Файл: 1 Техническая часть 1 Техническая характеристика механизма передвижения тележки.doc

(1.42)

Согласно (1.42):



Время работы:

(1.43)

Согласно (1.43):



Время движения с установившейся скоростью:

(1.44)

Согласно (1.44):



Время паузы:

(1.45)

Согласно (1.45):



Нагрузочная диаграмма имеет вид, представленный на рисунке 1.4.

Рисунок 1.4 – Нагрузочная диаграмма механизма передвижения тележки
По нагрузочной диаграмме определим расчетный эквивалентный момент двигателя:

(1.46)

Согласно (1.46):



Приведем эквивалентный расчетный момент к продолжительности включения двигателя:

(1.47)

Согласно (1.47):



Требуемая номинальная скорость двигателя:

(1.48)

Согласно (1.48):



Требуемая мощность двигателя:

(1.49)

где: К_З – коэффициент запаса мощности. Примем К_З=1,3.

Согласно (1.49):


Выбираем асинхронный двигатель с фазным ротором краново-металлургической серии 4MTF(H)160L6 ГОСТ 17516-72 со следующими паспортными данными [6]:

• 
  номинальная мощность Р_Н = 11 кВт;
  
• 
  номинальная частота вращения n = 910 об/мин;
  
• 
  номинальный коэффициент полезного действия _Н = 81 %;
  
• 
  ток статора номинальный I= 32 А;
  
• 
  ток ротора номинальный I= 41 А;
  
• 
  максимального момента М_К = 350 Н*м;
  
• 
  коэффициент мощности соsφ = 0.76 кг  м².
  

---

- ПВ%=40%.

Проверим двигатель по перегрузочной способности.

Условие проверки по перегрузочной способности:
(1.50)

Данное условие выполняется , следовательно двигатель выбран верно.

1.2.3 Выбор преобразователя. В соответствии с разделом 1.2.1 наиболее оптимальным является использование системы асинхронный двигатель с фазным ротором с импульсно-ключевым управлением по цепи ротора.

В качестве преобразователя выберем панель крановую. Так как режим работы механизма сверх тяжелый и предназначен для работы в литейном цеху, то выберем для управления ЭП крановую панель типа ТАИ60 M5 [1]. Панель предназначена для пуска, реверсирования, торможения, регулирования скорости, а также конечной защиты двигателей электроприводов грузоподъемных механизмов передвижения.

Выбираем крановую панель ТАИ60 с командо-контроллером типа ККП1100. Технические характеристики данной панели представлены в таблице 1.2.

Таблица 1.2 – Основные технические характеристики панели крановой ТАИ60 5М

№	Наименование	Параметр
1	Напряжение силовых цепей	В
2	Номинальная мощность управляемого двигателя	до 11кВт
3	Диапазон регулирования скорости вращения	10:1
4	Группа климатического исполнения по ГОСТ 15150	У1
5	Степень защиты оболочки по ГОСТ 14254-96	не ниже IP43
6	Номинальный ток	до 60 А

---

Условия эксплуатации.

→ высота над уровнем моря до 2000 м;

→ температура окружающего воздуха от минус 40 °C до плюс 60 °С;

→ относительная влажность воздуха до 98% при температуре плюс 25 °С;

→ окружающая среда содержит агрессивные газы и пары в концентрациях, разрушающих металл и изоляцию.

1.2.4 Выбор и обоснование структуры системы регулирования. Так как структурная схема системы разомкнута, то она не описывается в виде контуров регулирования. Поэтому моделирование системы регулирования невозможно. Функциональная схема системы управления представлена на рисунке 1.5.



Рисунок 1.5 – Функциональная схема системы управления механизма тележки

Функциональная схема состоит из следующих элементов:

питание 1 – питание силовой части механизма передвижения тележки;

питание 2 – питание системы управления тележки;

защита – блоки защиты силовой и управляющей части;

подключения двигателя к сети – блок отвечающий за коммутацию двигателя;

аппараты коммутации – магнитные пускатели, реле времени, контакторы.

1.3 Разработка схемы электрической принципиальной системы управления

1.3.1 Выбор и обоснование элементной базы схемы электроавтоматики. Системы управления крановыми механизмами относятся к категории устройств, находящихся под непрерывным контролем оператора, т, е. в этих системах выбор момента- начала операции, скоростных параметров и момента окончания операции осуществляется лицом, управляющим механизмом. В свою очередь система управления должна обеспечивать необходимую последовательность переключения для реализации желаемых скоростных параметров, предотвратить при этом недопустимые перегрузки и обеспечить необходимую защиту. Все многообразие различных систем управления может быть разделено на следующие группы.

По способу управления:

1) управляемые непосредственно силовыми кулачковыми контроллерами;

---

весь процесс управления, включая выбор необходимых скоростей, осуществляется исключительно оператором;

2) управляемые кнопочными постами; возможности управления ограничены конструктивными особенностями поста и заданной программой пуска (торможения);

3) управляемые сложным комплектным устройством (магнитным контроллером с использованием преобразователя энергии или без него), оператор выбирает только необходимые скорости, а процессы разгона, торможения и необходимые промежуточные переключения осуществляются автоматически.

Выполним анализ функций, возлагаемых на систему управления, для выбора и обоснования элементной базы схемы управления.

Система управления должна выполнять следующие функции:

1) управление регулируемыми электроприводом перемещения;

2) управление нерегулируемыми электроприводами (пуск/останов);

3) управление электромагнитными тормозами;

4) световую индикацию режимов работы электрооборудования.

Данные функции должны быть реализованы автоматически по требованию оператора.

Поэтому система управления для обеспечения данных условий требует:

1) релейно-контакторной аппаратуры для управления электроприводами;

2) применение специализированного кранового контроллера для общего управления краном и устройства защиты от перегрузок со стороны грузов (ограничитель грузоподъемности).

1.3.2 Выбор рода тока, величины напряжения цепей управления. В схеме применяем:

1) напряжение переменного тока 380В для подключения электропривода, тормоза;

2) напряжение переменного тока 220В для подключения схемы управления;

3) напряжение постоянного тока 12 В для цепей, необходимых для обслуживания крана при монтаже и ремонтах (паяльники, осветители и т. д.).

1.3.3 Разработка алгоритма работы схемы управления. Алгоритм схемы управления механизмом передвижения тележки представлен на рисунке 1.6.

Перед началом работы схемы необходимо замкнуть рубильники QS1 . После этого необходимо проверить, находится ли контроллер в нулевом положении. Если нет, необходимо перевести его рукоятку в нулевое положение. После этого можно начинать движение. Движение в одну или другую сторону возможно, только если не сработал соответствующий конечный выключатель. Если это произошло, то необходимо перевести контроллер в сторону, противоположную предыдущему движению. Регулирование скорости происходит переводом рукоятки командоконтроллера в одно из четырех положений.

---

Также при движении постоянно проверяется срабатывание защиты (от токов короткого замыкания, от пропадания напряжения), и, если срабатывание защиты произошло, то схема возвращается в исходное состояние. Для повторного запуска необходимо снова перевести контроллер в нулевое положение и процесс повторяется.

Рисунок 1.6 – Алгоритм схемы управления механизмом передвижения тележки
1.3.4 Описание работы схемы электрической принципиальной. Схема представлена в графической части проекта АЭП09117 00.00.000 Э3. Для обеспечения защиты схемы применены следующий аппараты:

1) для защиты от токов короткого замыкания (КА1-КА3,FU1);

2) для защиты от пропадания напряжения (KM1).

В схеме реализованы следующий блокировки:

1) нулевая блокировка (SA1);

2) ограничение рабочей зоны (SQ1, SQ2).

Набор силовой схемы осуществляется контакторами: линейным КМ1, направления КМ2 – КМ3, торможения КМ4 в цепи электромагнита тормоза YA1 и управления коммутацией тиристоров КМ5 – КМ6.

Коммутатор выполнен в виде полу управляемого моста на тиристорах VS1-VS3 и диодах V1-V3. Изменение ступеней резисторов ротора R18-R20 осуществляется тиристорами VS5-VS7. Импульсно-ключевой коммутатор обеспечивает при этом не только регулирование частоты вращения двигателя, но и коммутацию тиристоров в цепи постоянного тока в момент закрытия моста.

Управление ИКК осуществляется с помощью элемента с регулируемым порогом срабатывания однопереходного транзистора VT1. Транзистор подключается таким образом, что потенциал между эмиттером и первой его базой определяется диодами VD1-VD6 напряжением на резисторе R8, пропорциональным скольжению ротора, а потенциал между первой и второй базой – выпрямленным мостом UZ1 напряжением сети. Такое включение элемента с регулируемым порогом срабатывания позволяет обеспечить стабильность механических характеристик при колебаниях напряжения сети. При срабатывании транзистора VT1 включается формирователь импульсов, в качестве которого использован тиристор VS4, и через распределитель импульсов на диодах VD7-VD9 и резисторах R1-R3 сигнал управления поступает на управляющие электроды тиристоров коммутатора. Уровень поддерживаемого на характеристиках 1-3 скольжения задается контактами командоконтроллера SА7-SА9. Пуск двигателя на характеристику 4 происходит под контролем реле времени KT1 и KT2 через промежуточную характеристику 4'. При этом сигналы на включение тиристоров подаются от выпрямителя UZ1 и через контакты реле KT1, KT2 и КМ5. На последним положении командоконтроллера цепи управления ИКК шунтируется, с помощью реле КМ5 и контактом командоконтроллера SА5. При этом ИКК работает как неуправляемый выпрямитель. При обратном переводе рукоятки командоконтроллера снижается напряжения управления транзистора VT1, ИКК закрывается, что и позволяет производить коммутацию тиристоров VS5-VS7. При установке рукоятки командоконтроллера в нулевое положение электропривод работает в режиме свободного выбега, поскольку контактор тормоза KM1 находится на само подхвате. Торможение электропривода производится в режиме противовключения на характеристике Т под контролем реле КМ6, которое через реле КМ5 отключает цепи управления тиристоров VS5-VS7. Реле КМ6 включается тиристором VS8 при скольжении , большем единицы. При снижении скорости двигателя до нуля тиристор VS8 закрывается и реле КМ5 и КМ6 позволяют выполнить пуск в обратном направлении. Характеристики представлены на рисунке 1.7.

---