндеуі және көтерілуі кезіндегі элетромагниттік момент :
(3.36)
,
Жүктің тұрақты жылдамдықпен көтерілуі кезіндегі электромагниттік
момент:
,
(3.38)
,
Жүкті көтерілужағдайында тежеу кезіндегі электромагниттік момет:
(3.39)
Жүкті түсіру жағдайында екпіндеу кезіндегі электромагниттік момент :
(3.40)
Жүкті тұрақты жылдамдықпен түсіру кезіндегі электромагниттік
моменті:
(3.41)
Жүкті түсіру жағдайында тежеу кезіндегі электромагниттік момет:
(3.42)
36
Ілгішті көтеру үшін екпінді кезіндегі элетромагниттік момент:
(3.43)
Ілгішті түпкілікті жылдамдықпен көтеру кезіндегі электромагниттік
момент:
(3.44)
Ілгішті көтеру жағдаыйнда тежеу кезіндегі электромагниттік момет:
(3.45)
,
Алынған мәндерді пайдаланып электржетектың диаграмасын құрамыз.
3.2 сурет - Электржетектің жүктемелік жене жылдамдық диаграммасы
37
3.5 Қозғалтқышты қызуын және артық жүктелу қабылетін алдын-
ала тексеру
Электржетектің оңайлатылған жүктің диаграммасын
қозғалтқышты
қызуға
және артық жүктелу қабылетін тексеру үшін пайдаланылады.
Электржетек айнымалы жүкпен циклдік режимде жұмыс істейді.
Қозғалтғышты қызуға тексеру үшін баламалы момент әдісін пайдаланамыз.
Қозғалтғыштың қызуына байланысты дұрыс таңдалуы төмендегідей болады:
Mэ Mном.
(3.45)
Қысқауақытты-қайталама
режим
кезінде ніңжұмыс уақытындағы
баламалы момент тек жұмыс кезңдері үшін анықталады:
M э
n
i 1
m N
i 1 i 1
.i M 2 .i
,
(3.46)
M р.i - i-інші интервалдағы момент,
tр.i -
i-інші интервалдағы жұмыс істеу ұзақтығы,
n- циклегі жұмыстық интервалдар саны,
m- көтеру және тежеу интервалдар саны,
N-
тұрақталған қозғалысты интервалдар саны,
t·. .i - i-інші интервалдағы іске қосылуы(тежеу) ұзақтығы,
0 - іске қосу (тежеу)
кезінде салқындаудың нашарлауын есепке
алатын коэффициент,
t y.i - i-інші интервалдағы тұрақты қозғалыстың ұзақтығы
√
(
) (
)
(
(
)
(
)
)
(
)
(3.47)
=455,18H м,
о
0, 7 ,
2 2
(3.48)
β - электрқозғалтқышты электр желісінен ажыратқан кезде оның
салқындауының нашарлауын есепке алатын коэффициент коэффициент.
38
t
1 о 1 0, 4
Бұл баламалы момент ҚҰ=10% болған кезде табылған, оны ҚҰ=100%
болған жағдайға қайта есептейміз:
(
)
(
) √
(3.49)
Қозғалтқыштың номиналды моменты:
(3.50)
Мэ Мном
қанағаттандырады.
,
, яғни
қозғалтқыш қызу шарттарын
Жүктеме
диаграммасы бойынша максимал момент 1217,34 Нм,
қозғалтқыштың артық жүктелу қабылетін тексереміз:
(3.51)
Демек, қозғалтқыштың артық жүктелу қабылеті қанағаттандырарлық.
4 Автоматтандырылған электржетектің күштік сұлбасын жобалау
және жиіліктік түрлендіргішті таңдау
4.1 Ықтимал
нұсқаларды анықтау
және
жинақ
жиіліктік
түрлендіргіштің типін таңдауды негіздеу
Комплект түрлендіргіш ретінде скалярлық басқару немесе векторлық
басқаруға болатын
жиіліктің түрлендіргішті пайдалануға болады. Себебі
біздің түрлендіргішті реттеу шағын диапазонын қамсыздандыруға керек, сол
біздің мақсаттарымыз үшін жиіліктіңтүрлендіргішті скалярлық басқармамен
басқарылады.
Түрлендіргіштің күштік бөлігініңқұрамында келесі компонентерден тұрады:
түзеткіш, инвертор, сүзгіш, тежеу резисторы, қорғау түйіншектері.
Себебі кернеудің амплитуда және жиілік түрлендіргішпен терістеуіште
реттейді, сол түзеткіш мүмкін диодтарда орында, ал басқар
түзеткіште
схемалы тежеуіштің резисторы үшін керек.
Қозғалтқыштың тоғына жене қуатына байланысты, жиілікті түрлендіргіш
таңдаймыз.
Осы уақытқа дейін біздің талаптарымызды қанағаттандыратын көп
түрлендіргіштербар, айталық Hitachi, Siemens, ABB және тағы басқалар.
39
ABB фирмасының комплект түрлендіргіші ACS 601-0020-3 үлгісінің
таңдаймыз. Таңдап алынған түрлендіргіштің техникалық деректерлері:
номиналды қуаты,кВт
түрлендіргіштің шығысындағы номиналды тоғы, А
өткінші шамадан тыс тоғы, A
Үш фазалы кернеуі , В , Гц
түрлендіргіштің салмағы, кг
fk= 1 кГц.
15
32
123
380,50
50
4.2
Күштік электр
тізбегінің
параметрлерін
есептеу
және
элементтерін таңдау
Күштің тізбек үшін таңдап алынған жиіліктік түрлендіргіш тің құрамы
келесіндей:
түзеткіш-түзеткіштің элеметтерінің қүрамында диод пайдаланылады;
инвертор - инверторкілттерінің сапасына IGBT жинақтамалытранзистор
мен қайталама диодтар пайдаланылады, жиіліктің реттеудің шығысындагы
инвертор жене шыға берісінде жолымен инвертор кілтінің ауыстырып-
қосуының, жиілігінің өзгерісін жүзеге асады, ал кернеудің көтерілуін
аумағының реттейтішығысындағы инвертор
арқасында кеңдік импульсты
модульдеу жүзеге асырылады;
тежеублогі- резистивті жиілікті тежеуі үшін пайдаланылады;
LC- сүзгіш - кернеудің сүзу үшін;анодтық реакторлар - коммутацилық
кедергінің және қысқа тұйықталудың үдеуінің жылдамдығының шектеуінің
сүзу үшін пайдаланылады.
Асқын кернеуден сақтау тізбегі;тоқтыың асып кетуінен сақтау кедергісі;
Жоғарыда айтылған, электржетектің күштің схемасы 4.1 суретте көрсетілген.
Электржетектің күштің бөлігінің бас схемасы 4.1 суретте және келесі күштік
элементер :
L1.L3 - токты реттеуыш реактор,токтың араалығын реттеугу арналған;
R - тежеу кедергісі;
C- түзеткіштің сыйымдылығы;
VT1.VT6 - транзисторлары;
R - тоқты реттеуіш кедергісі;
VD1.VD6 - түзеткіштік диодтары.
VD7.VD12- терістеуіштің қарама-қарсы диодтары;
ДТ-датчик тоғы;
ЦЗП - асқын кернеуден қорғау;
L ДР - дроссель.
40
4.1 сурет - электржетектің күштік тізбегінің принципиалды сұлбасы
Статордың номиналды фазалық тоғы:
(4.1)
Күштік кілт арқылы жүретін орташа ток
Iн. ср. = kз. Imax,
(4.2)
kз - шамадан тысты тоққа кілттің коммутациясын есептескіш қордың
еселігінің, kз =2;
Imax - инвертордың күштік тізбегінің иініндегі токтың амплитудалық
мәні:
√
√
,
(4.3)
Iном - қозғалтқыштың номиналды тоғы, А.
(4.4)
Күштік кілттің жумыстық кернеуі:
Uраб. = Umax + Uп. н.,
Umax - кернеудің амплитудалық мағынасы ивертордың күштік
қатарында ;
Uп. н. - асқын кернеудің коммутацилық кілті, В.
U max 2 U л 2 380 537, 4 В,
Uл = 380 -линиядағы кернеуі.
41
(4.5)
(4.6)
Асқын кернеудің мәнін қабылдаймыз:
Uп. н. =600В.
(4.5) өрнегі мына түрде жазылады:
Uраб. = 537,4 + 600 = 1137,4 В.
Негізгі формулаларға(4.4) және(4.6)
(4.7)
тізімдемеге [2] IRGPH50KD2
күштің үлгі түрінде жарты көпірлік қарама-қарсы диодтармен шығады.
Максималды руқсат етілген кернеу, берілген вентелдің қайталама импульсты
кернеудің ықтимал мәнінен артуы керек:
kзu kс Uобр.m. U DRM ,
(4.8)
k - қор коэффцентіжәне кернеу, kзu (1,3 1,5) ;
k - желідегі кернеудің ықтимал көтерілуін есепке алатын коэффициент;
k 1,1;
U . . - вентилдегі максимал кері кернеу;
U . . 6 U ,
Uф - фазалық кернеу, Uф = 220 В;
Uобр.m. 6 220 538,88 В.
1, 4 1,1 538,88 829,87 1200 ,
Күштік сүзгіш үшін конденсатор таңдаймыз.
Күштік сүзгішінің конденсаторының толық сыйымдылығы:
(4.9)
C
U dTн
3Rн U c
(4.10)
Ud - түзетілген кернеуінің орташа мәні:
Тн =0,001 - жүктің (транзистордың коммутациясының жиілігі) уақыт
тұрақтысы;
Rн=0,069 Ом , жүктеменің активті кедергісі;
Uс - конденсатордың кернеуінің руқсат етілген өсуі.
42
Түзететілген кернеудің орташа мәні
Ud = kсх.Uф = 2,34.220 = 514,8 В,
Uф =220 фазалық кернеуі;
kсх = 2,34 - сұлбадағы коэффициет үш фазалы түзеткіш үшін.
Конденсатордағы қосымша кернеудың көтерілуі:
Uс = 0,1. Ud = 0,1.514,8= 51,5 В.
Жүктің активты кедергісі:
Rн=3R12=3.0,0692=0,1 Ом.
(4.11)
(4.12)
(4.13)
C
514,8 0.001
3 0.1 51,5
33 10 3 Ф.
Конденсатордың ең ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
10
11
12
Андатпа
Дипломдық жобада тапсырмаға сәйкес жүк көтергіштігі 15 тонна
көпірлік кранның көтеру механизмінің скалярлық басқарылатын
автоматтандырылған электр жетегі ойлап құрастырылды. Электр жетегі
жүйесі ретінде жиіліктік түрлендіргіш - асинхронды қозғалтқыш жүйесі
таңдалынды және оның
функциональды сұлбасы негізделді.
Автоматтандырылған электржетектің күштік сұлбасын жобаланып, жиіліктік
түрлендіргішті таңдалды және оның элементтерінің параметрлері анықталды.
Аснхронды қозғалтқыштың математикалық моделі келтірілген және басқару
нысанының параметрлері есептелген.
Электржетектің
MATLAB 6.5
бағдарламалық пакетінде имитациялық
модель жасалынды және
қозғалтқыштың негізгі параметрлерінің өтпелі үрдіс кезінде өзгеру
динамикасы көрсетілген. Еңбекті қорғауға , өрттен қорғауға және ортаны
қорғауға қатысты шаралар қарастырлаған ұсынылған электр жетек жүйенің
экономикалық тиімділігі анықталған.
13
Аннотация
В соответствии с заданием в данном дипломном проекте должно было
быть выполнено проектирование автоматизированного электропривода
механизма подъёма мостового крана грузоподъёмностью 15 тонн с скалярным
управлением, что и было сделано. На системы повода электрпривода
выберал "частота преобразователь
функциональды схема обосновалась.
-
асинхронная двигателя" и
Проектирование силовой схемы
автоматизированного электропривода, выбор комплектного преобразователь
и параметры элементов выяснились. Математическая модель ассинхроного
двигателя показано и параметры объекта управления были считанными. В
программных пакетах MATLAB 6.5 электропривода сделалась имитационная
модель и основных параметров двигателя динамика изменения в переходящее
время тенденции показалась. Охрана труд, защищать пожар и середину
защищать электрический повод, который предоставлялись қарастырлаған
касающиеся меры, выяснился экономическая эффективность системы.
14
THE SUMMARY
In accordance with a task in this diploma project, planning of automatic
electric drive of mechanism of getting up of travelling crane had to be executed by a
carrying capacity 15 tons with a scalar management, what was done. On the
systems of occasion электрпривода выберал "frequency transformer
-
asynchronous engine" and a функциональды chart settled. Power layout of
automatic electric drive design, choice complete a transformer and parameters of
elements turned out. Mathematical model of ассинхроного engine it is shown and
parameters of management object were counted. In the programmatic packages of
MATLAB 6.5 electromechanic a simulation model was done and basic parameters
of engine of loud speaker of change in transitory time of tendency appeared. Guard
labour, to protect a fire and middle to protect an electric occasion that
қарастырлаған was given touching measures, turned out economic efficiency of the
system.
15
Мазмұны
Кіріспе
I Технологиялық бөлімі
1.1 Өндірістік қондырғының сипаттамасы және технологиялық үрдісті талдау
1.2 Электржетектің механикалы бөлігінің есептік сулбасын жобалау және
параметрдің есептелуі, кинематиялық талдау сұлбасы
II Электр жетегінің жүйесін таңдау және өндірістік қондырғыны
автоматтандыру
2.1 Дипломдық жобаның тақырыбы бойынша әдебиеттік шолу
2.2 Автоматтандырылған электр жетегіне және автоматизация жүйесіне
талаптарды тұжырымдау
2.3 Электр жетегінің ықтимал нұсқаларын анықтау және оның оңтайлы
жүйесін таңдау
2.4 Автоматтық электр жетегінің функциональды сұлбасын жобалау
III Электрқозғалтқышты таңдау
3.1 Жүктемені есептеу және механизмның механикалық сипаттамалары және
жүкттемелік диаграммасының тұрғызу
3.2 Электрқозғалқышты қуатқа байланысты таңдау
3.3 Қозғалқыштың номиналды жылдамдығын және типін анықтау
3.4 Электржетектің жүктемелік диаграммасын тұрғызу
3.5 Қозғалтқышты қызуын және артық жүктелу қабылетін алдын-ала тексеру
IV Автоматтандырылған электржетектің күштің сұлбасын жобалау және
жиіліктік түрлендіргішті таңдау
4.1 Ықтимал нұсқаларды анықтау және жинақ жиіліктік түрлендіргіштің
типін таңдауды негіздеу
4.2 Күштік электр тізбегінің параметрлерін есептеу және элеметтерін таңдау
4.3 Электржетегінің датчигиниң таңдау
V Электр жетегінің механикалық сипаттамаларын есептеу
5.1 Скалярлық басқару кезінде механикалық сипаттамасын тұрғызу
5.2Электржетектің жылдамдық сипаттамасын есептеу
VI Электржетектің дәл жүктемелік диаграммасын ескере отырып
қозғалтқышты қызуға тексеру
VII Автоматты реттеу жүйесін жобалау
7.1 Автоматтандырылған электржетектің математикалық моделін қуру
7.2 Басқару нысанының параметрінің есептеу
7.3 Басқарушы құрылғының құрылымы және параметрін анықтау
7.4 Электржетектің динамикалық сипаттамаларын талдау
VIII Қауіпсіздік техникасы бойынша шаралар және өртке қарсы техника
8.1 Электр қондырғыларына қызмет көрсету және жөндеу кезіндегі қауіпсіздік
техникасы
8.2 Қорғаныс жерге тұйықтауды есептеу
16
8.3 Өрт хабарлағыштың және автоматтандырудың сұлбасын және жүйесін
жетілдіру
8.4 Қоршаған ортаны қорғау бойынша жүргізілетін шаралар
IX Техникалық шешімдердің экономикалық дәлелдеу
9.1 Жалпы мәліметтер
9.2 Бастапқы шығындарды есептеу
9.3 Пайдалану шығынын анықтау
9.4 Алынған техникалық-экономикалық көрсеткіштерді талдау
ҚОРЫТЫНДЫ
Әдебиеттер тізімі
17
Кіріспе
Кран жабдықтары халық шаруашылығының барлық саласының кешенді
механизациялаудың негізгі құралдарының бірі болып табылады. Жүк
көтергіш машиналарды шығаратын машина жасау саласын кеңейту, ауыр қол
еңбегі жұмыстарын барынша азайту және жою мәселесін шешудегі халық
шаруашылығы дамуының маңызды бағыты.
Қазіргі уақытта жүк көтергіш машиналарды халық шаруашылығының әр
салаларында көптеген зауыттар шығарады, осы машиналар халық
шаруашылығының барлық салаларында пайдаланылады: пайдалы қазбалар
өндірісінде, металлургияда, машиналарды жасап шығаруда, құрылыста, көлік
саласында және т.б. Отандық өнеркәсіп шығаратын жүк көтергіш
машиналардың басым көпшілігінде негізгі жұмыс механизмдірінің
электржетегі бар, сондықтан осы машиналардың жұмыс тиімділігі көбінесе
пайдаланылатын кран жабдығының сапа көрсеткішітеріне байланысты.
Көптеген жүк көтергіш көліктерінде электр жетегі, іске қосудың жоғары
жиілігімен, жылдамдықты реттеудің кең диапазонымен және механизмдерді
қарқындату мен тежеу кезіндегі шамадан артық пайда болатын ... қайта - қысқа
мерзімді жұмыс режимімен сипатталады. Жүк көтергіш машиналардағы
электржетегін пайдаланудың ерекше шарттары электр қозғалтқыштардың
арнайы топтамасын және кран тәрізді аппараттарды жасауға негіз болған.
Қазіргі уақытта кран жабдықтардың құрамында ауыспалы және тұ рақты
токтағы крандық электр қозғалтқыштар сериясы, күш және магнит
контроллерлер, басқару аппараттар, кнопкалы қосыны, шекті ағытқыш, тежеу
электр магниттер және электр гидравликалық итергіштер, іске қосу - тежегіш
резисторлар және әр түрлі крандық электржетегін жинақтайтын бірқатар басқа
да аппараттар бар.
Крандық электржетегінде тиристорлық түрлендіргіштің және радиоарна
немесе бір сым арқылы ретеудің және қашықтықтан басқарудың әр түрлі
жүйелері кең пайдаланатын болды.
Ферромагниттік материалдарын механикаландырылған тасымалдауын
қамтамасыз ету үшін өнеркәсібіміз жүк көтергіш электрмагниттердің екі
сериясын жасайды. Крандарға арналған электржабдықтарын жасап шығару
электротехникалық өнеркәсіптің маңызды саласына айналды.
Практикалық инженерлік есептеулерді жүргізу үшін қазіргі уақытта
жұмыскерлердің пайдалануына жүйелерді оңтайландырудың және олардың
техникалық - экономикалық негіздеудің заманауи бағыттарын білдіретін кран
электржетектерін жобалауда озық және қолжетімді жаңа әдістері қолданысқа
енгізілді.
автоматизированный электропривод крановое оборудование
18
1 Технологиялық бөлімі
1.1 Өндірістік қондырғының сипаттамасы және технологиялық
үрдісті талдау
Көпірлік кран - көпір тәрізді кран, ол жер бетіндегі рельс тартылған
кран жолына тіреледі, ал, жүк ұстайтын орган тірек бойынша жылжыйтын
жүк арбашаға немесе электротальға ілінеді. Ортақ мақсаттағы көпірлік
крандардың жүк көтерілімі 320 тоннаға дейін барады, арнайы мақсаттағы -
630 тоннаға дейін, аралықтар - 60 тоннаға дейін, көтерілім биіктігі - 50 метр.
Ортақ мақсаттағы крандар, жабдықтарды құру кезінде, жөндеу жұмыстар
жүргізу кезінде, негізгі өндіріс цехтарында технологиялық жұмыстар үшін,
қоймаларда, түсіру-тиеу жұмыстарда пайдаланылады.
Көпірдік кранның металлдан жасалған құрылғысы екі негізгі бөліктен
тұрады: тірек және арбаша. Көпір өндірістік бөлменің немесе қойманың
жұмыс аралығын жауып тұрады. Ол екі басты және екі соңғы аралықтан
тұрады. Көпір, жылжу механизмнің қозғалтқыш дөңгелектер арқылы жер
үстіндегі кран рельстеріне тіреледі.
Олар ғимарат мұнаралардың консольдеріне немесе кран эстакадасында
монтаждалған кран асты аралықтарға бекітілген. Дөңгелектер ауыстыратын
механизм арқылы бір немесе екі электр қозғалтқышпен жүргізіледі. Кранның
жүріс дөңгелектері көлденең бағыттайтын доңғалақшалары бар екі
қалқаншасымен немесе қалқаншасыз жасалады. Бас аралықтарда рельстер
бекітілген, онда өз жетегімен арбаша қозғалады. Оның қанқасында бір немесе
екі жүк көтеру механизмі орнатылған, олардың әрқайсысы ілмектен, арқан
полиспасттан, барабаннан, беріліс механизмнен, тежегіштен және электр
қозғалтқыштан тұрады. Кран механизмдері көпірдін темір конструкциясына
ілінген кабинасынан басқарылады, онда жұмыс қауіпсіздігі сақталады және
жан-жақты қарап шығуға мүмкіндік бар, ал, қажет болған жағдайда
арбашадан басқарылады (онда кран аралығы бойында дербес қозғалуға
мүмкіндік болады).
Кранның жұмысы кезінде кранның, арбашаның және ілмектің
бағыттары алмасып тұрады. Көтергіш механизмнің жұмысы жүкті көтеру
және түсіру кезеңдерінен тұрады және бос ілмекті көтеру және түсіру
кезеңдерінен.
Кранның өнімділігін арттыру үшін бірнеше операциялар қатарынан
атқарылады, мысалы, кран мен арбашаның бір мезгілде қимыл жасау. Жүкті
ілмекке ілу кезінде және ілмекті босату кезінде қозғалтқыш ажыратылады
және көтергіш механизмі істемейді.
Әр түрлі жүк көтергіш машиналар мақсаттары бойынша үш топқа
жатқызылады:
19
1) әмбебап жүк көтергіш машиналар - жүк арқандағы ілмек аспа
арқылы крандар, жүкарбалар, тальфер сияқты әр түрлі жүкті көтеруге және
көшіруге арналған;
2) өнеркәсіп, көлік саласында және құрылыста белгіленген
технологиялық операцияларды жасауға арналған жүк көтергіш машиналар;
3) машина жабдықтарын көшіруге байланысты құрылыс, жинақтау және
жөндеу жұмыстарды жүргізуге арналған крандар.
Өз кезегінде, жұмыс шарттары бойынша жүк көтергіш машиналар
келесі шартты топтарға бөлінуі мүмкін:
1) қайта-қысқа мерзімді режимінде және орташа ұзақтығы тәулігіне 16
сағатқа дейін жұмыс істейтін, бөлмелерде пайдаланылатын әмбебаб
мақсаттағы машиналар;
2) қайта-қысқа мерзімді режимінде және орташа ұзақтығы тәулігіне 8-
ден 24 сағатқа дейін жұмыс істейтін, бөлмелерде пайдаланылатын әмбебаб
мақсаттағы машиналар;
3) қайта-қысқа мерзімді режимінде және орташа ұзақтығы тәулігіне 24
сағатқа дейін жұмыс істейтін, ғимараттардың ішінде және далада белгіленге н
технологиялық операцияларды жүргізуге арналған машиналар;
4) қысқа мерзімді және қайта-қысқа мерзімді режимінде жұмыс
істейтін, жалпы жылдық жұмыс уақыты 500 сағаттан аспайтын біржолғы
және эпизодты жүк көтеру операцияларды жүргізуге арналған машиналар.
Әмбебап жүк көтергіш машиналар жүктеме мен жұмыс уақыты
бойынша пайдалану шарттарын, операциялар жүргізудің қарқындығын,
операциялардың жауапкершілік деңгейін ескере отырып жасалады, және
осыған орай пайдаланудың орташаландырылған санаттарына жатқызылуы
мүмкін.
Белгіленген технологиялық операцияларды жүргізуге арналған
механизмдер және мезгіл - мезгіл жұмыс істеуге арналған механизмдер
олардың мақсатына сәйкес белгіленген шарттар бойынша пайдаланылады.
Жүк көтергіш машиналардың көптеген барша жұмыс режимдерін жүйеге
келтіру мақсатында Мемлтехқадағалау машина жетегі бар механизмдердің
жұмыс режимінің келесі санаттарын бекітті: жеңіл - Л, орташа - С, ауыр (или
күрделі) - Т, өте ауыр - ВТ.
Соңғы уақытта, Мемлтехқадағалаудың қолданыстағы сыныптамамен
белгіленген ВТ режимімен салыстырғанда технологиялық кешендерге
тағайындалған бірқатар крандар электржетек жұмысының тым ауыр
режимінде пайдалану үшін жобаланады. Бұл режим, бір сағатта 600 рет және
одан астам іске қосылуда ПВ=100% - ға дейін іске қосу ұзақтығымен
ситпаттанады. Осындай жағдайда режимнің жаңа санаты енгізіледі: аса ауыр
- ОТ. Қазіргі уақытта, ОТ режимін қоса алғанда режимнің бес санатын
қамтитын стандарты бар.
Жүктер тасу жылдамдығы механизмнің өнімділігін және қуаттылығын
белгілейді және жүк көтеру операциялардың тиімділігін ескере отырып
таңдалады, яғни, кран механизмдердің ең бастапқы төмен бағасында қажетті
20
уақыт алу. Оңтайлы жылдамдықты таңдау өте маңызды, оны тек қана
өнімділік, энергия шығыны факторлар негізінде, жылдамдық реттеудің
тиімділігі, сонымен қатар, реттеу жүйесінің техникалық - экономикалық
бағасы негізінде табуға болады. оптимальды жылдамдықты таңдау маңызды
тапсырма болып табылады, оның қажетті шешімі өнімділігінің, энергияны
жұмсаудың, жылдамдықты реттеу мүмкіншілігі мен эффективтілігінің
факторларын, сонымен қатар реттеу жүйесін технико - экономикалық
бағалауын есепке алу негізінде табылуы мүмкін.
Соңғы жылдары тез жүретін жүк көтергіш көліктерінің жылдамдық
параметрлерін оптимизациялаумен байланысты зерттеулер жүргізілген еді.
Осы зерттеулердің нәтижесінде, жылдамдықты белгілі бір шекке дейін
ұлғайтқанда көліктердің өнімділігі жылдамдықпен бірге ұлғая түседі, бірақ
жылдамдықты сол шектен асырып ұлғайта бергенде, кран механизмдерінің
екпіні және тежелуі уақыттарының артуы нәтижесінде, өнімділіктің төмендеуі
байқалатындығы анықталған
Жылдамдық параметрлерінің саралау, механизмнің әрбір түрі (көтеру,
бұру және горизонтальды тасымалдау) үшін жылдамдық шектері болады, сол
жылдамдықтардан асыру жөнсіз екендігін көрсетеді.
жүк көтергіш механизмдердің жылдамдықтарын келесі алғышарттарға
сүйеніп таңдайды:
1) атаулы жылдамдық технологиялық процестің шарттарымен, яғни
циклдің орындалу уақытымен анықталады;
2) атаулы жылдамдық электр желісінің қуатымен немесе белгілі көлемді
жетекті қозғалтқышты орнату мүмкіндігімен шектеледі;
3) атаулы жылдамдық, механизмнің тапсырылған минимальды
жылдамдықтағы реттеу диапазонының функциясы болып табылады;
4) атаулы жылдамдық энергияны ең аз мөлшерде шығындау кезінде ең
жоғары өнімділікті қамтамасыз ету керек.
Біріншіден басқа, жоғарыда аталған жағдайдар үшін жылдамдықтың
шекті шегі орнатылған шамадан аспауы тиіс, ал төртінші жағдай үшін осы
шама ізделіп отырған болып табылады. Бірінші жағдай үшін жылдамдық кез -
келген қажетті мәнге ие бола алады, бірақ жылдамдықтың белгілі бір
шектерінен асырған кезде, арнайы реттеу параметрлері бар жүйелер
қолданылмаған жағдайда, операцияның уақыты қысқармайтының ескерген
дұрыс.
Атаулы жылдамдықты таңдаған кезде, әр түрлі жүктерді қайта өндеу
технологияларымен анықталатын, минимальды жылдамдықтардың мәні зор
болады. Қазіргі кезде жүктерді қайта өндеудің технологиялық үрдістерінің
көбісі үшін жүктерді нақты орнату үшін минимальды жылдамдықтардың
оптамальды шамалары алынған. Осы шамаларды қолданып, тапсырылған
атаулы жылдамдықта, талап етілетін жылдамдықты реттеу диапазондарын
орнатуға немесе белгілі және қол жетімді реттеу диапазоны үшін атаулы
жылдамдықты таңдауға болады.
21
Аралық фиксацияланған
жылдамдықтарды таңдау, ең алдымен,
адамның көршілес фиксацияланған орындар жылдамдықтарының
айырмашылығын аңғаруға байланысты және осы айырмашылықты аңғарудың
негізінде басқарудың келесі операцияларын өткізуге болады. Тәжірибе
жүзінде көтергіш механизмдері жылдамдығының үдей түсу сатыларының
мәндері анықталған. максимальды және минимальды жылдамдықтардың
арасындағы аралықта горизонтальды тасымалдау механизмдерінің
жылдамдығын реттеу жиі қажетті үдей түсулерін есепке алып, екпіннің
немесе тежелудің үдемелелілігін өзгерту жолының көмегімен жүзеге
асырылады.
Жүк көтергіш көліктерінің өнімділігі және сағатына қосылымдарды
өткізу саны жылдамдық параметрлеріне тәуелді болады. Көліктердің
өнімділігі жүкті қайта өндеу операциясын аяқтауға жұмсалатын уақытқа
сәйкес келеді. Жүкті тасымалдаудың белгілі бір траекториясы кезіндегі бір
операция уақытының қысқаруы көлік өнімділігінің жоғарылуын анықтайды.
әрбір көлікте жүк көтеру операциясының фактілі немесе шартты циклі
болады.
Жүк көтеру операциясының толық циклі деп, жүкті строптауды,
арқанның кемістіктерін байқауды, жүкті көтеруді және оны қажетті орынға
тасымалдауды, жүкті түсіруді және орнатуды, жүкті строптардан босатуды
және жаңа операцияны бастау үшін бос ілмекті бастапқы орнына апаруды
түсінеді. Осы кезде жүк көтергіш қондырғысының механизмдері қажетті
минимальды қосылымдардың санына ие болады. Бірақ әр түрлі себептерге
байланысты цикл бойы оператор, реттеу жүйесінің кемеліне жетпейтіндігіне,
иілгіш аспадағы жүктің теңселуіне, басқару тәжірибесінің жетіспеуіне, т.б.
байланысты, тағы да бір қатар қосылымдарды өткізеді. Осындай қосымша
қосылымдардың саны қажетті қосылымдардың санынан 2 - 4 есе асуы мүмкін.
Эффективтілігі жоғары жүк көтергіш көліктерді ойлап шығару үшін,
қосылымдардың фактілі санын минимальды қажеттіге дейін жақындату
маңызды тапсырма болып табылады. қазіргі уақытта реттеудің ең сапалы
жүйелері, минимальды қажеттіден тек 1,5 есе көп болатын қосылымдардың
орташа санымен операциялардың орындалуын қамтамасыз етеді, ал
параметрикалық реттеудің ең көптеген жүйелері жүкті тасымалдаудың бір
циклінде 20 - 30 дейін қосылымдарды қажет етеді, ол минимальды қажетті
қосылымдардан 5 - 6 есе көп. Әр түрлі механизмдерде сағатына
қосылымдардың саны Л режимінде 40 - 60 болатын болса, ВТ режимі кезінде
500 - 600 дейін жетуі
мүмкін. Қолдану диапазоны кең, тұрақты
жылдамдықтарды қамтамасыз ететін, басқару жүйелерін өндіруді құрастырған
және игерген кезде жүкті қайта тиеу жұмыстарының өнімділігін бр уақытта
жоғарылату кезіндетмеханизмдердің қосылым санының төмендеудің жалпы
тенденциясы байқалады.
Осы жобада біз, жөндеу-механикалық және құрастыру цехтерінде
жүктерді көтеру мен тасымалдауды атқаратынын, жүк көтерімділігі 15
22
тоннадан астам жұмыстың орташа режиміне жататын екі арқалық көпірлі
кранды таңдадық, оның жұмыс циклі төменде келтірілген:
1. Атаулы жүкті атаулы жылдамдықпен белгіленген биіктікке көтеру;
2. Үзіліс (жүкті белгіленген орынға апару);
3. Атаулы жүкті белгіленген биіктіктен нөлдік белгіге дейін атаулы
жылдамдықпен түсіру;
4. Үзіліс (жүктен босату);
5. Бос ілмекті белгіленген биіктікке жоғары жылдамдықпен көтеру;
6. Үзіліс (кранды бастапқы орынға орналастыру);
7. Бос ілмектібелгіленген биіктіктен нөлдік белгіге дейін жоғары
жылдамдықпен түсіру;
8. Үзіліс (жүктеу).
1.2 Кранның көтеру механизмінің кинематикалық сұлбасын талдау
Электржетекті жобалау үшін берілген техникалық деректер:
Механизмнің жүк көтеруі (1.1 сурет) ілгіштік асылғы , полиспаст,
барабаннан, жіберуші құрылымның (редуктордың, жалғастырғыштардың,
үйінділердің), тежеуіштен және электрқозғалтқыштан құралады. Механизинің
түйіндер іжәне металқұралымындар корсетілген. Жүк көтеру канаты
жиылыстанб
шығырлардан қатал және ығыс-
тежеушілермен
сақтандырылады. .
23 Максимал көтеру биіктігі, Hmax, м
12,5
Номиналды жылдамдық , Vном ,мc
0,2
Ілгіштің салмағы , mk, кг
700
Барабанның диаметрі, DБ, м
0,64
Полиспас еселігі , i
4
Редуктордың беріліс саны, j
26
2
Барабанның инерциялық моменті, Jб, кгр
1200
Берілістің номиналды ПӘК , ƞп.ном,%
85
Ілгіштің жылдамдығы , ПВ, %
10
Жүк көтеру қабылеті ,тонна
15
1 - электрқозғалтқыш; 2 - жалғастырғыш; 3 - тежеуіш; 4 - редуктор;5-барабан;
6 - полиспаст
1.1 сурет - Көтеру механизмінің кинематикалық сұлбасы
2.Электр жетегінің жүйесін таңдау және өндірістік қондырғыны
автоматтандыру
2.1 Кранның электр жетегі бойынша әдебиеттік шолу
Өндірістік үрдістерді кешенді механизациялауды және
автоматтандыруды, қолмен жүкті тиеу - түсіру жұмыстарын жоюды жүзеге
асырудағы мағызды рольды көтергіш-тасымалдау машиналары
атқарады.
Жүкті ауыстырып тиеу жұмыстары кезінде ауыр жұмысты маңызды қысқарту
негізінен жүкті іліп алу операцияларын, жүктерді нақты орналастыруын,
сонымен қатар жүк көтергіш машиналарды басқару үрдістерін
автоматтандыру жолымен өткізіледі. Осы тапсырмалар электр жетегінің
көмегімен шешілетіндіктен, заманауи жетектерін енгізу мен жетілдірудің
маңызы арта түседі.
Қазіргі кезде крандық электр жетегінде толық тиристорлық реттеу
жүйелері және әр түрлі басқарылатын және басқарылмайтын жартылай
өткізгіш түзеткіштер, солармен бірге бөлек күш беретін жартылай өткізгіш
қондырғылар пайдаланатындықтан, салыстырмалы төмен шығындарда
механизмдерді ауыстыру жылдамдығын маңызды реттей алатын жүйелерді
алуға мүмкіндік береді. Эксплуатациялық қызметкерлерін қысқарту үшін, жүк
көтергіш машиналарды радиоканал бойынша (дистанциялық) басқару
жүйелерін, соның ішінде крандарды қолданылады. Осы жүйелердегі
24
максимальды эффектіге, жылдамдықты тұрақты реттеуін қамтамасыз еткен
кезде жетеді.
Механизмдерді және электр қондырғыларын жүктеудің жаңа
саралануын, сонымен қатар жаңа басқару жүйелерін, соның ішінде
радиоканал бойынша басқаруды қоса, және жылдамдықты реттеудің әр түрлі
жүйелерін есепке ала отырып, крандарға арналған электр қондырғыларын
таңдаудың жаңа тәсілдеріне негізінен көңіл бөлінеді.
Көпірлі крандарды көтеру механизмдері белсенді жүктелетін циклды
әрекет ететін механизмдерге жатады. жалпы жағдайда осы механизмдердегі
жұмыстың циклі технологиялық үрдіспен анықталады, бірақ табиғи
қозғалтқыштардың таңдауына динамикалық режимдер: іске қосу, реверс,
тежелу әсер етеді.
Отандық өнеркәсіптерде өнделетін жүк көтергіш машиналардың
көбісіндегі механизмдерде электр жетегі болады, сондықтан осы
машиналардың өнімділігі және әсер ету эффективтілігі қолданылатың
крандық электр қондырғысының сапалық көрсеткіштеріне маңызды дәрижеде
тәуелді болады. Соңғы уақытта заманауи крандық электр жетегі
құрылымында және қолданылатын басқару жүйелерінде маңызды өзгеріске
ұшыраған.
Жалпы тағайындалатын ең бұқаралық крандар үшін қысқа жалғаушы
қозғалтқыштың негізінде электр жетектері кеңінен қолданыла бастады,
крандардың маңызды бөлігі еденнен басқару негізінде шығарылады, ал
жұмыстың ауыр режимдеріне арналған тез жүретін крандар, энергиялық
қорды үнемдеуге қойылатын талаптарының жиі жоғарылауы кезінде,
жылдамдықты терең реттеуді, іске қосудың және тежелудің бір
қалыптылығын қамтамасыз ететін, әр түрлі тиристорлық жүйелерімен
толымдалады.
Жүк көтергіш крандардың көбісі, жүктерді қайта өндеу кезіндегі
шарттардың жиі ауысуымен сипатталады, сондықтан құрамында электр
жетектері бар крандардың механизмдері, массасы, мөлшері, пішіні бойынша
әр түрлі, және өндірістік ғимараттардың немесе ашық жүк алаңдарының
жағдайларында, жиі өзгеретін жүктермен жүмыс істеуге максимальды
дәрижеде бейімделу керек.
Көптеген крандық электр жетектеріндегі жүктеудің өте кең өзгеру
диапазоны, жетекті электр қозғалтқыштарының, басқару және қорған у
аппаратурасының есептік параметрлерін таңдауға ерекше тәсілдемені талап
ететін, басты факторлардың бірі болып табылады.
2.2 Автоматтандырылған электр жетегіне және автоматизация
жүйесіне қойылатын талаптарды тұжырымдау
Электр жетегінің құрылымын таңдағанда технологиялық үрдістің,
дәйектілік талаптарының, басқарудағы орамдылығының, жөндеу
25
ыңғайлылығының ерекшеліктерін есепке алу керек. Көптеген жағдайда
оператормен басқарылатын, көпірлі крандарды көтеруші механизмдерінің
электр жетектерін пайдалану қарапайымдылығына және қажетті
жылдамдылықты реттеу диапазонын қамтамасыз еткен кездегі сенімділігіне
қатаң талаптарды ұсынады. Атаулы жүкті көтеру және түсіру кезіндегі реттеу
диапазоны жүкті түсіру кезіндегі минимальды жылдамдықпен анықталады.
Осы диапазонның шамасы технологиялық үрдіске және кранның атаулы жүк
көтерімділігіне тәуелді болады. Осылайша, жұмыстың орташа режимнің жүк
көтерімділігі 15 тоннадан астам крандар үшін реттеу диапазоны D 20 :1 және
де, бос ілмекті көтеру және түсіру кезіндегі жылдамдылық, атаулы жүкті
көтеру кезіндегі жылдамдылықтан 1,5 - 2 есе көп болу тиіс. Аталған кластың
электр жетектері үшін, жұлқынуды лезде төмендету нәтижесінде жүктің
шайқалу амплитудасын азайтатын, өтпелі үрдіс кезіндегі жылдамдықтың
бірқалыпты өзгеруі маңызды талап болып табылады.
Белгіленген талаптарды орындау үшін электр жетегін басқаратын
жүйесі, әсіресе өтпелі режимдерде жұмыс істеу кезінде, жартылай немесе
толық автоматтандырылған болу керек.
Көпірлі кранның электр жетегі жүйесіне қойылатын негізгі талаптарды
былай тұжырымдауға болады:
1. Көтеріс контроллерінің алғашқы қалыптарында қозғалтқыш, электр
желісінің қуаты атаулыдан 90 % құрағанда және жүктеменің мөлшері ең аз
болғанда, қалаулы минимальды жылдамдық атаулыдан 30 % аспайтын болса,
атаулы жүктің түсіру мүмкіндігін болдырмайтын, іске қосылу кезеңін дамыту
керек.
2. Басшылық контроллердің тұтқышын жылдамдылықты төмендету
бағытына қарай қозғалтқанда, соңғысы уақытша да жоғарыламауы тиіс. Ол,
бірінші қалыптан нөлдікке ауыстыру кезінде, алғашқы жағдайда қатысты
болады, механикалық тежеудің кешігуі түсірудің төменгі жылдамдылығының
жоғарылауына әкелмеу керек.
3. Электр тежеуінің жүйесі, жүктің мөлшері атаулыдан 125 %, ал электр
желісінің қуаты атаулыдан 90 % құрағанда да, жүктің баяулауын сенімді
қамтамасыз ету керек.
4. Жүктің қозғалуы, схемадағы ақаулылық болған жағдайларда да, тек
басшылық қондырғысымен орнатылатын бағытта ғана өту керек. Соңғы
жағдайда жүк жылжымай қалуы мүмкін.
Крандық
механизмдерге арналған жүйені таңдау салыстырмалы
көрсеткіштерді талдау негізінде жүзеге асырылады.
Электр жетегі жүйелерін Экономикалық бағалау бастапқы
шығындармен, жөндеуге жұмсалған эксплуатациялық шығындармен, сонымен
бірге күрделі жөндеуге дейін (10 жыл) пайдалану кезеңінде крандық
механизмдердің екпініне және тежелуіне тордан электр желісінен
пайдаланылатын энергия шығындарымен байланысты минимальды
шығыстардың қағидатына негізделу керек.
26
Экономикалық бағалау белгілі бір әдістеме бойынша есептеу арқылы
жүзеге асырылуы мүмкін. Ең жақсы экономикалық көрсеткіштері не ие
болатын жүйе таңдалып алынады. Егер салыстырылатын жүйелердің
экономикалық көрсеткіштері жақын (айырмашылығы 15 % аспаған жағдайда)
болса, онда массалық габариттік көрсеткіштері және электр қондырғыларын
орналастыру шарттары бойынша қосымша бағалау өткізіледі. Көтеру
механизмінің электр жетегіне қойылатын талаптардың маңыздысы жүктеудің
белсенді кезіні әсер еткенде сенімді тежелуін қамтамасыз ету болып
табылады. Осы кезде энергияны үнемдеу
мақсатымен, әсіресе,
қозғалтқыштардың қуаттары 30 кВт астам болғанда, рекуперативті тежеуді
қолдананған лайықты болады.
2.3 Электр жетегінің ықтимал нұсқаларын анықтау және оның
оңтайлы жүйесін таңдау
Жылдамдылықты реттеу диапазоны 20:1 астам болатын реттемелі
крандық электр жетектері үшін электр жетегінің келесі жүйелерін қолдануға
келеді:
1. Кернеудің тиристорлық түрлендіргіші - қозғалтқыш жүйесі (ТТ-Қ
жүйесі);
2. Кернеудің тиристорлық реттегіші
- асинхронды қозғалтқыш
жүйесі (КТР - АҚ жүйесі);
3. Жиіліктік түрлендіргіш - асинхронды қозғалтқыш жүйесі (ЖТ-АҚ
жүйесі);
4. Асинхронды қозғалтқышы және, түзетілген тоқ тізбегінде сырғанау
энергиясын рекуперацияламайтын импульсты реттеуіші бар жүйесі (АҚ-ИР
жүйесі);
5. Асинхронды қозғалтқышы және, түзетілген тоқ тізбегінде сырғанау
энергиясын электр желісіне
рекуперациялайтын импульсты реттеуіші бар
жүйесі (АҚ-ИР-И жүйесі).
Осы жұмыста аталған крандық электр жетектері жүйелерінің
энергетикалық және экономикалық көрсеткіштерінің салыстырмалы талдауы
жасалған, технологиялық циклдың механикалық жұмыс бірлігін атқару
кезінде электр қуатын азырақ пайдалынатын электр жетекгінің жүйесі ең
эффективті болып саналады.
Кранның жұмыс цикліне жүкті көтеру, оны қажетті қашықтыққа
тасымалдау, жүкті түсіру және строптау үшін іркіліс этаптары кіреді.
Стандартты қосылу ұзақтығы ҚҰ=40% тағайындалған, сонымен қатар жұмыс
циклінде төмен жылдамдықпен қозғалу аумақтары кездеседі.
Электр жетегі жүйесін тиімді қолдану шекараларын анықтау кезінде
салыстырылатын жүйелердің тек энергетикалық көрсеткіштерін ғана емес,
сонымен бірге келтірілген жылдық шығындарын да бағалау керек.
27
Біз қарастыратын кран жүк көтерілімділігі 15 тоннаға дейін көтеру
механизм қозғалтқышының қуаты 15 кВт астам және реттеу диапазоны D
20 :1 болатын, орташа жұмыс режиміне жататын, жөндеу-механикалық және
құрастыру цехтерінде жүктерді көтеру мен тасымалдауды атқаратынына
сүйенсек, онда жоғарыда айтылғанның негізінде көпірлі кранның көтеру
электр жетегінің тиімді жүйесі ретінде ЖТ-АҚ жүйесін дәлелді қабылдауға
болады.
Содан басқа, басқа электр жетегінің жүйелерімен салыстырғанда, ЖТ-
АҚ жүйесі дистанциялық телемеханикалық басқаруды жүзеге асыру үшін
жақсырақ бейімделгенін ескеру қажет.
2.4
Автоматтық
электр
жетегінің
функциональды
сұлбасын
жобалау
Функциональды схема ретінде 1=const заңын жүзеге асыру үшін,
құрамында асинхронды қозғалтқышы, кернеу және жиілік реттегіші,
үдемелілік салушы , функциональды түрлендіргіштің,
тоқ бойынша кері
байланысы бар тетігі болатын жиілікті түрлендіргіштің схемасын аламыз.
Автоматтық электр жетегінің функциональды схемасы сурет 2.1
келтірілген.
ЗИ - қарқын деңгейін бергіш; ЖР-жиілікті ретеуіш; КР-кернеуді реттеуіш;
ФТ-функционалды түрлендіргіш; ЖТ-жиіліктік түрлендіргіш; ТД-ток датчигі;
АҚ-асинхронды қозғалтқыш.
2.1 сурет - Электр жетегінің функционалды сұлбасы
28
3 Электрқозғалқыты таңдау
3.1 Жүктемені
есептеу және механизмның механикалық
сипаттамаларын және жүктемелік диаграммасының тұрғызу
Механизмның технологиялық параметрлері:
номиналды көтеру жылдамдығы , мс
көтерудың ең көп биіктігі , м
қосылудың ұзақтығы, %
0,2
12,5
10.
Технологиялық процесс циклі мынадай операциялардан тұрады:
ілгіштің көтерілуі, жүкті төмен түсіру, жүкті тиеу, жүкті алты метр
биіктікке көтеру, жүкті төмендету, жүкті түсіру.
Жүкті көтерген кездегі статистикалық қуат:
(
)
(
)
,
(3.1)
mк - ілгіштің салмағы, кг
mном - жүктің номиналды массасы, кг,
vном - жүк көтерудің(түсірдін) номиналды жылдамдығы, мc,
ηпном - кинематикалық сұлбасының номиналды ПӘК,
g - ауырлық күшінің үдеуі, мс2
Жүкті төмендету кездегі статикалық қуат:
(
)
(
)
(
)
(
)
(3.2)
Ілгіш көтеру кезіндегі статистикалық қуат:
(3.3)
п - беріліс ПӘК, ол кинематиялық тізбекке және жүк салмағына
байланысты шама
п
1
пном
1
kз
1
1 0, 07
0,85 0, 029
0, 28 ,
(3.4)
- 0,07 тең етіп қабылданған коэффициент;
kз - жүктеу коэффициенті
29 0, 07
(3.5)
Ілгіш түсіру кезіндегі статистикалық қуат:
(
)
(
)
(3.6)
Енді технологиялық операцияның орындалу уақытын есептейміз:
(3.7)
Цикл уақытын есепейміз:
, tр = 2·62,5+2·31,25 = 187,5 с,
,
(3.8)
(3.9)
(3.10)
tц = 30 мин 10 мин болғандықтан жұмыс режимі қысқа уақытты -
қайталанбалы болады.
Үзлістің
∑
толық уақыты:
(3.11)
Σtо = t01+ t02+ t03+ t04
(3.12)
Қабылдаймыз t01 = t03 = 422 с, t02 = t04 = 422 с
Есептеу нәтижелерін пайдалана отырып механизмнің жылдамдықтық
және жүктемелік диаграмасын тұрғызамыз.
30
3.1 сурет - Жылдамдықтық және жүктемелік диаграммалар
3.2 Электрқозғалқышты қуатқа байланысты таңда
Баламалы қуатын анықтаймыз. Жұмыстық кезеңдегі статискалық
баламалы қуат:
√
(
)
(
)
√
(
(
)
(
)
,
Осы қуатты ҚҰ=100% режимі үшін анықтаймыз
(3.13)
(
)
(
) √
(
)
3.3 Қозғалтқыштың номиналды жылдамдығын және типін анықтау
Рес = Рсэ * Кзап =8707,528 * 1,2 = 10449,03Вт
Кзап=1,05 - қор коэффициенты
Формула бойынша nном табамыз :
(3.15)
j ред
D nном
ном 60 i
31
(3.16)
⁄
(3.17)
Тізімдемеден Рес сәйкес қозғалтқышты таңдағанда Рн Рес болу керек
4АН180S8У3 типті қозғалтқышты таңдаймы, nо=750 айнмин.
Қозғалтқыштың тізімдемеден алынған мәндері:
Қозғалтқыштың
Т-тәріздес
орынбасу
сұлбасының
параметрлерін
анықтау (3.1 сурет):
- негізгі индуктивті кедергісі;
-стартор орамасының активті кедергісі;
-стартор орамасының индуктивті кедергісі;
-статор орамасына келтірілген ротор орамасының активті
кедергісі;
-ротор орамасының индуктивті кедергісі;
Т-тәріздес орынбасу сұлбасы мен электр машиналардың жинақталған
динамикалық сұлбасы негізінде қысқаша тұйықталған роторлы асинхронды
қозғалтқыштың және динамикалық модельді өңдеу математикалық
сипаттаумен орындалады.
32 Қозғалтқыш түрі
4АН180S8У3
Номиналды қуаты, кВт
15
Номиналды айналу жиілігі, обмин
621
ПӘК, %
0,86
Қуат коэффициенті
0,8
номиналды кернеуі ,В
380220
Максималды момент еселігі , Нм
1,9
Іске қосу моментінің еселігі
1,2
қозғалтқышының инерциялық моменты Jдв,
2
кг м
0,235
Жүргізу тогының номинал токқа қатынасы
5,5
шектік сырғанауы sк, %
13
Жылдамдық, обмин
750
Сурет 3.1 - Асинхронды қозғалтқыштың Т-тәріздес орынбасу сұлбасы.
Электрқозғалтқыштың параметрлерін есептейміз.
Фазаның кедергісі,Ом
ZФ
UФН
I1Н
,
(3.18)
I1Н -стартордың номиналды фазалық тоғы,
I1H
PH
3 UФН H cos H
,
(3.19)
(3.19)
Қысқа тұйықталу кезіндегі индуктивті кедергісі,Ом
(3.20)
33
3.4 Электржетектің жүктемелік диаграммасын тұрғызу
Электржетектің жүктеме диаграммасы қозғалтқышты алдын-ала қызуға
және артық жүктелу қабілетіне
тексеру үшін пайдаланылады. Алдымен
электржетектің ілгішті көтеру кезінде және жүкті
көтеру кезінде толық
инерциялық моменттерді (J2), (J1) анықтаймыз.
Сызықтық үдеуді: а=0,2 мс2етіп қабылдаймыз. Қозғалтқыштың
номиналды жылдамдығы:
Келтірілген радиус:
Руқсат етілген бұрыштық үдеуі:
⁄
⁄
,
⁄
,
(3.21)
(3.22)
(3.23)
Барабанның инерциялық моменті : Jб = 1200кг* м2
Электржетектің жүк көтеру кезіндегі инерция моменті:
(
)
(
)
(
)
кг*м ,
(3.24)
δ= 1,2 - электржетектің айналмалы бөліктерінің инерциялық моментін
есепке алатын коэффициент
Электржетектің ілгішті көтеру кезіндегі инерциялық момент:
(
)
(3.25)
ілгішті көтеру және түсіру кезіндегі удеу уақыты:
(3.26)
(3.27)
34
Жылдамдықтың өзгерісінің cызықтық заңын қабылдап, электржетегінің
динамикалық моментін Мдин анықтаймыз:
Мдин = J
dw
dt
= J Љ"· ,
(3.29)
Элетржетектің динамикалық моменты M дин :
M дин1 = J1* доп= 12.5*65,1 = 813.75 Н*м
M дин 2 = J 2 * доп = 9,46* 65,1 = 615,8 Н*м
(3.30)
Жүктеме диаграммасының
әрбір интервалы үшін қозғалтыштың
моментін келесі формуламен есептеге болаы:
М = Мс + Мдин = Мс + J Љ"·
(3.31)
Циклдің барлық кезеңіндегі статистикалық моментті есептейміз:
,
(3.31)
,
(3.32)
,
Ілгішің екпіндеуі және түсіру кезіндегі электромагниттік момент :
(3.33)
,
Ілгішті тұрақты жылдамдықпен түсіру кезіндегі электромагниттік
момент:
(3.34)
35
Ілгішті тежеу және түсіру кезіндегі электромагниттік момет:
(3.35)
,
Жүктің екпіндеуі және көтерілуі кезіндегі элетромагниттік момент :
(3.36)
,
Жүктің тұрақты жылдамдықпен көтерілуі кезіндегі электромагниттік
момент:
,
(3.38)
,
Жүкті көтерілужағдайында тежеу кезіндегі электромагниттік момет:
(3.39)
Жүкті түсіру жағдайында екпіндеу кезіндегі электромагниттік момент :
(3.40)
Жүкті тұрақты жылдамдықпен түсіру кезіндегі электромагниттік
моменті:
(3.41)
Жүкті түсіру жағдайында тежеу кезіндегі электромагниттік момет:
(3.42)
36
Ілгішті көтеру үшін екпінді кезіндегі элетромагниттік момент:
(3.43)
Ілгішті түпкілікті жылдамдықпен көтеру кезіндегі электромагниттік
момент:
(3.44)
Ілгішті көтеру жағдаыйнда тежеу кезіндегі электромагниттік момет:
(3.45)
,
Алынған мәндерді пайдаланып электржетектың диаграмасын құрамыз.
3.2 сурет - Электржетектің жүктемелік жене жылдамдық диаграммасы
37
3.5 Қозғалтқышты қызуын және артық жүктелу қабылетін алдын-
ала тексеру
Электржетектің оңайлатылған жүктің диаграммасын
қозғалтқышты
қызуға
және артық жүктелу қабылетін тексеру үшін пайдаланылады.
Электржетек айнымалы жүкпен циклдік режимде жұмыс істейді.
Қозғалтғышты қызуға тексеру үшін баламалы момент әдісін пайдаланамыз.
Қозғалтғыштың қызуына байланысты дұрыс таңдалуы төмендегідей болады:
Mэ Mном.
(3.45)
Қысқауақытты-қайталама
режим
кезінде ніңжұмыс уақытындағы
баламалы момент тек жұмыс кезңдері үшін анықталады:
M э
n
i 1
m N
i 1 i 1
.i M 2 .i
,
(3.46)
M р.i - i-інші интервалдағы момент,
tр.i -
i-інші интервалдағы жұмыс істеу ұзақтығы,
n- циклегі жұмыстық интервалдар саны,
m- көтеру және тежеу интервалдар саны,
N-
тұрақталған қозғалысты интервалдар саны,
t·. .i - i-інші интервалдағы іске қосылуы(тежеу) ұзақтығы,
0 - іске қосу (тежеу)
кезінде салқындаудың нашарлауын есепке
алатын коэффициент,
t y.i - i-інші интервалдағы тұрақты қозғалыстың ұзақтығы
√
(
) (
)
(
(
)
(
)
)
(
)
(3.47)
=455,18H м,
о
0, 7 ,
2 2
(3.48)
β - электрқозғалтқышты электр желісінен ажыратқан кезде оның
салқындауының нашарлауын есепке алатын коэффициент коэффициент.
38
t
1 о 1 0, 4
Бұл баламалы момент ҚҰ=10% болған кезде табылған, оны ҚҰ=100%
болған жағдайға қайта есептейміз:
(
)
(
) √
(3.49)
Қозғалтқыштың номиналды моменты:
(3.50)
Мэ Мном
қанағаттандырады.
,
, яғни
қозғалтқыш қызу шарттарын
Жүктеме
диаграммасы бойынша максимал момент 1217,34 Нм,
қозғалтқыштың артық жүктелу қабылетін тексереміз:
(3.51)
Демек, қозғалтқыштың артық жүктелу қабылеті қанағаттандырарлық.
4 Автоматтандырылған электржетектің күштік сұлбасын жобалау
және жиіліктік түрлендіргішті таңдау
4.1 Ықтимал
нұсқаларды анықтау
және
жинақ
жиіліктік
түрлендіргіштің типін таңдауды негіздеу
Комплект түрлендіргіш ретінде скалярлық басқару немесе векторлық
басқаруға болатын
жиіліктің түрлендіргішті пайдалануға болады. Себебі
біздің түрлендіргішті реттеу шағын диапазонын қамсыздандыруға керек, сол
біздің мақсаттарымыз үшін жиіліктіңтүрлендіргішті скалярлық басқармамен
басқарылады.
Түрлендіргіштің күштік бөлігініңқұрамында келесі компонентерден тұрады:
түзеткіш, инвертор, сүзгіш, тежеу резисторы, қорғау түйіншектері.
Себебі кернеудің амплитуда және жиілік түрлендіргішпен терістеуіште
реттейді, сол түзеткіш мүмкін диодтарда орында, ал басқар
түзеткіште
схемалы тежеуіштің резисторы үшін керек.
Қозғалтқыштың тоғына жене қуатына байланысты, жиілікті түрлендіргіш
таңдаймыз.
Осы уақытқа дейін біздің талаптарымызды қанағаттандыратын көп
түрлендіргіштербар, айталық Hitachi, Siemens, ABB және тағы басқалар.
39
ABB фирмасының комплект түрлендіргіші ACS 601-0020-3 үлгісінің
таңдаймыз. Таңдап алынған түрлендіргіштің техникалық деректерлері:
номиналды қуаты,кВт
түрлендіргіштің шығысындағы номиналды тоғы, А
өткінші шамадан тыс тоғы, A
Үш фазалы кернеуі , В , Гц
түрлендіргіштің салмағы, кг
fk= 1 кГц.
15
32
123
380,50
50
4.2
Күштік электр
тізбегінің
параметрлерін
есептеу
және
элементтерін таңдау
Күштің тізбек үшін таңдап алынған жиіліктік түрлендіргіш тің құрамы
келесіндей:
түзеткіш-түзеткіштің элеметтерінің қүрамында диод пайдаланылады;
инвертор - инверторкілттерінің сапасына IGBT жинақтамалытранзистор
мен қайталама диодтар пайдаланылады, жиіліктің реттеудің шығысындагы
инвертор жене шыға берісінде жолымен инвертор кілтінің ауыстырып-
қосуының, жиілігінің өзгерісін жүзеге асады, ал кернеудің көтерілуін
аумағының реттейтішығысындағы инвертор
арқасында кеңдік импульсты
модульдеу жүзеге асырылады;
тежеублогі- резистивті жиілікті тежеуі үшін пайдаланылады;
LC- сүзгіш - кернеудің сүзу үшін;анодтық реакторлар - коммутацилық
кедергінің және қысқа тұйықталудың үдеуінің жылдамдығының шектеуінің
сүзу үшін пайдаланылады.
Асқын кернеуден сақтау тізбегі;тоқтыың асып кетуінен сақтау кедергісі;
Жоғарыда айтылған, электржетектің күштің схемасы 4.1 суретте көрсетілген.
Электржетектің күштің бөлігінің бас схемасы 4.1 суретте және келесі күштік
элементер :
L1.L3 - токты реттеуыш реактор,токтың араалығын реттеугу арналған;
R - тежеу кедергісі;
C- түзеткіштің сыйымдылығы;
VT1.VT6 - транзисторлары;
R - тоқты реттеуіш кедергісі;
VD1.VD6 - түзеткіштік диодтары.
VD7.VD12- терістеуіштің қарама-қарсы диодтары;
ДТ-датчик тоғы;
ЦЗП - асқын кернеуден қорғау;
L ДР - дроссель.
40
4.1 сурет - электржетектің күштік тізбегінің принципиалды сұлбасы
Статордың номиналды фазалық тоғы:
(4.1)
Күштік кілт арқылы жүретін орташа ток
Iн. ср. = kз. Imax,
(4.2)
kз - шамадан тысты тоққа кілттің коммутациясын есептескіш қордың
еселігінің, kз =2;
Imax - инвертордың күштік тізбегінің иініндегі токтың амплитудалық
мәні:
√
√
,
(4.3)
Iном - қозғалтқыштың номиналды тоғы, А.
(4.4)
Күштік кілттің жумыстық кернеуі:
Uраб. = Umax + Uп. н.,
Umax - кернеудің амплитудалық мағынасы ивертордың күштік
қатарында ;
Uп. н. - асқын кернеудің коммутацилық кілті, В.
U max 2 U л 2 380 537, 4 В,
Uл = 380 -линиядағы кернеуі.
41
(4.5)
(4.6)
Асқын кернеудің мәнін қабылдаймыз:
Uп. н. =600В.
(4.5) өрнегі мына түрде жазылады:
Uраб. = 537,4 + 600 = 1137,4 В.
Негізгі формулаларға(4.4) және(4.6)
(4.7)
тізімдемеге [2] IRGPH50KD2
күштің үлгі түрінде жарты көпірлік қарама-қарсы диодтармен шығады.
Максималды руқсат етілген кернеу, берілген вентелдің қайталама импульсты
кернеудің ықтимал мәнінен артуы керек:
kзu kс Uобр.m. U DRM ,
(4.8)
k - қор коэффцентіжәне кернеу, kзu (1,3 1,5) ;
k - желідегі кернеудің ықтимал көтерілуін есепке алатын коэффициент;
k 1,1;
U . . - вентилдегі максимал кері кернеу;
U . . 6 U ,
Uф - фазалық кернеу, Uф = 220 В;
Uобр.m. 6 220 538,88 В.
1, 4 1,1 538,88 829,87 1200 ,
Күштік сүзгіш үшін конденсатор таңдаймыз.
Күштік сүзгішінің конденсаторының толық сыйымдылығы:
(4.9)
C
U dTн
3Rн U c
(4.10)
Ud - түзетілген кернеуінің орташа мәні:
Тн =0,001 - жүктің (транзистордың коммутациясының жиілігі) уақыт
тұрақтысы;
Rн=0,069 Ом , жүктеменің активті кедергісі;
Uс - конденсатордың кернеуінің руқсат етілген өсуі.
42
Түзететілген кернеудің орташа мәні
Ud = kсх.Uф = 2,34.220 = 514,8 В,
Uф =220 фазалық кернеуі;
kсх = 2,34 - сұлбадағы коэффициет үш фазалы түзеткіш үшін.
Конденсатордағы қосымша кернеудың көтерілуі:
Uс = 0,1. Ud = 0,1.514,8= 51,5 В.
Жүктің активты кедергісі:
Rн=3R12=3.0,0692=0,1 Ом.
(4.11)
(4.12)
(4.13)
C
514,8 0.001
3 0.1 51,5
33 10 3 Ф.
Конденсатордың ең ... 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