Размещено на http://www.allbest.ru/

Бюджетное профессиональное образовательное учреждение

Омской области

«Омский промышленно-экономический колледж»

Методические указания

Для студентов по выполнению практических работ

по ПМ 01. Организация технического обслуживания и ремонта электрического и электромеханического оборудования

МДК01.03 Электрическое и электромеханическое оборудование

для специальности 13.02.11 Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям)

2017



ПЕРЕЧЕНЬ ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ

Номер работы	Тема	Наименование работы	Кол. часов
1	2	3	4
1	3.1	Расчет осветительной установки методом коэффициента использования светового потока.	2
2	3.1	Расчет осветительной установки методом удельной мощности.	2
3	3.1	Электрический расчет осветительной установки.	2
4	3.2	Расчет геометрических размеров нагревателя, проверка срока его службы.	2
5	3.2	Расчет нагревательных элементов для электропечей сопротивления.	2
6	3.2	Изучение электрической схемы установки печи сопротивления.	2
7	3.2	Изучение электрической схемы питания дуговой печи.	2
8	3.2	Изучение электрической схемы автоматического управления режимом индукционной тигельной печи.	4
9	3.3	Изучение электрической схемы управления токарно-револьверного станка.	2
10	3.3	Изучение электрической схемы управления радиально-сверлильного станка.	2
11	3.3	Изучение электрической схемы главного привода расточного станка.	4
12	3.3	Изучение электрической схемы управления вертикально-фрезерного станка.	4
13	3.3	Изучение электрической схемы управления круглошлифовального станка.	4
14	3.3	Расчет мощности двигателя главного привода металлорежущего станка.	4
15	3.3	Изучение электроприводов металлорежущих станков с ЧПУ.	2
16	3.4	Изучение электрической схемы осциллятора	2
17	3.4	Изучение электрической схемы сварочного выпрямителя ВДУ-504.	2
18	3.5	Изучение схемы управления подвесной тележки	2
19	3.5	Расчет мощности электродвигателя механизма подъема мостового крана.	2
20	3.5	Расчет мощности электродвигателя механизма передвижения мостового крана.	2
21	3.5	Расчет мощности электродвигателя одноступенчатого поршневого компрессора.	2
22	3.5	Расчет мощности электродвигателя двухступенчатого поршневого компрессора.	2
1	2	3	4
23	3.5	Изучение электрической схемы автоматического управления компрессорной установки.	2
24	3.5	Изучение схемы автоматического управления вентиляционной установкой.	2
25	3.5	Изучение схемы автоматического управления насосной установкой.	2
26	3.5	Расчет мощности электродвигателя насосной установки.	2
27	3.5	Виды исполнения электрооборудования по степени защиты от воздействия окружающей среды.	2
28	3.6	Расчет мощности и выбор системы электропривода буровой установки	2
29	3.6	Расчет мощности и выбор системы электропривода буровых насосов	2
30	3.6	Расчет мощности ПЭД. Выбор силового кабеля и трансформатора.	4
		Всего:	72



ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 1

Тема: Изучение электроприводов металлорежущих станков с ЧПУ.

Цель: Изучить системы программного управления металлорежущих станков с ЧПУ, электроприводы главного движения станков с ЧПУ.

Студент должен знать:

- понятие программного управления станками;

- системы программного управления (СПУ);

- структурную схему управления станком с ЧПУ;

- виды электроприводов с ЧПУ;

уметь:

- читать электрическую схему управления станком с ЧПУ;

- проводить анализ работы схемы.

Теоретическое обоснование

Понятием программное управление станками охватывают обычно такие способы автоматизации станков, которые обеспечивают управление работой станка по заранее подготовленным программам, причем одну программу можно легко заменять другой без трудоемкой переналадки станка. Носителями программы в этих случаях служат наборы переключателей, бумажные перфокарты и перфоленты, магнитные ленты и т. п.

На станках с программным управлением автоматически в нужной последовательности осуществляются поступательные и вращательные движения рабочих органов: вращение шпинделя с заданными скоростями в течение определенных интервалов времени, точная установка рабочих органов на заданные позиции, рабочие подачи на заданных участках пути, вспомогательные перемещения суппортов, столов, поворот на определенный угол револьверных головок и т. д.

Совокупность автоматических устройств, реализующих программное управление станком, называют системой программного управления (СПУ). При этом различают системы циклового и числового программного управления. Системы циклового программного управления (СЦПУ) - это наиболее простые СПУ. В таких системах для цикла обработки детали программируют последовательность и направления движений рабочих органов станка, т. е. ускоренных перемещений и движений подачи, используемых при обработке данной детали, скорости подач и главного движения. Перемещения рабочих органов, необходимые для получения заданных геометрических размеров обрабатываемой детали, устанавливают, передвигая вручную упоры, нажимающие на путевые переключатели. Программа в СЦПУ обычно задается при помощи различных устройств типа штекерных панелей, наборов переключателей или кнопок, многопозиционных барабанов и т. п. Системы такого рода используют для токарно-револьверных, некоторых фрезерных, токарных и других станков.

Для систем числового программного управления (СЧПУ) применяют числовое задание программы, т.е. в форме совокупности чисел, характеризующих последовательность и необходимые перемещения рабочих органов станка, а также скорости этих перемещений. Программу тем или иным способом записывают на программоносителе - бумажной перфорированной ленте, перфокарте или на магнитной ленте. Все СЧПУ делят на три группы: позиционные, прямоугольные и контурные системы.

Рисунок 15.1 - Виды обработки при использовании позиционных (а), прямоугольных (б) и контурных (в) систем ЧПУ



Позиционные системы предназначены для установки (позиционирования) инструмента (или детали) в определенной последовательности в заданные положения - позиции, характеризуемые их координатами на плоскости или в пространстве. Подобные системы использую на сверлильных, расточных и других станках.

Предположим, что на координатно-сверлильном станке требуется обработать отверстия детали, показанные на рисунке 10.1, а. Каждое отверстие в программе задано двумя числами - координатами его центра относительно базовых координатных осей х и у, например отверстие 1 - координатами х1, у1. Если после обработки отверстия 1 нужно переместить инструмент в позицию 2 то программой задаются координаты х2, у2 или приращения координат Дх2, Ду2. Перемещения по каждой из координат могут отрабатываться одновременно или последовательно с одинаковыми или различными скоростями. Траектория движения инструмента из позиции 1 в позиции 2, 3 и т.д. может быть любой; важно, чтобы инструмент с заданной точностью был перемещен на новую позицию.

Системы с прямоугольным формообразованием (прямоугольные) используются при обработке деталей ступенчатой формы, например валов на токарном станке (рисунок 15.1,б). Здесь также программируют отдельные заданные точки плоскости 1, 2, 3, ..., 8, но продольная и поперечная подачи разделены во времени, т.е. включаются последовательно. Такие системы обеспечивают и позиционирование как частный случай. Применяют их на расточных, токарных, фрезерных станках.

Очевидно, что упомянутые выше системы циклового управления выполняют по существу те же функции, что и прямоугольные системы числового управления,

В системах с криволинейным формообразованием (контурных) программируется не только перемещение по каждой координате, но и закон перемещения. Системы используют на токарных и фрезерных, станках для обработки фасонных поверхностей, Например, при токарной обработке тел вращения (рисунок 15.1, в) подача s резца в каждый момент времени получается сложением продольной sпр и поперечной sпоп подач. Контурные системы выполняют также функций прямоугольных и позиционных систем.

Рисунок 15.2 - Общая структурная схема управления станком с ЧПУ

В общем виде структурная схема управления станком с числовым программным управлением (ЧПУ) показана на рисунке 15.2. В этой схеме: УП - узел программы; У У - узел управления; ИП - исполнительные приводы; РО - рабочие органы станка; УАК - узел активного контроля (обратная связь). Программа работы станка, заданная в числовом виде, поступает в УП. В этом узле для реализации заданной программы команды, записанные на программоносителе, должны быть «прочитаны». С этой целью УП снабжается специальными считывающими устройствами, которые в зависимости от способа записи программы представляют собой набор щупов, фотоэлементов или магнитных головок. По мере выполнения команд программоноситель должен непрерывно или периодически перемещаться относительно считывающего устройства.

В считывающем устройстве все воспринятые команды (т.е. информация, необходимая для выполнения станком заданного технологического процесса) преобразуется в электрические импульсы, которые направляются в узел управления УУ, где происходит расшифровка команд, если те были кодированными. Кроме того, при необходимости производится пополнение и уточнение команд программы, их переработка, а также преобразование в такую форму, которая была бы пригодна для управления исполнительными приводами МП. Последние осуществляют движения рабочих органов РО станка согласно заданной программе.

В замкнутых СЧПУ результаты измерения фактического выполнения программы при помощи узла активного контроля УАК преобразуются в электрические сигналы, направляемые в УУ. Здесь сигналы, поступающие из УП и УАК, сравниваются, т. е. заданная программа сопоставляется с фактической, которая отрабатывается станком. На основании такого сравнения узел управления, воздействуя на ИИ, стремится устранить возникающие расхождения между заданной и фактической программами.

В разомкнутых СЧПУ обратная связь, т.е. элемент УАК, отсутствует. Поэтому разомкнутые системы в принципе дают меньшую точность обработки деталей по сравнению с замкнутыми системами. Однако их большое достоинство - простота.

Электроприводы главного движения станков с ЧПУ выполняются обычно с электромеханическим регулированием скорости, т.е. с несколькими механическими ступенями, переключаемыми при помощи электромагнитных муфт и ступенчатым или бесступенчатым электрическим регулированием в пределах каждой ступени.

Электроприводы подачи станков с ЧПУ можно разделить на четыре, группы: приводы со ступенчатым механическим регулированием скорости, с бесступенчатым электрическим регулированием в широком диапазоне, следящие и следящерегулируемые, с шаговыми двигателями. Первые три группы приводов используются в системах с обратной связью по положению рабочего органа, т. е. в замкнутых системах.

Электропривод подачи со ступенчатым механическим регулированием (рисунок 15.3, а) используют, как правило, в позиционных и прямоугольных системах ЧПУ с обратной связью. Для переключения скоростей подачи применяют электромагнитные муфты. Движение рабочей подачи начинается после включения от СЧПУ электромагнитной муфты Эм1. Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором Д приводит во вращение ходовой винт ХВ, и стол С (или суппорт, шпиндельную бабку и т. п.) начинает поступательное перемещение. При этом от датчика положения ДП по каналу обратной связи ОС в СЧПУ поступают сигналы о пройденном пути. При под ходе стола к конечному (по программе) положению СЧПУ выдает команду на отключение муфты Эм1 и на включение электромагнитной муфты Эм2, что вызывает переход на медленное доводочное перемещение стола. По достижении столом заданного положения следует сигналит СЧПУ на отключение муфты Эм2, и стол С останавливается. В такой схеме часто используют электрическое или электромеханическое торможение для повышения точности остановки.

Рисунок 15.3 - Схемы приводов подачи станков с ЧПУ

Если для привода подачи в позиционной или прямоугольной системе ЧПУ применен двигатель Д с широким диапазоном регулирования угловой скорости благодаря питанию его от управляемого преобразователя П, то схема привода будет иметь вид, показанный на рисунке 15.3, б.

По той же схеме в принципе выполняются следящие и следяще-регулируемые приводы подачи, применяемые в контурных системах ЧПУ. При наличии следящего привода СЧПУ подает на преобразователь П, а значит, и на двигатель Д сигнал, который определяется заданной скоростью подачи и разностью между заданными фактическим перемещением. Такая система привода, не только отрабатывает заданное полное перемещение рабочего органа станка (стола С в данном примере), но и воспроизводит любой заданный закон изменения этого перемещения во времени. Следящерегулируемый привод отличается от следящего тем, что при определенном значении перемещения начинает работать как обычный регулируемый привод, обеспечивая заданную скорость подачи на оставшейся части общего перемещения.

На рисунке 15.3, в показана схема шагового привода подачи. В этом случае в качестве двигателя Д используется так называемый шаговый двигатель. От обычных двигателей он отличается тем, что при получении от СЧПУ через блок управления БУ командного импульса поворачивает свой вал на некоторый малый угол - шаг. Число импульсов определяет значение перемещения, а их частота - скорость подачи. Развиваемый шаговым двигателем момент часто недостаточен для перемещения подвижного элемента станка. Поэтому шаговый двигатель работает в подобных случаях совместно с гидроусилителем момента ГУ, который представляет собой мощный гидродвигатель. Шаговый двигатель воздействует на золотниковое устройство гидродвигателя. Как правило, системы с шаговыми двигателями выполняются без обратной связи по положению, т.е. разомкнутыми. Они используются для станков с любыми СЧПУ.

Для следящих приводов станков с ЧПУ большое значение имеет быстродействие двигателя. Оно оценивается отношением вращающего момента М, развиваемого двигателем, к моменту инерции J якоря (ротора) двигателя.

Ход работы

1) Внимательно изучите инструкцию.

2) Начертите общую структурную схему управления станком с ЧПУ - Рисунок 10.2.

3) Опишите все узлы структурной схемы управления станком с ЧПУ.

4) Начертите схемы приводов подачи станков с ЧПУ - Рисунок 15.3.

5) Перечислите группы электроприводов подачи станков с ЧПУ. Опишите каждую группу электроприводов станков с ЧПУ.

6) Ответьте на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1) Что называют системой программного управления (СПУ), какие бывают СПУ?

2) Что называется системой циклового программного управления (СЦПУ)?

3) Что называется системой числового программного управления (СЧПУ)?

4) На какие группы делятся СЧПУ? Опишите каждую из них.

5) Перечислите способы записи программы для станков с ЧПУ.

6) Какие предъявляются требования к инструменту, применяемому на станках с ЧПУ?

Содержание отчета

1) Номер, тема и цель работы.

2) Общая структурная схема управления станком с ЧПУ - Рисунок 15.2.

3) Описание общей структурной схемы управления станком с ЧПУ.

4) Схемы приводов подачи станков с ЧПУ - Рисунок 15.3.

5) Группы электроприводов подачи станков с ЧПУ. Описание каждой группы электроприводов станков с ЧПУ.

6) Ответы на контрольные вопросы.

Литература

1) Шеховцов, В.П. Электрическое и электромеханическое оборудование [Текст]: учебник/ В.П. Шеховцов. - 2-е издание, - М.: ФОРУМ: Инфра-М, 2013. - 416 с.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2

Тема: Изучение электрической схемы осциллятора.

Цель: Изучить назначение и электрическую схему осциллятора.

Студент должен знать:

- общие сведения об электрической сварке;

- назначение и электрическую схему осциллятора;

- читать электрическую схему осциллятора.

Теоретическое обоснование

Сваркой называется процесс получения неразъемного соединения металлов в результате нагревания их источником тепла до состояния оплавления в месте соединения, давления или трения. Сварку выполняют с добавлением или без добавления присадочного материала.

Различают следующие виды сварки: газовая, дуговая, электрошлаковая, стыковая электрическая, атомная, плазменная давлением, трением, кузнечная. В настоящее время все более широкое распространение получают такие новые виды сварки, как индукционная, ультразвуковая, диффузионная, в вакууме, электронно-лучевая в вакууме, лазерная, взрывом.

При электрической сварке нагрев металла производится с помощью электричества. В зависимости от принципа превращения электрической энергии в тепловую различают следующие виды сварки: дуговая, электрошлаковая, контактная, индукционная и электронно-лучевая.

Вид дуговой сварки зависит от используемого электрода. Применяются угольные или металлические электроды.

Электрическая дуга представляет собой мощный продолжительный электрический разряд в газах, который сопровождается выделением значительного количества тепла и света. Электрическая дуга при сварке называется сварочной. Она служит для расплавливания свариваемых частей изделия и электрода, металлом которого заполняется сварной шов. Дуга может возникнуть вследствие образования искры между электродами, расположенными на небольшом расстоянии друг от друга или вследствие соприкосновения электродов и последующего их некоторого разведения.

К инструменту для дуговой сварки может быть подведен постоянный или переменный ток.

По степени механизации сварка бывает:

- ручная дуговая;

- полуавтоматическая дуговая;

- автоматическая дуговая.

По роду тока различают такие виды:

- электрическая дуга, которая питается током постоянным прямой полярности;

- электрическая дуга, которая питается током постоянным обратной полярности;

- электрическая дуга, которая питается переменным током.

По своему типу дуга бывает прямого действия (зависимая дуга) и косвенного действия (независимая дуга).

В зависимости от свойств сварочного электрода выделяют:

- сварку при помощи плавящихся электродов;

- сварку при помощи неплавящихся электродов (графитовых, угольных и вольфрамовых).

Осциллятор предназначен для питания сварочной дуги токами высокой частоты и высокого напряжений параллельно со сварочным трансформатором, что облегчает зажигание дуги и повышает ее устойчивость. Мощность осциллятора составляет всего 100…250 Вт. Частота тока 150…260 кГц и напряжение 2…3 кВ дают возможность зажигать дугу даже без соприкосновения электрода с деталью. В то же время ток такой частоты и напряжения безопасен для человека.

Рисунок 16.1 - Электрическая схема осциллятора



Схема осциллятора (рисунок 16.1) содержит: низкочастотный повышающий трансформатор Tp1; высокочастотный трансформатор Тр2 с обмотками, имеющими катушки индуктивности L1 и L2 разрядник Рк; конденсаторы С1 и С2. Напряжение вторичной обмотки Tp1, изменяясь по синусоиде, заряжает конденсатор С1 и при некотором своем значении вызывает пробой разрядника Рк. В результате колебательный контур L1, C1 оказывается практически закороченным, и в нем возникают затухающие колебания высокой частоты. Через обмотку L2 и защитный конденсатор С2 эти колебания прикладываются к дуговому промежутку. Такую схему включения осциллятора называют параллельной, поскольку колебательный контур осциллятора по отношению к дуге включен параллельно с источником питания - сварочным трансформатором ТрС. Конденсаторы С включены в первичную цепь трансформатора Tp1 для уменьшения помех радиоприему.

Осцилляторы применяют при сварке дугой малой мощности, при ручной аргонодуговой сварке неплавящимся электродом, при значительном падении напряжения в. силовой сети 380 В и в ряде других случаев.

Ход работы

1) Внимательно изучите инструкцию.

2) Начертите электрическую схему осциллятора - Рисунок 16.1.

3) Опишите электрическую схему осциллятора.

4) Ответьте на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1) Что называется электросваркой?

2) Перечислите разновидности дуговой сварки.

3) Что является источником питания для сварки, перечислите группы.

4) Что Вы знаете о применении газовой сварке?

5) Что Вы знаете о контактной сварке и ее достоинствах?

Содержание отчета

1) Номер, тема и цель работы.

2) Электрическая схема осциллятора - Рисунок 16.1.

3) Описание электрической схемы осциллятора.

4) Ответы на контрольные вопросы.

Литература

1) Шеховцов, В.П. Электрическое и электромеханическое оборудование [Текст]: учебник/ В.П. Шеховцов. - 2-е издание, - М.: ФОРУМ: Инфра-М, 2013. - 416 с.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 3

Тема: Изучение электрической схемы сварочного выпрямителя ВДУ-504.

Цель: Изучить работу электрической схемы сварочного выпрямителя ВДУ-504.

Студент должен знать:

назначение и разновидности сварочных выпрямителей;

уметь:

читать электрическую схему сварочного выпрямителя ВДУ-504.

проводить анализ работы схемы.

Теоретическое обоснование

Электрическая схема выпрямителя ВДУ-504 в упрощенном виде представлена на рисунке 17.1, а. Напряжение на схему подается после включения автоматического выключателя ВА. После нажатия на кнопку КнП (Пуск) срабатывает контактор КЛ1 двигателя ДВ вентилятора. При нормально работе вентилятора от потока воздуха включится ветровое реле РВ, что приведет к срабатыванию контактора КЛ2 и включению сварочного трансформатора ТрС. Одновременно с включением двигателя ДВ подается напряжение на трансформаторы управления ТрУ1 и ТрУ2, а следовательно, на блок импульсно-фазового управления БИФУ тиристорами Т1 - Т6, блок питания БП, блок управления БУ и в цепь питания датчика ДТ сварочного тока. Тем самым будет подано шестифазное напряжение на выпрямительную схему, в силовую часть которой входят тиристоры, силового вентильного блока СВБ ,уравнительный реактор РУ и сглаживающий реактор PC в цепи сварочного тока. Выпрямитель готов к работе.

Схема предусматривает возможность сварочных работ с падающими или жесткими характеристиками. Выбор вида характеристик производится переключателем ПУ на два положения: П (падающие) и Ж (жесткие). Для жестких характеристик имеется два диапазона: I - при UB - 50...24 В (для тока Iсв.ном = 500 А); II - при UB = 25…15 В (также при Iсв.ном = 500 А). Для диапазона I переключатель диапазонов ПД устанавливается в положение I, что отвечает соединению первичных обмоток ТрС в треугольник. Положение II переключателя соответствует диапазону II, при котором первичные обмотки ТрС соединяются в звезду. Одновременно переключаются в звезду и первичные обмотки трансформатора ТрУ1 для сохранения фазировки системы управления тиристорами. Для падающих характеристик используется только диапазон I.

При работе с падающими характеристиками (ПУ находится в положении II) нужный вид характеристик обеспечивается наличием отрицательной обратной связи по сварочному току Iсв. Датчик тока ДТ представляет собой магнитный усилитель МУ с рабочими обмотками, питающимися от трансформатора ТрУ2, и выходом на постоянном токе (через выпрямитель Вп и фильтр R, С). Обмотка подмагничивания усилителя включена в цепь сварочного тока.

Напряжение обратной связи Uo.c, примерно пропорциональное току Iсв, подается в блок управления БУ, Здесь разность напряжения задания Uз.п (для падающих характеристик), снимаемого с потенциометра R3, и напряжения Uо.c подается на базу транзистора Т. Напряжение управления Uy на входе блока БИФУ (величина Uy, определяет угол отпирания тиристоров, а с ним и значение выпрямленного напряжения Uв) равно разности напряжения смещения Uсм, снимаемого с резистора R6, и напряжения Uк перехода эмиттер - коллектор транзистора Т, т.е. Uy = Uсм - UK. В свою очередь, напряжение Uк есть усиленное транзистором напряжение базы Uб = Uз.п - Uо.с.

При малых токах Iсв напряжение Uо.с также мало, Uб Uз.п, и транзистор практически полностью открыт (Uк 0). Поэтому Uy Uсм, что отвечает наибольшему выпрямленному напряжению UB. По мере увеличения Iсв напряжение Uб уменьшается, транзистор постепенно закрывается, значение Uк растет, что и приводит к уменьшению выпрямленного напряжения Uв тем сильнее, чем больше ток Iсв. Изменяя Uз.n, можно получить семейство падающих характеристик UB = f(Iсв), изображенное на рисунке 17.1, б.

Для получения жестких характеристик Uв = f(Iсв) переключатель ПУ ставится в положение Ж. Датчик тока ДТ транзистор Т отключаются. На вход БИФУ теперь поступает только напряжение задания для жестких характеристик Uз.ж с потенциометра R3, т. е. Uy = Uз.ж, значение которого определяет положение жесткой характеристики. Семейства таких характеристик для обоих диапазонов I и II показаны на рисунке 17.1,б.

Защита выпрямителя при к.з. осуществляется электромагнитным расцепителем автоматического выключателя ВА. Двигатель вентилятора и схема управления защищаются плавкими предохранителями Пр. Для защиты выпрямителя перегрузок применены тепловые реле РТ. Защита тиристоров от коммутационных перенапряжений обеспечивается цепочками RC (на схеме не показаны). На входе схемы включены конденсаторы фильтра защиты от помех радиоприему Сф. При нажатии на аварийную кнопку КнСА, (Стоп) срабатывает независимый расцепитель РНВА, отличающий выключатель ВА.

Сварочные выпрямители ВДУ-1001 и ВДУ-1601 на токи 1000 и 1600 А предназначены для сварки металлов в среде защитных газов и под флюсом на автоматах и полуавтоматах.

Ход работы

1) Внимательно изучите инструкцию.

2) Начертите электрическую схему выпрямителя ВДУ -504 - Рисунок 17.1, а.

3) При выполнении схемы все обозначения ее элементов чертятся в соответствии с требованиями ГОСТ.

4) Опишите работу электрической схемы выпрямителя ВДУ -504.

5) Ответьте на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1) Назначение сварочных выпрямителей.

2) Перечислите основные элементы сварочного выпрямителя.

3) Перечислите разновидности сварочных выпрямителей.

4) Как регулируется диапазон сварочного тока в схеме сварочного выпрямителя?

5) Для чего предназначен дроссель в схеме сварочного выпрямителя?

Содержание отчета

1) Номер, тема и цель работы.

2) Электрическая схема выпрямителя ВДУ-5 04 - Рисунок 12.1.

3) Описание электрической схемы выпрямителя ВДУ-5 04.

4) Ответы на контрольные вопросы.

Литература

1) Шеховцов, В.П. Электрическое и электромеханическое оборудование [Текст]: учебник/ В.П. Шеховцов. - 2-е издание, - М.: ФОРУМ: Инфра-М, 2013. - 416 с.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 4

Тема: Изучение работы электропривода и схемы управления подвесной тележки.

Цель: Изучить назначение и электрическую схему управления подвесной тележки.

Студент должен знать:

- общие сведения о подъемно-транспортных машинах;

- режимы работы и требования к электроприводу механизмов;

- схему управления двигателем подвесной тележки;

уметь:

- читать электрическую схему управления подвесной тележки.

Теоретическое обоснование

Для подъема и перемещения грузов в цехах промышленных предприятий, на заводских территориях и складах широко применяются подвесные электротележки грузоподъемностью от 0,1 до 5 т. Они меньше мостовых кранов, что сокращает размеры промышленных зданий, а их обслуживание не требует квалифицированного персонала.

Рисунок 18.1 - Общий вид подвесной электротележки

В подвесных электротележках (рисунок 18.1) в качестве грузоподъемного механизма применяется электроталь, состоящая из грузового канатного барабана 1, приводимого во вращение двигателем 7 через редуктор 2. С главным валом привода подъема связаны диски электромагнитного тормоза 3. Электроталь смонтирована на ходовой тележке 5, колеса которой опираются на нижние полки двутавровой балки - монорельса 6 и приводятся в движение от двигателя 4 через цилиндрический редуктор (небольшие электротележки не имеют этого двигателя и перемещаются вручную).

Движение крюка 9 вверх ограничивается конечным выключателем 8. Перемещение тележки по монорельсу также ограничивается конечными выключателями. Ток к двигателям подводится от контактных проводов (троллеев), подвешенных на уровне монорельса, при помощи токосъемников, укрепленных на кронштейне ходовой тележки.

Подвесными электротележками оснащаются и кран-балки - легкие мостовые краны грузоподъемностью не более 5 т. Мост кран-балки, имеющий механизм перемещения с электроприводом выполнен в виде одной балки, по которой движется ходовая электротележка.

Для привода подвесных электротележек, как правило, применяются трехфазные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором и лишь при большой грузоподъемности и необходимости регулирования скорости для плавной «посадки» грузов - асинхронные двигатели с фазным ротором. Электротележками с небольшой скоростью перемещения (0,2…0,5 м/с), имеющими привод от двигателей с короткозамкнутым ротором, обычно управляют с уровня пола (земли) при помощи подвесных кнопочных станций. В подвесных тележках и кран-балках с кабиной для оператора (при скорости движения 0,8…1,5 м/с) двигателями с фазным ротором; управляют посредством контроллеров.

На рисунке 18.2 показана принципиальная электрическая схема подвесной электротележки с приводом от асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором. Напряжение на схему подается с троллеев, подключенных к сети через автоматический выключатель ВА. Двигателями подъема Д1 и передвижения Д2 управляют при помощи реверсивных магнитных пускателей КП, КС (Подъем - Спуск) и КB, КH (передвижение Вперед - Назад), катушки которых включаются с помощью кнопок КнП, КнС и КнВ, КнН. На электротележках не применяют шунтирования замыкающих контактов кнопок вспомогательными контактами контакторов, поэтому работа каждого двигателя возможна при условии, что соответствующая кнопка удерживается в нажатом положении. Это устраняет опасность ухода тележки от оператора; так как при отпускании кнопки двигатель отключается от сети. Для предотвращения одновременного включения пускателей КП и КС, КB и КН служит блокировка размыкающими вспомогательными контактами пускателей.

Рисунок 18.2 - Электрическая схема подвесной тележки

Режим работы двигателей подвесных электротележек зависит от их назначения. Если грузы перемещают на небольшие расстояния, то двигатели работают в повторно-кратковременном режиме (например, у тележек, обслуживающих участки цехов или складов). Для тележек, транспортирующих грузы по территории завода на относительно большие расстояния, режимы работы двигателей подъема и перемещения различны: для первых характерен кратковременный режим, для вторых - длительный. Мощность двигателей подъема и перемещения подвесных тележек определяется так же, как для двигателей механизмов мостовых кранов.

Ход работы

1) Внимательно изучите инструкцию.

2) Начертите электрическую схему подвесной тележки - Рисунок 18.2.

3) Опишите электрическую схему подвесной тележки.

4) Ответьте на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1) Назначение подвесной тележки.

2) Перечислите основные элементы схемы.

3) Перечислите все виды защиты в схеме управления подвесной тележкой.

4) Перечислите основные достоинства электротележки.

5) Перечислите режимы работ двигателей электротележек.

Содержание отчета

1) Номер, тема и цель работы.

2) Электрическая схема подвесной тележки - Рисунок 18.2.

3) Описание электрической схемы подвесной тележки.

4) Ответы на контрольные вопросы.

Литература

1) Шеховцов, В.П. Электрическое и электромеханическое оборудование [Текст]: учебник/ В.П. Шеховцов. - 2-е издание, - М.: ФОРУМ: Инфра-М, 2013. - 416 с.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 5

Тема: Расчет мощности электродвигателя механизма подъема мостового крана.

Цель: Изучить методы расчета мощности электродвигателей механизма подъема мостового крана; научиться рассчитывать статические нагрузки электро-двигателей механизмов крана.

Студент должен знать:

- методику расчета мощности двигателя механизма подъема мостового крана;

уметь:

- рассчитывать мощность двигателя механизма подъема;

- анализировать режимы работы электродвигателей кранов;

- проверять двигатели на перегрузочную способность;

- пользоваться справочной литературой.

Теоретическое обоснование

Электродвигатели кранов работают в тяжелых условиях (ударная нагрузка, значительные перегрузки, повторно-кратковременный режим работы с частыми пусками и реверсами и т.д.), поэтому к ним предъявляются особые требования в отношении надежности и удобства эксплуатации.

Для привода механизмов кранов выпускаются специальные крановые двигатели повторно-кратковременного режима работы, отличающиеся от двигателей общего применения повышенной прочностью конструкции, увеличенной перегрузочной способностью, более нагревостойкой изоляцией и меньшим моментом инерции ротора за счет уменьшения его диаметра и увеличения длины. Основное конструктивное исполнение кранов двигателей - закрытое, с горизонтальным валом на лапах.

Номинальным режимом крановых двигателей является режим при ПВ=25%.

Основные серии крановых двигателей:

а) на переменном токе: МТF, 4МТ (с фазным ротором), МТКF, 4МТК (с короткозамкнутым ротором);

б) на постоянном токе: Д; ДП.

Расчеты выполняются в следующем порядке:

Расчёт мощности двигателя механизма подъема мостового крана ведется в следующем порядке:

1) Определяется время подъема груза по формуле (время работы):



где Н - Высота подъма, м;

хn - скорость подъема;

0,75 - коэффициент, учитывающий среднюю высоту подъема.

Время подъёма крюка, спуска крюка и спуска груза принимаем равным времени подъема груза tр (изменение скорости на этих операциях не учитываем, так как двигатель ещё не выбран).

2) Определяется продолжительность включения двигателя подъема. Цикл работы механизма подъёма состоит из четырех операций: подъем и спуск груза; подъем и спуск пустого крюка. Эти операции разделяются паузами, во время которых работают механизмы передвижения моста и тележки (см. рисунок 19.1).

где tр - время работы двигателя, мин;

t0 - время одной паузы, мин;

К значению ПВрасч,%, подбирается ближайшее стандартное значение продолжительности включения ПВном,% из следующего ряда: 15, 25, 40, 60, 100%.

3) Определяются статические нагрузки двигателя механизма подъема в следующих режимах:

а) при подъеме номинального груза

где хn /60 - скорость подъема в м/с;

Gн - номинальная грузоподъемность, кг;

G0 - вес крюка, кг;

н - номинальный КПД механизма;

б) при подъеме пустого крюка

где 0 - КПД механизма подъема при неполной загрузке, определяется по рисунку 19.2 в зависимости от коэффициента загрузки, равного

G0 /(Gн + G0) и номинального КПД механизма подъема н;

в) при тормозном спуске номинального груза

Тормозной спуск применяется при опускании средних и тяжелых грузов. Двигатель создает тормозной момент, предотвращающий свободное падение груза;

г) при силовом спуске пустого крюка

Силовой спуск имеет место при опускании пустого крана или легких грузов, сила тяжести которых не способна преодолеть силы трения в механизме. В этом случае опускание груза производится двигателем, который создает движущий момент.



Рисунок 19.1 - Расчетная нагрузочная диаграмма механизма подъема

4) По значениям Рn.н, Рn.о, Рс.н, Рс.о, tр и t0 строится нагрузочная диаграмма (см. рисунок 19.1), по которой рассчитывается эквивалентная мощность Рэкв за суммарное время рабочих операций, приведенная к ПВном %:

Выбор двигателя производится по условию

Рн > Рэкв Кз

При заданном значении nс и принятом в п. 2 значении ПВном%.

где Кз = 1,1…1,4 - коэффициент запаса, учитывающий дополнительную загрузку двигателя в периоды пуска и электрического торможения.

Технические данные двигателей серии MTF, 4MT, 4МТК приведены в приложении А (таблицы 1-3).



Рисунок 19.2 - Кривые зависимости КПД крановых механизмов от нагрузки

5) Выбранный двигатель проверяется по условиям допустимой кратковременной перегрузки по выражению;

0,75 · Ммах > Мст.мах

где Ммах - максимальный момент принятого двигателя (значение Ммах приведены в таблицах 1-3);

0,75 - коэффициент, учитывающий для асинхронных двигателей снижение напряжения сети на (10…15) %;

Мст.мах - максимальное значение статического момента на валу двигателя, возможное при эксплуатации и испытаниях крана.

в данной задаче значение Мст.мах определяется по наибольшей из расчетных статических нагрузок Рn.н:



где nн - номинальная скорость принятого двигателя.

Ход работы

1) Изучить теоретическое обоснование.

2) Выписать данные для своего варианта.

3) Решить задачу согласно своему варианту, выполнив методические указания к её решению.

4) Построить нагрузочную диаграмму по полученным данным.

5) Записать ответы к решению задачи.

Задача.

Рассчитать мощность двигателя механизма подъема мостового крана, выбрать двигатель по каталогу, проверить его на перегрузочную способность. Построить нагрузочную диаграмму. Исходные данные принять по таблице 19.1.

Таблица 19.1 - Исходные данные к задаче

Наименование	Варианты
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Номинальная грузоподъемность Gн, т	5	10	15	5	20	3	30	5	20	10
Вес крюка, G0, т	0,25	0,5	0,75	0,3	1,0	0,15	1,5	0,25	1,2	0,6
Высота подъема, Н, м	16	16	14	14	12	18	12	14	14	14
Скорость подъема, хn, м/мин	10	8	7	9	8	20	12	20	6	9
Номинальный КПД, н	0,7	0,75	0,8	0,85	0,82	0,84	0,78	0,86	0,88	0,9
Время одной паузы, t0, мин	1,0	0,7	0,8	1,1	0,6	0,9	1,0	0,8	0,7	1,2
Синхронная скорость двигателя, nс, об/мин	1000	1000	1000	750	750	750	1000	1000	1000	1000
Напряжение сети, Uн, В	380	380	380	380	380	380	380	380	380	380

Контрольные вопросы

1) Перечислите основное оборудование мостовых кранов.

2) В каких режимах работают электродвигатели мостовых кранов?

3) Особенности работы электродвигателей крановых механизмов.

4) Перечислите основные серии крановых двигателей.

Содержание отчета

1) Напишите номер, тему и цель работы.

2) Запишите решение задач с пояснениями.

3) Ответьте письменно на контрольные вопросы.

Литература

1) Алиев, И.И. Справочник по электротехнике и электрооборудованию [Текст]: учеб. пособие для вузов/ И.И. Алиев. - 3-е изд., испр. - М.: Высшая школа, 2002. - 225 с.

2) Шеховцов, В.П. Расчет и проектирование ОУ и электроустановок промышленных механизмов [Текст]: учебное пособие/ В.П. Шеховцов. - М.: Форум, 2010. - 352 с.

3) Шеховцов, В.П. Электрическое и электромеханическое оборудование [Текст]: учебник/ В.П. Шеховцов. - 2-е издание, - М.: ФОРУМ: Инфра-М, 2013. - 416 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ А

Таблица 1- Технические данные крановых электродвигателей серии МТF с фазным ротором (50 Гц; 220/380 В; синхронная частота вращения 1000 об/мин)

Тип двигателя	Мощность на валу, кВт, при	Частота вращения nн, об/мин	Ток статора Iн,А, при 380В	cos	КПД, %	Ток ротора А	Напряжение между кольцами ротора В	Максимальный момент Нм	Маховой момент ротора кг м2
	ПВ= 15%	ПВ= 25%	ПВ= 40%	ПВ= 60%	30 мин	60 мин
МТF 011-6	2,0 - - -	- 1,7 - -	- - 1,4 -	- - - 1,2	- - 1,4 -	- - - 1,2	800 850 885 910	7,1 5,9 5,3 5,1	0,78 0,72 0,65 0,59	55,0 60,0 61,5 60,5	16,5 12,0 9,1 7,5	116	39	0,85
МТF 012-6	3,1 - - -	- 2,1 - -	- - 2,2 -	- - - 1,7	- - 2,2 -	- - - 1,7	785 840 890 920	10,4 8,9 7,6 7,0	0,78 0,74 0,68 0,57	58,0 62,0 64,0 64,0	18,5 15,0 11,5 8,4	144	56	0,155
МТF 111-6	4,5 - - -	- 4,1 - -	- - 3,5 -	- - - 2,8	- - 3,5 -	- - - 2,8	850 870 895 920	12,9 11,7 10,4 9,1	0,81 0,79 0,73 0,65	66,0 68,0 70,0 72,0	21,0 18,7 15,0 11,5	176	85	0,195
МТF 112-6	6,5 - - -	- 5,8 - -	- - 5,0 -	- - - 4,0	- - 5,0 -	- - - 4,0	895 915 930 950	17,5 16,0 14,4 13,2	0,78 0,74 0,70 0,62	72,0 74,0 75,0 74,0	21,8 19,0 15,7 12,0	216	137	0,270
МТF 211-6	10,5 - - -	- 9,0 - -	- - 7,5 -	- - - 6,0	- - 7,5 -	- - - 6,0	895 915 930 945	27,5 24,0 21,0 18,2	0,78 0,74 0,70 0,63	74,0 77,0 77,0 78,0	30,0 25,0 19,8 15,5	172	314	0,900
МТF 311-6	14,0 - - -	- 13,0 - -	- - 11,0 -	- - - 9,0	- - 11,0 -	- - - 9,0	925 935 945 960	37,0 34,5 30,5 28,0	0,76 0,74 0,69 0,63	75,5 77,0 79,0 77,0	56,0 51,0 42,0 34,0	172	314	0,900
МТF 312-6	19,5 - - -	- 17,5 - -	- - 15,0 -	- - - 12,0	- - 15,0 -	- - - 12,0	945 950 955 965	46,5 42,5 38,0 34,0	0,80 0,77 0,73 0,66	80,0 81,0 82,0 81,0	61,0 54,0 46,0 36,0	219	471	1,250

Таблица 2 - Технические данные двигателей серии 4МТ(К)

Тип двигателя	Мощность на валу при ПВ=40%,кВт	Частота вращения nн,, об/мин	Ток статора Iн, А, при 380 В	Cos	КПД, %	Ток ротора, А	Напряжение между кольцами ротора, В	Макс. момент, Н м	Макс. частота вращения, об/мин
4МТ112L6 4МТК112L6 4МТ112LВ6 4МТК112LВ6 4МТ132L6 4МТК132L6 4МТ132LВ6 4МТК132LВ6	2,2 2,2 3,7 3,7 5,5 5,5 7,5 7,5	890 880 910 920 915 900 935 905	7,2 6,8 11,2 10,7 14,8 13,6 18,4 18,0	0,69 0,74 0,72 0,72 0,77 0,81 0,78 0,82	67 67 70 73 73 76 79 78	11,0 - 13,8 - 18,3 - 20,7 -	144 - 190 - 213 - 242 -	58 64 100 110 140 158 195 230	2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500 2500

Таблица 3 - Технические данные двигателей серии 4МТ(К)

Тип двигателя	Мощность на авлу при ПВ=40%,кВт	Частота вращения nн,, об/мин	Ток статора Iн, А, при 380 В	cos	КПД, %	Ток ротора, А	Напряжение между кольцами ротора,В	Макс. момент, Н м	Макс. частота вращения, об/мин	Заменяемый двигатель
4МТ160 L6 4МТК160 S6 4МТ160 LВ6 4МТ160 М6 4МТ160 L8 4МТ160 S6 4МТ160 LВ8 4МТК160 М8 4МТ200 L6 4МТ200М6 4МТ200LВ6 4МТК200L6 4МТ200L6 4МТK200М8 4МТ200LB8 4МТK200L8	11.0 11.0 15.0 15.0 7.5 7.5 11.0 11.0 22.0 22.0 30.0 30.0 15.0 15.0 22.0 22.0	960 940 960 940 710 695 710 700 960 935 965 940 705 695 715 700	32 30 39 37 25 23 38 34 56 51 76 70 43 40 66 60	0.72 0.76 0.76 0.8 0.67 0.73 0.61 0.68 0.76 0.83 0.74 0.80 0.72 0.77 0.66 0.72	73 73 77 77 68 68 72 72 79 79 81 81 74 74 77 77	41 - 48 - 22 - 39 - 60 - 73 - 49 - 57 -	179 - 213 - 227 - 185 - 230 - 255 - 206 - 248 -	330 400 470 570 250 310 410 510 650 870 950 1150 580 670 900 1000	2500 2500 2500 2500 1900 1900 1900 1900 2500 2500 2500 2500 1900 1900 1900 1900	МТ311-6 МТК311-6 МТ312-6 МТК312-6 МТ311-8 МТК311-8 МТ312-8 МТК312-8 МТ411-6 МТК411-6 МТ412-6 МТК412-6 МТ411-8 МТК411-8 МТ412-8 МТК412-8

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 6

Тема: Расчет мощности электродвигателя механизма передвижения мостового крана.

Цель: Изучить методы расчета мощности электродвигателей механизма передвижения мостового крана; научиться рассчитывать статические нагрузки электродвигателей механизмов крана.

Студент должен знать:

- методику расчета мощности двигателя механизма передвижения мостового крана;

уметь:

- рассчитывать мощность двигателя механизма передвижения;

- анализировать режимы работы электродвигателей кранов;

- проверять двигатели на перегрузочную способность;

- пользоваться справочной литературой.

Теоретическое обоснование

Механизмы передвижения в мостовых кранах располагаются на мосту и тележке. Расположение на мосту помогает передвижению крана по путям, а расположение на тележке способствует передвижению вдоль всего пролета. В комплект механизма передвижения мостового крана входит электродвигатель приводной. Существую две схемы механизма передвижения мостового крана - это с центральным приводом и раздельным приводом. Если привод центральный, то он расположен в средней части, а если привод раздельный, то каждое колесо крутит свой отдельный привод.

Тележка совершает возвратно-поступательное движение по рельсовому пути на всю длину моста от одного крайнего положения до другого. За исходное состояние тележки принимается нахождение ее в одном из крайних положений на...