Сучасний електропривід

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вступ

Електропривід- це електромеханічна система для приведення в рух виконавчих механізмів робочих машин і керування цим рухом в цілях здійснення технологічного процесу.

Сучасний електропривід -- це сукупність електромашин, апаратів і систем керування ними. Він є основним споживачем електричної енергії (до 60 %) і головним джерелом механічної енергії в промисловості.

Найефективнішим способом економії енергії на всіх виробництвах, де потрібне регулювання продуктивності механізмів на базі електродвигунів змінного струму є застосування регульованого електроприводу змінного струму. Впровадження такого електроприводу на механізмах з квадратичною навантаженням (насосів, вентиляторів, повітродувок) дозволяє відмовитися від дроселювання і досягти економії електроенергії в 30-70 %.

Види елетроприводів:

Нерегульовані, прості, призначені для пуску і зупинки двигуна, що працюють в одношвидкісному режимі.

Регульовані, призначені для регулювання частоти обертання і керування пуском і гальмуванням електродвигуна для заданого технологічного процесу.

Неавтоматизовані

Автоматизовані



1. Характеристика механізму

1.1 Класифікація суднових грузопідіймальних механізмів

Для виконання вантажних операцій всі морські судна забезпечені підйомними механізмами.

Розрізняють основні і допоміжні вантажні пристрої. Перші призначені для операцій з перевезенням вантажами, другі - для внутрішньо суднових операцій.

Вантажопідіймальними механізмами є лебідки, крани, підйомники і транспортувальні механізми.

Розрізняють лебідки вантажні та спеціальні. До спеціальних належать топенанті, буксирні, тралові, шлюпочні, трапові та інші лебідки. Вони можуть бути паровими, електричними або гідравлічними.

Крани бувають стріловими, поворотними і козловими. Останні застосовуються на новітніх судах - контейнеровозах. За типом приводу крани поділяються на електричні і гідравлічні.

До підйомників відносяться ліфти - пасажирські та вантажні, елеватори. Підйомники мають переважно електричний привід.

Транспортуючими механізмами є транспортери, пнемо-жолоба. Ці механізми використовуються на деяких спеціалізованих судах.

Крани швидше підготовляються до дії і більш продуктивні, внаслідок чого останнім часом їх встановлюють не тільки на пасажирських і прирівняних до них судах, а й на вантажних.

Вантажні стріли є найбільш поширеним вантажним пристроєм, робота якого забезпечується вантажними лебідками. Кількість вантажних лебідок, обслуговуючих стрілу, залежить від того, яка схема виконання вантажних операцій застосовується. Застосовуються такі основні схеми роботи вантажними стрілами: робота одиночній легкої вантажний стрілою; спареними вантажними стрілами; стрілами з подвійними топенантами; великовагові стріли. Робота спареними стрілами (одна стріла встановлюється в положення «за борт», а друга - в положення «над люком») значно прискорює виробництво вантажних операцій, але вимагає більшого числа лебідок.

Вантажні стріли виготовляють дерев'яними (при вантажопідйомності 1,5-3 т) і металевими (при вантажопідйомності 5-15 т).

Вантажні стріли можуть навішуватись на двоногі, П-подібної форми щогли, жорсткіші порівняно з щоглою, що виключає необхідність установки додаткових під палубних підкріплень і застосування стоячого такелажу. У результаті вага щоглового пристрою зменшується на 15-25%. Крім того, використання двоногих щогл звільняє верхню палубу по всій довжині її носовій і кормової частин і дозволяє застосовувати для обслуговування середніх трюмів судна рухливі крани вантажопідйомністю до 5 т.

Судна спеціального призначення можуть мати стріли-важковаговики, що забезпечують вантажопідйомність 25-30, а іноді 300 т. Ці судна обладнуються також мостовими кранами.

Великовагові вантажні стріли мають оснастку, аналогічну оснащенні легких стріл з вантажними талями і топенант-талями, але спираються не на щоглу, а на палубу біля щогли.

Топенантна лебідка вантажного пристрою забезпечує підйом і опускання стріли, вантажна лебідка - переміщення гака з вантажем, лебідка відтяжок - поворот стріли. На вантажних пристроях зі стрілами використовуються, як правило, сталеві канати.

1.2 Системи електроприводов суднових грузопідіймальних механізмів

Особливості роботи:

В даний час все більш широке застосування знаходять пристрої з поворотними механізованими стрілами різних систем. Найбільш часто вживані системи Халла і Велле. Ці пристрої обладнані трьома вантажними лебідками, з яких одна використовується для підйому, а дві інші - для повороту і зміни вильоту стріли.

В системі Халлена для переміщення стріли потрібна спільна робота лебідок. При синхронній роботі лебідок здійснюється вертикальне переміщення стріли, а при протихідний роботі - її поворот.

В системі Велліна лебідки мають подвійний барабан. Завдяки цьому і спеціальної запасовці стропів для горизонтального переміщення стріли досить включення однієї з лебідок залежно від напрямку руху, що значно полегшує управління.

Основні вимоги:

Вантажопідйомність. Для вантажних лебідок ГОСТ 12617-78 встановлює як вантажопідйомність, яка визначається масою вантажу, що піднімається, так і тягове зусилля, залежне від оснащення вантажних стріл.

Швидкість. Значення швидкостей вантажопідіймальних механізмів встановлюються тільки в стандартах, а у вимогах класифікаційних документів відсутні. ГОСТ 12617-78 ділить суднові лебідки за швидкостями на чотири групи. Перша група об'єднує тихохідні лебідки з малими тяговими зусиллями (до 22 кН) і швидкостями від 0,25 до 0,67 м / с. Друга група включає лебідки з тяговими зусиллями від 22 до 36 кН і швидкостями від 0,67 до 1,5 м / с. У третю групу входять лебідки з тяговими зусиллями від 36 до 90 кН і швидкостями від 1,5 до 0,4 м / с. Четверта група включає швидкохідні лебідки. При цьому лебідки з тяговими зусиллями 18, 36 і 56/36 кН і швидкостями від 1,67 до 1 м / с.

Продуктивність. Норми по продуктивності обумовлені тільки стандартом на вантажні лебідки.

Рід струму, напруга, система електроприводу. Класифікаційними документами передбачено, що електроприводи з живленням безпосередньо від мережі повинні виготовлятись на напругу 380 В, 50 Гц змінного струму продуктивності вантажних лебідок і 220 В постійного струму і, як виняток, в обгрунтованих випадках на 220 В, 50 Гц змінного струму. Допускається застосування всіх сучасних систем електроприводів.

Прискорення (уповільнення) вантажу. Шлях гальмування. ГОСТ 12617-78 встановлює значення середнього прискорення рівним 3 м / с * при роботі з номінальним вантажем. При гальмуванні зазначеного вантажу шлях гальмування, виражений в метрах, не повинен перевищувати 0.6 значення найбільшої швидкості спуску, вираженої в метрах в секунду.

Гальма вантажопідіймального механізму. Вантажопідйомний механізм повинен мати автоматичний нормально замкнутий гальмо (з пристроєм для ручного розгальмовування). Розрахункова держав посилити гальма має бути не менше 1,5 номінального тягового зусилля механізму

1.3 Правила Регістру

Вантажний пристрій повинен утримуватися в справному стані, необхідному для безпечного та інтенсивного проведення вантажних операцій, схоронності вантажів, що перевантажуються і тари. Тому, крім проведення періодичних оглядів у встановлені терміни, такелажне оснащення, найважливіші деталі та механізми оглядають перед кожною вантажно-розвантажувальної операцією.

У відповідності з Правилами Регістру кожна відповідальна деталь вантажного пристрою повинна мати клеймо із зазначенням допустимого робочого навантаження. На кожну вантажну стрілу наносять чіткий напис про допустиму вантажопідіймальність і дату випробування.

Вантажні шкентеля і топенант повинні бути цілісними по всій довжині (без з'єднань, сплесне і надриву стрендей). Забороняється застосовувати у вантажних пристроях трос, якщо в будь-якому його місці на довжині, що дорівнює 8 діаметрам троса, загальне число лопнули дротів перевищує 10% їх загального числа, а також іржаві і сильно деформовані троси. Не дозволяється піддавати троси сильним вигинам, З цією метою діаметри шківів блоків повинні бути рівні не менше 13 діаметрам троса для тросів, часто використовуваних в блоках, і не менше 7,5 діаметрам для тросів, що використовуються епізодично.

Топенантного ланцюга очищають від іржі та фарбують. Забороняється використання ланцюгів, що мають ланки з тріщинами або зносом, складовим 10% первісного діаметра і більш.

Вертлюги вантажних гаків повинні бути добре розхожі і змащені, штирі скоб вантажних гаків загвинчені до місця. Штирі, що займають в скобі вертикальне положення, встановлюють головкою догори, щоб вони не могли випасти в разі само відгвинчування. Вантажні скоби, вживані замість гаків для підйому важкоатлетів, повинні мати штирі, утримувані на місці чеками або шпильками.

Блоки періодично змащують, щоб їх шківи вільно оберталися. Не допускається використання блоків з тріщинами на щоках, окутті або шківи, з розігнутим гаком, зі стертим нагелем або пошкодженої втулкою. Кожна відремонтована або замінена знімна деталь повинна мати клеймо і сертифікат про випробування її пробним навантаженням.

Обслуговування вантажних лебідок (кранів) повинно здійснюватися відповідно до вимог Правил технічної експлуатації суднових технічних засобів. При обслуговуванні механізованих люкових закриттів належить керуватися вказівками заводських інструкцій.

Вантажні операції відносяться до категорії робіт підвищеної небезпеки. Правила техніки безпеки на суднах морського флоту визначають вимоги до вантажного пристрою судна та регламентують безпечні прийоми роботи з люковими закриттями, при підготовці та експлуатації вантажного пристрою, виконанні вантажних операцій.

Так, перед роботою з закриттями системи Мак-Грегора місця проходження тягових тросів необхідно обгородити і зробити напис «Прохід закрито». Забороняється ходити по люків секціям під час їх відкриття, закриття, а також при частковому відкритті. Встановлені у вертикальне положення секції повинні бути надійно застопорені, забороняється залишати їх не застопореними навіть на короткий час. Будь-які роботи в просторі між відкритими люковими секціями можуть виконуватися тільки з дозволу вахтового помічника капітана або керівника робіт. На весь час робіт між секціями на палубі повинен знаходитися матрос, який зобов'язаний стежити за тим, щоб ніхто не зняв стопорів з люкових секцій, не під'єднав тягові троси до секцій, не включив систему управління люкових закриттів з гідравлічним приводом.

На не повністю закритих люкових секціях забороняється проводити будь-які роботи до тих пір, поки не буде встановлене тимчасове леєрне огородження, що виключає можливість падіння людей у трюм. Леєр з вивішеними заборонними знаками повинна бути огороджена палуба в місцях проведення перевантажувальних робіт із того борта, в бік якого переміщується вантаж.

Не можна спускатися в неосвітлені і не провентильовані трюми. Переносити освітлювальні люстри, підвішені на штертах, можна тільки при знятій напрузі і після того, як всі люди вийдуть з трюму.

Особи, які беруть участь у вантажних операціях, до початку роботи проходять інструктаж з техніки безпеки. До роботи на вантажопідіймальних механізмах в якості кранівника і Лебідчик, а також в якості стропальника допускаються матроси першого класу та інші члени екіпажу, які пройшли спеціальне навчання і мають спеціальні свідоцтва. До роботи на великовагових пристроях допускаються тільки спеціально підготовлені члени екіпажу, прізвища яких оголошені наказом по судну після здачі ними іспиту. Сигнальником можуть призначатися тільки досвідчені матроси першого класу.

Лебідчик або кранівник виконує всі сигнали, подані тільки сигнальником, крім сигналу аварійної зупинки, який повинен бути виконаний незалежно від того, ким і яким способом він поданий. Всякий незрозумілий сигнал слід сприймати як сигнал зупинки. Сигнал про підіймання вантажу може бути поданий тільки після того, як стропальник підтвердить, що вантаж застропований належним чином, і сигнальник переконається, що переміщення не наражає на небезпеку людей, що працюють у трюмі або на палубі.

При роботі на лебідках і кранах забороняється:

піднімати вантажі, маса яких більше вантажопідйомності стріли або крана;

допускати нерівномірне натягнення усіх гілок при підйомі вантажу з використанням багатовіткових стропів;

поправляти стропи, коли вантаж знаходиться на вазі, расстроплівать вантаж перш, ніж він твердо не встав на прокладки;

розгойдувати вантаж для укладки його поза радіусом дії стріл або крана;

піднімати вантаж з розташованими на ньому людьми або незакріпленими предметами, а також вантаж, що знаходиться в нестійкому положенні або закладений іншими вантажами;

відтягувати, розгортати і зупиняти розгойдується вантаж під час підйому, переміщення або опускання без застосування спеціальних відтяжок.

Крім того, при роботі на лебідках і кранах не можна:

подавати вантаж у трюм без попереджувального окрику чи сигналу, якщо в трюмі перебувають люди;

подавати в трюм вантаж до того, як з просвіту люка буде прибраний раніше поданий вантаж і люди відійдуть в безпечне місце;

проносити вантаж на висоті менше 0,5 м від конструкцій судна або предметів, що знаходяться на шляху переміщення вантажу.



2. Проектування електроприводу вантажної лебідки

2.1 Обґрунтування вибору типу двигуна

Машина-двигун і передавальний механізм називаються приводом. В залежності від роду двигуна привід може бути пневматичним, гідравлічним, паровим, тепловим і електричним. Для лебідки вибираємо електричний привід

Електропривід - електромеханічний пристрій для приведення суднового механізму в обертання або інший вид руху шляхом перетворення електричної енергії в механічну

За конструктивним виконанням електроприводи бувають:

Груповими або трансмісійними;

Одиночними;

Багато двигунними.

Для даного приводу вибираємо одиночний привід, так як привід вибираємо для одного виробничого механізму і немає необхідності в застосуванні декількох двигунів.

За характером зміни швидкості двигуна під час роботи суднові електроприводи поділяються на нерегульовані - двигуни завжди працюють незначно змінюючи швидкість лише із зміною навантаження, і регульовані - примусова зміна швидкості за допомогою спеціальних пристроїв і підтримки її на заданому рівні.

Привід вибираємо регульований, так як необхідно змінювати швидкість підняття вантажу.

Привід вибираємо реверсивний, тобто здатність двигуна швидко змінювати напрямок обертання.



2.2 Вибір роду струму, напруги і частоти

При виборі роді струму доцільно вибирати систему з предметним струмом, так як система змінного струму дозволяє використовувати асинхронні двигуни, яке є більш надійними в роботі і мають менше масу, габарити і вартість, ніж двигуни постійного струму.

Правилами Регістру встановлена верхня межа напруги для загально суднової електричної мережі змінного струму 380В. Значення напруги в основному вибирається відповідно з прагненням зменшити масу суднової кабельної мережі.

Що стосується вибору частоти живильної мережі, то, оскільки стандартна частота змінного струму в 50 гц, як правило, слід вибирати струмоприймачі на зазначену частоту

2.3 Обґрунтування вибору типу двигуна

В якості електроприводів на суднах застосовують електродвигуни постійного і змінного струму. На суднах у вантажних пристроях в основному застосовують ЕД змінного струму. Асинхронний двигун в порівняння з двигуном постійного струму мають більш просту конструкцію, так як він не має колектор і щіткового апарату. Перевагою АД є також більш високий КПД.

Для даного механізму доцільно буде використовувати електропривод змінного струму, дво швидкісний асинхронний двигун типу МАП.

грузопідіймальний судновий електропривод вантажний

2.4 Розрахунок і вибір електродвигуна

А. Параметри механізму лебідки :

1.Вантажопідйомність = 26,6 кН

2.Маса холостого гака = 0,46 кН

3.Радіус вантажного барабана = 0,3 м

4.Передавальне число редуктора t = 37

5.ККД передачі = 0,75

6.Номінальна швидкість підйому вантажу = 0,7 м/c

7.Швидкість спуску вантажу = 0,12 м/c

8.Висота підйому вантажу = 15 м

Б. Параметри схеми управління :

1. Напруга мережі =380 В

2.Напруга управління = 220 В

3.Число швидкостей: 2

4.Способи регулювання швидкості: зміною числа пар полюсів

5.Включення швидкостей: за допомогою тиристорних контактів

6.Захисту силової частини схеми: а) від струмів короткого замикання; б) від струмів перевантаження; в) нульова; г) від роботи на двох фазах

7.Захист схеми управління від струмів к.з. : запобіжниками

8.Блокування: а) від падіння вантажу; б) від одночасного включення реверсних контактів; в) по довжині троса на барабані при підйомі та спуску вантажу; г) за граничною вагою вантажу при підйомі

9.Способ автоматизації пуску: затримка при переході з 1-й швидкості на 2-у

10.Способ автоматизації електричного гальмування: динамічне одночасне із спрацьовуванням основного гальма

11.Способ захисту від струмів перевантаження: при перевантаження 2-й або 1-й швидкості - відключається

12.Установленное число циклів у годину = 15

Розрахунок

1. Момент на валу електродвигуна при підйомі номінального вантажу



де - сила тяжіння вантажу, ;

- сила тяжіння гака,;

2. Момент на валу електродвигуна М2ст при опусканні номінального вантажу, Н • м

3. Швидкість обертання електродвигуна на швидкохідної обмотці необхідна для забезпечення заданої швидкості підйому номінального вантажу,

4. Швидкість обертання електродвигуна на тихохідної обмотці,

необхідна для забезпечення посадкової швидкості вантажу,

5. Кутова швидкість електродвигуна щ, рад / с (на швидкохідної обмотці), необхідна для забезпечення заданої швидкості підйому номінального вантажу і потужність електродвигуна при підйомі номінального вантажу на швидкохідної обмотці, кВт

6. Кутова швидкість електродвигуна щ_пос, рад / с (на тихохідної обмотці), необхідна для забезпечення посадкової швидкості вантажу і потужність електродвигуна при посадці вантажу на тихохідної обмотці, кВт

Вибираємо електродвигун типу МАП 622-4/6, трьох швидкісний повторно-короткочасного режиму роботи. Параметри обраного електродвигуна описані в таблиці 1.

Таблиця 1 - Параметри електродвигуна типу МАП 622-4/6

Найменування параметра	Число полюсів
Номінальна потужність Рн, кВт	70	40
Номінальна частота обертання,об/хв	1420	920
Номінальна швидкість підйому вантажу м/c	1,05	0.67
Відносна тривалість включення,%	40	40
Продуктивність при повному вантажі, цикл / рік.	30	40
Число пусків на годину	300	200
Режим роботи (ПВ,%)	40	40
Напруга U, В	380	380
Виконання	ІР 56(водозахищений)
Коефіцієнт потужності	0,93	0,9
Номінальний струм,А	60	40
Пусковий струм, А	480	320

За номінальним параметрам обраного електродвигуна визначаємо номінальний момент

Порівнюємо номінальний момент с моментом ,так як , 470,9292,5 Нм, це означає, що двигун перевантажуватися не буде.

Швидкісна і механічна характеристики обраного двигуна при роботі на швидкохідної обмотці (2р = 4) наведено на рис.



Механічна характеристика асинхронного двигуна типу МАП 622-4/6 при 2р =4

2.5 Порівняльна оцінка і вибір системи управління

Для керування електроприводами вантажних лебідок та кранів в основному застосовують контролерну і контакторну системи. Управління електролебідки за допомогою контролерів, особливо барабанних, набагато важче, ніж у другому випадку, тим більше, що Лебідчик зазвичай доводиться керувати одночасно двома електроприводами. Тому слід вважати найбільш прийнятною з точки зору експлуатації контакторну систему з командо контроллерним управлінням.

З розвитком напівпровідникової техніки з'явилася можливість створення регульованого тиристорного електропривода з електродвигунами постійного струму, питомого від мережі змінного струму. Тиристорне управління дозволяє одержати плавне, глибоке регулювання частоти обертання електродвигуна і тим самим збільшити продуктивність вантажних пристроїв.

Перевагою такого привода є також відсутність контакторної апаратури управління, що є основою забезпечення високої надійності.

Систему керування електроприводом вибираю релейно - контакторну з командо-контролерним управлінням. Така система дозволяє автоматизувати процес управління лебідкою і виконати наступні функції:

Захист від неправильного реверсування;

Захист від неправильного гальмування;

Захист від несправності схеми;

Захист від струмів КЗ, перевантаження і нульову.

2.6 Вибір способу пуску, регулювання швидкості і гальмування

Обґрунтування і вибір способу пуску.

Асинхронні двигуни мають досить погані пускові властивості так як пускові струми великі і перевищують номінальний у 4-7 разів. А пускові моменти не значні так як в момент пуску двигун являє собою для мережі індуктивне навантаження:

М = См • ф • I • cos ц

А з цього cos ц дуже малий.

Так як потужність вибраного двигуна значно менше одиничної потужності генераторів суднової електричної станції. То при прямому пуску, пускові струми не викликають не допустимих провалів напруги Для даного електроприводу вибираю прямий пуск спільно з тиристорним блоком. Застосування тиристорів дозволяє здійснити без дугову комутацію.

Завдяки використанню такого комплексу електрична зносостійкість магнітного контролера складає циклів включено-відключено з частотою 600 включень на годину.

Обґрунтування і вибір способу регулювання швидкості.

Регулювання кутової швидкості АД можна здійснювати чотирма основними способами: зміною активного опору, включеного в ланцюг ротора АД з фазним ротором; зміною частоти струму живильної мережі; перемиканням обмоток статора на різне число пар полюсів; зміною напруги подається на обмотку статора. Отримати плавне регулювання швидкості АД в широких межах можна шляхом зміни реакторного опору, що включається в ланцюг обмотки статора АД. Однак даний спосіб не використовується.

Регулювання швидкості двигуна шляхом зміни частоти струму, живильної мережі, забезпечує можливість плавного регулювання швидкості. Але спосіб дорогий так як вимагає додаткового електронного перетворення частоти.

Найбільш поширеним способом регулювання є регулювання зміною числа пар полюсів. Спосіб забезпечує ступінчасте регулювання. Для більшості виробничих механізмів даний спосіб забезпечує необхідний режим роботи. Для реалізації даного способу на поверхні статора укладаються кілька незалежних обмоток розрахованих на різне число пар полюсів або одна секція обмотки, в якій можна проводити перемикання з трикутника на подвійну зірку.

Регулювання швидкості зміною ковзання використовується в асинхронних двигунах з фазним ротором і реалізується двома способами:

У ланцюг ротора включається активне опір (регулювальні опору) які перемикаються за допомогою контакторних груп, чим більше ступенів перемикання, тим регулювання плавніше.

Можливе включення в ланцюг ротора джерел ЕДС, які забезпечують можливість зміни струму ротора, а отже і режиму роботи двигуна.

Виходячи з вище описаного, для даного електроприводу доцільно буде використовувати регулювання швидкості шляхом зміни числа пар полюсів.

Характеристика використовуваних видів гальмування.

Асинхронні двигуни можуть працювати в наступних гальмівних режимах: в рекуперативному (над синхронному) з віддачею енергії в мережу, противовключення і динамічного гальмування. Також для гальмування використовують електромагнітне гальмо.

Рекуперативне гальмування виникає коли під дією зовнішніх сил ротор двигуна розкручується до швидкості більшої ніж швидкість поля при цьому ковзання стає негативним, а отже струм і момент міняють знак, тобто момент стає гальмівним, і є гальмівним до тих пір поки швидкість ротора знову не стане менше швидкості поля.

Гальмування противовключенням забезпечується шляхом зміни порядку чергування двох будь-яких фаз. При цьому магнітне поле змінює напрямок обертання. Ковзання стає негативним, що обертає момент змінює знак. З початку є гальмівним, а за тим розкручує двигун протилежному напрямку до номінальної швидкості.

Динамічне гальмування забезпечує можливість практично миттєвої зупинки двигуна і реалізується у двох варіантах: постійним струмом або за допомогою конденсаторів. При подачі на обмотки статора постійного струму поле статора стає нерухомим. Ротор, прагнучи наздогнати поле зупиняється так як ковзання стає негативним, а момент гальмівним.

Дана схема забезпечує гальмування електромагнітним гальмом у парі з противовключенням.

2.7 Опис роботи схеми управління

Схема забезпечує частотний пуск і гальмування при роботі двигуна від UZ1, а також двоступінчастий розгін і гальмування в зоні електромашинного регулювання. Загальний діапазон регулювання швидкостей з типовим співвідношенням пар полюсів машини 2р = 4/6 становить 1: 15, а в зоні частотного регулювання діапазон зміни частоти обертання двигуна - від 150 до 600 об / хв. Кількість фіксованих механічних характеристик по п'ять у кожному напрямку. Таке багатопозиційне управління не може бути реалізовано на основі відомих методів побудови електроприводів з полюсо-перемикаємими двигунами, так як вимагає використання складного командоконтролера. Тому в схемі застосований принцип двоступеневого управління: від командоконтролера через проміжний релейний блок.

При цьому реле K5 і K6 управляють реверсом двигуна при роботі від мережі, включаючи контактори КM1 і КM4, а реле K1-K4 - регулюванням швидкості. Комутація силових ланцюгів двигуна при перемиканні його обмоток досягається контакторами КM1, КM2 і КM4, КM5, а частотне регулювання швидкості - реле швидкості РС2, РСЗ. Застосування релейного блоку дозволяє вирішити два завдання: виключити паузу при перемиканні силових ланцюгів двигуна (у звичайних схемах це досягається введенням нефіксованих позицій на командоапаратом) і здійснити контроль за позиціонуванням розгону і гальмування двигуна шляхом виключення переходу на наступну позицію при несправності будь-якого апарату (у звичайних схемах це досягається відповідним блокуваннями в ланцюзі нульового реле).

Реверсування двигуна при роботі UZ1 здійснюється зміною порядку комутації тиристорів перетворювача по сигналу від реле K7 і K8. Перетворювач частоти UZ1 пов'язаний з мережею за допомогою понижувального трансформатора TU1. Управління каналами регулювання частоти й напруги типове для всіх схем комбінованого управління з UZ1 і здійснюється за допомогою реле K7, K8 і K9, K10. Зазначені реле перемикають ланцюга резисторів RI-R18, зібраних по потенціометричним схемами, причому ланцюга з діодів VD1-VD12 утворюють логічну схему або, при якій включення подальшої ланцюга виключає попередню. Час розгону і гальмування електродвигуна при роботі від UZ1 задається задатчиком темпу зміни його частоти і напруги. У зоні електромашинного регулювання у схемі здійснюється контроль за часом тільки гальмування двигуна за допомогою реле KT3 і KT4. Позиційний розгін двигуна в цій зоні здійснюється за рахунок власного часу послідовного спрацьовування зазначених реле, а також реле блоку управління швидкості і контакторів швидкості. Це спрощує схему, проте така побудова схеми можливо тільки для малоінерційних систем, якими і є механізми підйому. Час накладання гальма контролюється реле KT2 після частотного гальмування приводу, що виключає просідання вантажу. Вузол захисту схеми типової з впливом апаратів захисту на нульове реле KT1. Перетворювач має також сіткову захист, що спрацьовує при перевищенні струмами певного рівня.

2.8 Розрахунок і вибір електромагнітного гальма і апаратів захисту

Згідно з Правилами Регістру всі електродвигуни потужністю вище 0,5 кВт повинні мати такі види електричного захисту:

захист від к.з.;

захист від перевантаження;

нульовий захист;

Захист від короткого замикання здійснюється:

- Плавкими запобіжниками;

- Струмовими реле;

- Автоматичними вимикачами.

Для захисту асинхронних електродвигунів застосовують автоматичні вимикачі, які в порівнянні з запобіжниками мають незаперечну перевагу, - запобігають роботу двигуна на двох фазах.

Захист від перевантаження здійснюється:

тепловими реле;

струмовими реле;

температурними реле.

Нульова захист здійснюється:

лінійним контактором;

нульовим реле.

Для електроприводу крана я передбачаю такі види захистів:

- Захист від к.з., яка буде виконуватися автоматичним вимикачем;

- Захист від перевантаження за допомогою термореле;

- Нульова захист за допомогою лінійного контактора.

Розрахунок і вибір автоматичного вимикача.

Автоматичний вимикач вибираю по номінальному струму електродвигуна на більшій швидкості.

Таблиця 2 - Технічні характеристики електродвигуна

Тип двигуна	Номінальні параметри
	Рн, кВт	Uн,B	,А	, об/мин	, A
МАП 622-4/6	70	380	60	1420	480

Так як струм двигуна 60 А, то вибираю автоматичний вимикач типу А3776 Бр.

Вибираю максимальний розчіплювач за умовою Iнр > 1,2 =72 А. Вибираю максимальний розчіплювач з номінальним струмом 160 А.

Вибираю кратність уставки на струм спрацьовування вимикання в зоні К.З по умові; 7,5

Вибираю кратність уставки=6

Параметри обраного автоматичного вимикача наведені в таблиці 4.

Таблиця 3 - Параметри автоматичного вимикача

Тип автоматич. вимикача	Ном. струм АВ, А	Ном. струм макс, розчеплювача, А	Кратність уставки
А3776 Бр	160	160	6

Розрахунок і вибір теплових реле

Двигун підйому вантажної лебідки обраний трьохшвидкісним, тому захист від перевантаження буде виконана за допомогою термореле типу ТРТ для кожної обмотки. Вибір термореле виробляю по номінальному струму електродвигуна.



Таблиця 4 - Параметри двигуна

Тип двигуна	Число полюсів	Рн, кВт	Iн, А
МАП 62-4/6	4	70	60
	6	40	40

Термореле вибирають за умовою: Iн.тэ Iнд , де : Iн.тэ- номінальний струм теплового елемента.

Вибираю такі типи термореле:

для р = 4 - термореле типа ТРТ-151 з номінальним струмом 135 А;

для р = 6 - термореле типа ТРТ-141 з номінальним струмом 95 А.

Розрахунок і вибір електромагнітного гальма

Основним параметром гальма є гарантовано створюваний їм гальмівний момент, що становить 125% номінального в нагрітому стані.

Розрахунковий гальмівний момент Мт.р., Нм, повинен становити

,

де Рн - номінальна потужність механізму, кВт;

- КПД передавальних ланок механізму від робочого органу до гальма;

n - Номінальна частота обертання гальма, об / хв.

З урахуванням режимів роботи різних механізмів гальмівні моменти гальм повинні бути рівні

,

де k - коефіцієнт запасу, що становить від 1,5 до 2,0 залежно від інтенсивності роботи і відповідальності механізмів.

Таблиця 5 - Технічні дані дискових гальм

Тип гальма

Гальмівний момент, ДаН*м

Фазний струм котушок гальма, А

хід гальма (Мм): початковий / максимальний

Число включень до зміни дисків N*10Размещено на http://www.allbest.ru/

ТМТ12	3	1	1 / 2	500
ТМТ22	4	1	1 / 2	500
ТМТ42	12	2,5	2/ 4	300
ТМТ52	30	3,5	2 / 4	200
ТМТ62	45	6	2,5 / 5	150

2.9 Розрахунок і вибір кабелів

Вибір кабелів зводиться до вибору марки кабелю, числа жив і площі поперечного перерізу жили. Кабель механізмів, розташованих усередині корпусу судна, приймаємо марки КНР (кабель негорючий, гумовий з гумовою ізоляцією жив і зовнішньої оболонки). Для підключення механізмів, розташованих на відкритій палубі судна, приймаємо кабель марки КНРЕ (екранований).

Для вибору площі поперечного перерізу жил кабелів використовуємо таблиці норм струмових навантажень, наведених у Регістрі.

Якщо фактичні умови відрізняються від нормованих, вводять поправочні коефіцієнти k1 - k4; коефіцієнт k1 враховує зміну умов прокладання кабелів (при прокладці більше 6 кабелів або за відсутності вільного простору між ними k1 = 0,85); коефіцієнт k2 - зміна числа жив в кабелі (для 2-жильних кабелів k2 = 0,85, для 3- и 4-жильных k2 = 0,7); коефіцієнт k3 - зміна режиму роботи (при короткочасному режимі k3 = 1,061,46, при повторно-короткочасному k3 = 1,241,51); коефіцієнт k4 - відміну температури навколишнього середовища від нормованої 45С (для температур 35-85 °С k4 = 1,290,45).

Площа поперечного перерізу жил кабелю перевіряють за умовою

,

де Iрасч - розрахунковий струм кабелю, А;

Iдоп - допустимий струм навантаження для кабелю з обраної площею поперечного перерізу жил при нормованих умовах експлуатації.

Розрахункові значення струмів навантаження кабелів Iрасч, А, обчислюємо для асинхронних електродвигунів за формулою

,

де Рном - номінальна потужність, Вт;

Kз - коефіцієнт завантаження, о.е.;

Uном - номінальна напруга;

cosном - номінальний коефіцієнт потужності;

ном - номінальне значення ККД.

2.10 Технічна експлуатація електроустаткування

Випробування електричних машин проводять бригадами у складі не менше 2 чоловік, з яких виконавець робіт повинен мати групу з електробезпеки не нижче 4, а решта не нижче 3.

Випробування може виконувати лише персонал, що пройшов спеціальну підготовку і перевірку знань схем випробувань і правил в обсязі даного розділу та має практичний досвід проведення випробувань в умовах діючих електроустановок, одержаний в період стажування протягом 1 міс.

Зазначена перевірка проводиться одночасно з загальною перевіркою знань цих правил в ті ж терміни в тій же комісії з включенням до її складу спеціаліста з випробування, що має групу з електробезпеки не нижче 5.

Особи допущені до проведення випробувань, повинні мати відмітку про це в посвідченні.

Пуск електродвигунів, спарених з механічним обладнанням (насоси, компресори, шпилі, лебідки тощо) може проводиться тільки з дозволом будівельника судна, майстра або бригадира, монтують його механічне обладнання, і в його присутності.

Перед початком робіт на клемній платі знеструмленої електричної машини необхідно розрядити захисні конденсатори на корпус. При цьому заземлювач повинен приєднаний до початку до корпусу, а за тим до висновку конденсатора.

Забороняється закривати працюючі електричні машини брезентом.

При виробництві робіт на електродвигуні або на проведеної ним у русі машині напруга з кабелю живлення має бути знята і на приводі вимикача, рубильника, автомата і т. п. має бути вивішений плакат «Не включати. Працюють люди! »

Електропривод повинен бути негайно (аварійно) відключений від мережі в випадках:

поява диму або вогню з електродвигуна або його пускорегулюючої апаратури;

нещасного випадку з людиною, яка вимагає негайної зупинки електродвигуна;

виникають вібрацій понад допустимі норми, що загрожують цілості електродвигуна;

поломки привідного механізму;

перевищення встановленої температури нагрівання підшипників і появи стукоту;

мимовільне зниження числа обертів, що супроводжується швидким нагріванням електродвигуна

До управління судновими вантажними лебідками і кранами з електроприводом допускаються тільки особи з числа суднової команди за призначенням адміністрації судна, які склали іспити за відповідним техмінімум, або кранівники та лебідчики портової механізації.

Адміністрація судна (старший механік і електромеханік) зобов'язана перевірити кваліфікацію, працюють на цих механізмах.

Перед початком роботи палубного електромеханізмом необхідно:

заміряти опір ізоляції всієї схеми електроприводу;

включити харчування вантажних механізмів на головному і допоміжних розподільних щитах;

перевірити дії електромагнітних і механічних гальм;

відкрити вентиляторні отвори на електродвигунах і пускових опорах;

забезпечити необхідне освітлення місць вантажних операцій, а також постів керування механізму при виробництві робіт в нічний час;

доповісти вахтовому штурману про готовність механізмів до роботи.

Якщо електродвигун або його пускові опору не розраховані на тривалу роботу на проміжних положеннях контролера, електромеханік або особа, яка його замінюють, зобов'язаний проінструктувати про це допущений до роботи персонал і стежити за виконанням цих інструкцій.

Робота лебідках і кранах має бути негайно припинена при псуванні одного з гальм і виявленні їх появі в роботі електродвигуна (велика іскріння, перегрів, надмірна сила споживаного струму і т.д.)

Відновлення робіт може по слідувати тільки після виявлення та усунення пошкодження.

По закінченні вантажних робіт для зупинки електроприводів, лебідок та кранів необхідно:

поставити маховик контролера або рукоятку контролера або командо контролера в нульове положення;

вимкнути живлення;

закрити всі вентиляційні отвори (після охолодження електродвигуна і пускових опорів).

Після повного закінчення вантажних операцій палубна команда повинна вкрити лебідки та електрообладнання чохлами і прибрати переносне освітлення з вантажних місць.

Основні причини віхола зі строю електрообладнанні ГПМ ті методи їх обладнання При підготовці до дії електроприводів вантажопідйомних механізмів необхідно:

а) переконатися зовнішнім оглядом в справності електрообладнання, виміряти опір ізоляції і спустити конденсат;

б) встановити рукоятки командоапаратів в нульове положення; за наявності муфт перемикання редуктора встановити їх рукоятки на необхідну позицію;

в) відкрити вентиляційні отвори на електродвигуні і пускових резисторах; ввімкнути вентиляцію в приміщеннях апаратури управління;

г) включити живлення на ГРЩ і РЩ, а також кошти рухового управління брашпилем та реєстрації довжини витравленого якірного ланцюга;

д) перевірити в дії світильники на стрілах і в кабіні кранів;

е) випробувати електропривод в дії, в тому числі електромагнітні та механічні гальма, кінцеві вимикачі та блокування.

До управління електроприводами суднових вантажопідйомних пристроїв допускається тільки спеціально навчені особи суднового екіпажу.

При виникненні несправності гальм, електродвигунів та апаратури управління, спрацьовування блокувань або захисту робота електроприводу суднових вантажопідйомних пристроїв повинна бути негайно припинена. Відновлення роботи забороняється тільки після усунення несправності.

При використанні вантажопідйомних пристроїв забороняється:

а) шунтировать кінцеві вимикачі, що обмежують максимально допустимий виліт або кут повороту стріли;

б) заклинювати рукоятки командоконтролерів в робочому положенні;

в) вимикати вентилятори при нетривалих перервах в роботі;

г) виводити з дії кінцеві, шляхові та дверні вимикачі, засоби блокування і захисту.

Після використання електроприводів вантажопідйомних механізмів необхідно;

а) встановити рукоятку командоконтролерів в нульове положення;

б) вимкнути живлення електроприводів на РЩ і ГРЩ і світильники на стрілах і в кабінах кранів;

в) спустити конденсат після охолодження двигуна і щільно закрити спускні інверсія;

г) закрити всі вентиляційні отвори і виключити вентиляцію приміщень апаратури управління.

Пожежі від електричних мереж та електрообладнання можуть виникнути, якщо не дотримуватися елементарних правил пожежної безпеки. Поширеною причиною пожеж є:

перевантаження електропроводки;

погані контакти при з'єднанні проводів між собою або з клемами;

коротке замикання.

Всі електронагрівальні та інші електричні прилади (радіоприймачі, телевізори, холодильники, пральні машини) підключаються в мережу тільки за допомогою справних штепсельних вилок і розеток. Нагрівальні електричні прилади не можна залишати на тривалий час включеними в мережу без нагляду. Електролампочки не можна обгортати папером, тканиною або іншими горючими матеріалами. Абажури з горючих матеріалів не рекомендується застосовувати в приміщеннях, де перебувають діти, в інших же приміщеннях абажури повинні мати металевий каркас, що забезпечує безпечну відстань від абажура до електролампи.

Не допускається прокладання тимчасових і силових електропроводки, а також застосування переносних електроламп з пошкодженими проводами.

По закінченні роботи в складських та інших приміщеннях, що не мають чергового персоналу, а також в горищних і підвальних приміщеннях електроосвітлювальні мережі та установки повинні бути повністю знеструмлені. Для зняття напруги необхідно мати рубильники та кнопкові вимикачі, встановлені зовні біля входу в приміщення на негорючих стінах в шафках або нішах.

Список використаних джерел

1. К. А. Чекунов «Судовые электроприводы и электро-движение судов», издательство «Судостроение», 1976г.

2. Буряк Н,И., Кромский М.Г. «Электрооборудование судов», издательство «Судостроение», 1972г.

3. Белов Д.В. «Судовые электрические машины», издательство «Судостроение», 1972г.

4. Справочник «Судовые электроприводы» (том - 2).

5. Правила технической эксплуатации (раздел электрооборудование).

6. Головчанский, справочник «Судовые кабели и провода».Список викорастаної літератури

Размещено на Allbest.ru

...