Электроснабжение цеха электротехнического оборудования

Размещено на http://allbest.ru

Введение

Создание энергосистем и объединение их между собой на огромных территориях стало основным направлением развития электроэнергетики мира в 20 веке. Это обусловлено отличительной особенностью отрасли, в которой производство и потребление продукции происходят практически одновременно. Невозможно накопление больших количеств электроэнергии, а устойчивая работа электростанции и сетей обеспечивается в очень узком диапазоне основных параметров режима. В этих условиях надежное электроснабжение от отдельных электростанций требует резервирование каждой станции, как по мощности, так и по распределительной сети.

Известно, что объединенная работа энергосистем позволяет уменьшить необходимую установленную мощность в основном за счет разновременности наступления максимумов электрической нагрузки объединения, включая и поясной сдвиг во времени, сокращения необходимых резервов мощности вследствие малой вероятности одновременной крупной аварии во всех объединяемых системах.

Кроме того, удешевляется строительство электростанций за счет укрупнения их агрегатов и увеличения дешевой мощности на ГЭС, используемой только в переменной части суточного графика электрической нагрузки. В объединении может быть обеспечено рациональное использование энергомощностей и энергоресурсов за счет оптимизации режимов загрузки различных типов электростанций.

Но главным преимуществом энергообъединения является возможность широкого маневрирования мощностью и электроэнергией на огромных территориях в зависимости от реально складывающихся условий. Дополнительное электросетевое строительство, связанное с созданием энергообъединений, не требует больших затрат, так как при их формировании используются в основном линии электропередачи, необходимые для выдачи мощности электростанций, а затраты на них с лихвой окупаются удешевлением строительства крупной электростанции по сравнению с несколькими станциями меньшей мощности. И, следовательно, только объединенная работа энергосистем позволяет обеспечить более экономичное, надежное и качественное электроснабжение потребителей.

Однако параллельная работа энергосистем на одной частоте требует создания соответствующих систем управления их функционированием, включая и противоаварийное управление, а также координации развития энергосистем. Это обусловлено тем, что системные аварии в большом объединении охватывают огромные территории и при современной «глубине» электрификации жизни общества приводят к тяжелейшим последствиям и огромным ущербам Поскольку электроэнергия «не складируется», при возникновении дефицита она не может быть свободно куплена на мировом рынке и доставлена в любое место, как и другие продукты и товары. Поэтому обеспечение надежного и экономичного электроснабжения требует заблаговременного начала строительства новых генерируемых источников и электрических сетей, так как энергетические объекты весьма дороги и трудоемки. При этом необходимо обеспечить рациональный состав этих источников по используемым энергоресурсам, их основным техническим характеристикам; их регулировочным возможностям в суточном, недельном и годовом разрезе, а также их размещение.

Для этого необходима координация развития энергосистем и энергообъединений путем прогнозирования, как на долгосрочную, так и на краткосрочную перспективу, которое должно периодически повторяться. Последнее обусловлено тем, что все исходные данные для прогнозирования весьма неопределенны даже в условиях плановой экономики страны. Очевидно, что в условиях рыночной экономики эта неопределенность многократно возрастает.

1. Энергетическая характеристика цеха

Цех электротехнического оборудования предназначен для ремонта, сборки и ревизии генераторов. На территории цеха имеется станочное отделение, вентиляционное отделение, склад для готовой продукции, инструментальный склад, а также бытовое помещение. На территории участков цеха установлены различные металлорежущие станки (точильно-шлифовальные, настольно-сверлильные, горизонтально-фрезерные и другие). Также на территории цеха имеются два мостовых крана.

Цех по степени взрыво- и пожаробезопасности можно отнести к безопасному, так как он не имеет помещений, где бы содержались опасные вещества. В таблице приведен перечень станков, установленных в цехе, их количество и номинальные мощности.

Таблица 1. Перечень ЭО цеха электротехнического оборудования.

№ на плане	Наименование ЭО	Вариант	Примечание
		4
		Рэп, КВТ
1	2	3	6
1,21	Краны мостовые	36 кВА	ПВ - 25 %
2, 3, 22, 23	Манипуляторы электрические
6,28	Точильно-шлифовальные станки	2
7, 8, 26, 27	Настольно-сверлильные станки	2,2
9,10,29,30	Токарные полуавтоматы	10
11...14	Токарные станки	13
15...20, 33...37	Слиткообдирочные станки	3
24,25	Горизонтально-фрезерные станки	7
31,32	Продольно-строгальные станки	10
38...40	Анодно-механические станки	75
41	Тельфер	5
42,43	Вентиляторы	4,5

2. Расчет электрических нагрузок

Определяем активную и реактивную мощность электроприемников за смену.

По [3] определяем коэффициент использования электродвигателей и всего электрооборудования.

Таблица 2. Рекомендуемые значения коэффициентов

Наименование механизмов и аппаратов	Ки	Кс	сos ц	tg ц
1	2	3	4	5
Металлорежущие станки мелкосерийного производства с нормальным режимом работы (Точильно-шлифовальные станки, настольно-сверлильные станки, токарные станки, анодно-механические станки.)	0,14	0,16	0,5	1,73
Металлорежущие станки крупносерийного производства с нормальным режимом работы (Манипуляторы электрические, токарные полуавтоматы, горизонтально-фрезерные станки.)	0,16	0,2	0,6	1,33
Металлорежущие станки с тяжелым режимом работы (Слиткообдирочные станки, продольно-строгальные станки.)	0,17	0,25	0,65	1,17
Вентиляторы.	0,6	0,7	0,8	0,75
Краны мостовые, тельфер.	0,1	0,2	0,5	1,73

По [3] определяем коэффициент максимума Км для каждой группы электроприемников в зависимости от количества эффективных приемников и коэффициента использования.

Таблица 3. Распределение нагрузки по РУ.

Секция 1	Нагрузка приведенная, кВт	Секция 2
1	2	3	4
РП 1 Кран мостовой 1х30	30	30	РП 6 Кран мостовой 1х30
РП2 Манипуляторы электрические 2х7,5	15	15	РП7 Манипуляторы электрические 2х7,5
Точильно-шлифовальный станок 1х14	14	23	Горизонтально-фрезерные станки 2х11,5
Настольно-сверлильные станки 2х4	8	14	Точильно-шлифовальный станок 1х14
Токарные полуавтоматы 2х7,5	15	8	Настольно-сверлильные станки 2х4
РП 3 Токарные станки 4х14	56	15	Токарные полуавтоматы 2х7,5
РП 4 Слиткообдирочные станки 3х45	135	30	РП8 Вентиляторы 2х15
РП 5 Слиткообдирочные станки 3х45	135	22	РП 9 Продольно-строгальный станок 2х11
		90	Слиткообдирочные станки 2х45
		9	Анодно-механические станки 3х3
		10	РП 10 Тельфер 1х10
		135	РП 11 Слиткообдирочные станки 3х45
Итого по секции	408	401	Итого по секции

* Согласно распределению нагрузки по РУ заполняется «Сводная ведомость нагрузок по цеху» (Таблица 4)

* Определяется m (показатель силовой сборки в группе)

m = Рн.нб / Рн.нм ,

Расчеты производятся для РП 2

m = 14/4=3,5

где Рн.нб, Рн.нм - номинальные приведенные к длительному режиму активные мощности электроприемников наибольшего и наименьшего в группе, кВт.

* Определяем (среднюю активную мощность за смену):

Рсм = Ки Рн

Точильно-шлифовального станка

Р_см = 0,14 Ч 14 = 1,96 кВт

Настольно-сверлильного станка

Р_см = 0,14 Ч 4 = 0,56 кВт

Манипулятора электрического

Р_см = 0,16 Ч 7,5 =1,2 кВт

Токарного полуавтомата

Р_см = 0,16 Ч 7,5 =1,2 кВт

* Определяем Qсм = Рсм tgц (средняя реактивная мощность за смену).

Точильно-шлифовального станка

Q_см = 1,96Ч 1,73 = 3,39 квар

Настольно-сверлильного станка

Q_см = 0,56Ч 1,73 = 0,96 квар

Манипулятора электрического

Q_см = 1,2Ч 1,33 = 1,59 квар

Токарного полуавтомата

Q_см = 1,2Ч 1,33 = 1,59 квар

* Определяем Sсм = v РсмІ + QсмІ (полная нагрузка за смену).

Точильно-шлифовального станка

S_см = v1,96² + 3,3908² = 3,91 кВА

Настольно-сверлильного станка

S_см = v0,56² + 0,9688² = 1,11 кВА

Манипулятора электрического

S_см = v1,2² + 1,596² = 1,99 кВА

Токарного полуавтомата

S_см = v1,2² + 1,596² = 1,99 кВА

* Определяем коэффициент использования и cosц для всего цеха.

Ки.ср = Рсм? / Рн?,

cosц = Рсм? / Sсм?,

tgц= Qсм? / Рсм? .

энергоснабжение электротехнический цех трансформатор

К_и.ср = 141,43 /809 =0,17

cosц = 141,43 / 223,06927 =0,63

tgц = 172,5035 / 141,43 =1,21

Определяем максимальную нагрузку по РП.

Рм =Км Рсм

Qм= Км_ґ Qсм

Sм = v РмІ + QмІ

Расчеты производятся для РП 2

Манипулятора электрического

Рм =2,48Ч2,4=5,95 кВт

Qм= 1,1Ч3,192=3,51 квар

Sм=v5,95І+3,51І=6,9 кВА

Точильно-шлифовального станка

Рм =2,48Ч1,96=4,86 кВт

Qм= 1,1Ч3,391=3,73 квар

Sм=v4,86І+3,73І=6,12 кВА

Настольно-сверлильного станка

Рм =2,48Ч1,12=2,78 кВт

Qм= 1,1Ч1,938=2,13 квар

Sм=v2,78І+2,13І=3,5 кВА

Токарного полуавтомата

Рм =2,48Ч2,4=5,95 кВт

Qм= 1,1Ч3,192=3,5 квар

Sм=v35,4І+12,33І=6,91 кВА

* Определяется ток на РУ

Iм = Sм/v3Vл,

Расчеты производятся для РП 2

Манипулятора электрического

I_м = 6,9 / 1,73 Ч 0,38 = 10,5 А

Точильно-шлифовального станка

I_м = 6,12 / 1,73 Ч 0,38 = 9,31 А

Настольно-сверлильного станка

I_м = 3,5 / 1,73 Ч 0,38 = 5,32 А

Токарного полуавтомата

I_м = 6,91 / 1,73 Ч 0,38 = 10,5 А

Расчет нагрузок для остальных групп производится аналогично. Результаты расчетов сводятся в таблицу 4.

2.2 Выбор комплектных компенсирующих устройств

Электро приемники промышленных предприятий требуют для своей работы активной и реактивной мощности. Этими электро приемниками являются асинхронные двигатели, трансформаторы, индукционные печи.

Снижая потребление электро приемниками реактивной мощности, можно уменьшить установленную мощность источников питания, увеличить пропускную способность системы электро снабжения, не увеличивая сечения проводников; при этом уменьшается сдвиг фаз между током и напряжением, а cos (коэффициент мощности) увеличивается.

Расчетный коэффициент мощности по объему cos = 0,63, что ниже оптимального, задаваемого МОСЭНЕРГО:

cos = 0,95 …0,98, следовательно выполняем компенсацию реактивной мощности.

tg = 0,25 …0,33

Для увеличения коэффициента мощности, в качестве компенсирующих устройств в проектируемом объекте применяем конденсаторные установки.

Из расчета нагрузок : Рмакс= 387,99 кВт.

Qмакс= 189,74 квар.

Определяем реактивную мощность, соответствующую оптимальному коэффициенту мощности (задаваемому МОСЭНЕРГО):

Qэ = Рмакс Ч tgэ = 387,99 Ч 0,33 = 128 квар.

Определяем мощность конденсаторной установки:

Qку = Qмакс - Qэ = 189,74 - 128 = 61,74 квар.

По рассчитанной мощности Qку выбираем ближайшее стандартное значение мощности конденсаторной установки (по номенклатурному каталогу). При двух трансформаторной подстанции конденсаторные установки выбираются симметрично на каждый трансформатор, т.е.

Qку стан ? Qку/2 = 61,74/2 = 30,9 квар.

(Рекомендуется выбирать регулируемые конденсаторные установки)

2 Ч 30

Определяем полную максимальную мощность объекта при подключении компенсирующих устройств:

Sмакс ку = vР Імакс + (Qмакс - Qку стан) І= v388І+(189,74 - 60) І= 409 Ква.

Определяем коэффициент мощности объекта с учетом конденсаторной установки:

cosку = Рмакс / Sмакс ку = 387,99/409 = 0,95

Если при этом коэффициент мощности получится в пределах оптимальных значений, данная компенсирующая (конденсаторная) установка принимается к установке на шины подстанции и записываются ее технические данные из каталога.

УКМ58 - 0,4 - 30 - 10УЗ

ВВГ3 Ч 25

Iку = 43,3 А

Определяем расчетный ток по объекту с учетом конденсаторной установки :

Iмакс = Sрасч ку / v3 Ч U = 409/v3Ч0,4 = 592,8А

где U = 0,4кВ

Таблица 5 Сводная ведомость нагрузок

Параметры	cos	tg	Рм, кВт	Qм, квар	Sм кВ•А
Всего на НН без КУ	0,63	1,22	387,99	189,74	433,68
КУ				(2Ч30)
Всего на НН с КУ	0,94	0,36	387,99	129,74	409
Потери			7,75	19	20,5
Всего на ВН с КУ			396	148,8	429,5

2.3 Выбор мощности трансформаторов

Выбираем трансформаторы по расчетной нагрузке цеха (таблица 4).

Определяется расчетная мощность трансформатора с учетом потерь.

S_р =0,7 S_(ВН)

S_р = 0,7 Ч 429,5 = 318 кВА

_?Р_т = 0,02 S_(НН)

_?Р_т =0,02 Ч 387,99 = 7,75 кВт

_?Q_т = 0,1 S_(НН)

_?Q_т = 0,1 Ч 189,74 =19 квар

_? S_т =v Р²+ Q²

_? S_т = v 7,75² + 19² =20,5 кВА

По [5, с. 116] выбираем КТП 2 х 400-10/0,4;

с двумя трансформаторами ТМ 400-10/0,4;

В рабочем.

Кз = 429,5/ 2 Ч 400 = 0,57

В аварийном режиме.

Кз= 429,5/400 =1,1

Таблица 6. Основные технические данные выбранного силового трансформатора

трансформатор	Номинальная мощность Sном, кВ•А	Напряжение обмоток, кВ	Потери, кВт	Ток холостого хода Йо, %	Напряжение короткого замыкания Uк, %
тип	количество			холостого хода Рхх	короткого замыкания Рк
			ВН	НН
ТМ	2	400	10	0,4	0,95	5,5	2,1	4,5

2.4 Расчет и выбор элементов электроснабжения. Расчет распределительной сети цеха и выбор её защиты

Выбор автоматических выключателей, выполняем в соответствии с условием:

1)Iн.р ? Iдл

2)Iтр ?1,25 Iдл

3)Iотс ?1,25 Iпуск

где Iн.а - номинальный ток автомата, А;

Iн.р - номинальный ток расцепителя, А.

I_т = S_т/v3V_н.т - сразу после трансформатора,

где S_т - номинальная мощность трансформатора, кВ А

V_н.т - номинальное напряжение трансформатора, кВ

I_т =400/1,73 Ч0,4 =578 А

Iн.р ? Iт =578 А

Выбираем аппарат защиты типа ВА

ВА 51 - 39 - 3

V_н.а =380 В

I_н.а =630 А

I_н.р =630 А

К_у(тр) =1,25

К_у(эмр) =10

I_откл = 40 кА

I_у(кз) =2 Iн.р

I_у(п) =1,25 Iн.р

* Линия РП2

I_т =32,6 А

Iн.р ?1,1 I_т =1,1Ч32,6=35,8 А

Выбираем аппарат защиты типа ВА

ВА 52Г - 31

V_н.а =380 В

I_н.а =100 А

I_н.р =16,2400 А

К_у(тр) =1,35

К_у(эмр) =7

I_откл = 15 кА

I_у(кз) =5 Iн.р

I_у(п) =1,25 Iн.р

Так как на РП2 количество ЭД более 5 , а наибольшим по мощности является точильно-шлифовальный станок , то

Iн.нб = Рн /v3Vн cosц з

Iн.нб= 14 / 1,73 Ч 0,38 Ч 0,85 Ч 0,9 = 27,7 А

Iп.нб = 6,5 Iн.нб

Iп.нб = 6,5 Ч 27,7 = 180 А

Iпик = Iп.нб + Iм - Iн.нб

Iпик = 180 + 32,6 - 27,7 = 157,3 А

Iо ? 1,25 Iпик = 1,25Ч157,3 = 196,6 А

Ко ? Iо / Iн.р

Ко ? 196,6 / 31,5 =6,24

Принимается Ко = 31,5

I_доп ?К_зщ I_у(п) = 1,25 Ч31,5 = 39,4 А

По (ПУЭ по таб.1.3.4. - 1.3.6.) для прокладки в лотках в помещениях с нормальной зоной опасности выбирается кабель ВВГ 4 Ч25.

3. Расчет защитного заземления

Грунт в районе ЭМЦ -- песок с температурой +20 °С. сгр = 800 ОмЧм

1.Определяется расчетное сопротивление одного вертикального электрода;

rв = 0,3 с Ксез.в = 0,3 Ч 800 Ч1,3 = 312 Ом.

2. Определяем емкостной ток замыкания на землю.

Iз = Vн ( 35 Lкл + Lвл ) / 350 = 10 ( 35Ч 15 + 14 ) / 350 =15,4А

3. Сопротивление заземляющего устройства для сети 10 КВ при общем заземлении.

Rзу = 125 / Iз = 125 /15,4 =8,1 Ом

4. Требуемое по НН Rзу ? 4 Ом на НН .

Принимается Rзу = 4 Ом .

Но так как с > 800 Ом Ч м , то для расчета принимается

Rзу ? 4 Ч с / 100 = 4 Ч 800 / 100 =32 Ом

5. Определяется количество вертикальных электродов .

N в.р = rв / Rзу = 312 / 32 =9,75. Принимается N в.р = 10

Для заземлителей выбираем уголок 50Ч50Ч10 мм, длиной 2,5 м.

4. Описание токарного полуавтомата модели 1П365

Станки токарной группы относятся к наиболее распространенным металлорежущим станкам и широко применяются на промышленных предприятиях, в ремонтных мастерских и т.п. В эту группу входят: универсальные токарные и токарно-винторезные, револьверные, токарно-лобовые, карусельные, токарно-копировальные станки, токарные автоматы полуавтоматы. На токарных станках производится обработка наружных, внутренних и торцевых поверхностей тел вращения цилиндрической, конической и фасонной формы, а также прорезка канавок, нарезка наружной и внутренней резьбы и т.д. Режущими инструментами на токарных станках служат в основном резцы, но применяются также и сверла, развертки, метчики, плашки и др.

Характерной особенностью станков токарной группы является осуществление главного движения за счет вращения обрабатываемой детали. Подача режущего инструмента производится путем поступательного перемещения суппортов.

В серийном производстве для обработки деталей сложной формы, в том числе болтов гаек и др., применяют токарные полуавтоматы. Процесс обработки на этих станках состоит их нескольких последовательных операций, во время которых используются различные инструменты: резцы, сверла, метчики и др., закрепленные в так называемой револьверной головке, которая устанавливается на суппорте. В электромашиностроении токарные полуавтоматы применяются для обработки подшипниковых щитов, втулок и нажимных конусов коллекторов электрических машин. Применение этих станков повышает производительность труда в 2-3 раза по сравнению с обработкой на токарно-винторезных станках.

Основные узлы станка:

· станина, для размещения и крепления оборудования

· передняя и задняя бабки

· суппорт

· шкаф с электрооборудованием

Станина является несущей конструкцией станка. По её направляющим перемещается нижняя каретка суппорта и задняя бабка. Передняя бабка (шпиндельная) совмещена с коробкой скоростей.

Шпиндель имеет полый вал, через который можно пропускать прутковый материал при его обработке. На шпиндель навёртывается патрон или планшайба для закрепления обрабатываемого изделия, а при обработке изделия в центрах - передний центр.

Задняя бабка используется в качестве второй опоры при обработке в центрах длинных деталей. Она имеет выдвижную пиноль для закрепления заднего центра или инструмента для обработки отверстий (свёрла, метчики и др.)

Суппорт используется для закрепления резца и обеспечения продольной и поперечной подач.

Фартук суппорта соединён с нижней кареткой и перемещается вдоль станины. На фартуке размещён механизм, передающий движение от ходового винта или ходового вала коробки подач.

Ходовой винт используется при нарезании резьбы, а ходовой вал - при всех других операциях.

4.1 Расчет и выбор двигателя

1. Скорость резания:

Т - стойкость резца, время работы до затупления, мин.

коэффициенты, зависящие от свойства материала и резца

2. Усилие резания:

показатели степени, зависящие от свойства обрабатываемого материала, материала резца и вида токарной обработки.

коэффициент, характеризующий обрабатываемый материал резца и вид токарной обработки.

3.Мощность резания:

4. Мощность двигателя:

коэффициент полезного действия.

5. Выбор двигателя по каталогу:

Двигатель выбираем по каталогу из книги Г.Г. Рекуса «Электрооборудование производства». Ближайший по каталогу двигатель RA132SB2.

1	2	3	4	5	6	7
RA	1	3	2	S	B	2

1 тип двигателя (RA) - аналог А4, двигатель асинхронный, российское изготовление.

2 - способ защиты.

(1) - IP23 - степень защиты обслуживающего персонала от соприкосновения с токоведущими и вращающими частями электротехнических изделий и от попадания твёрдых тел внутрь корпуса.

3 - исполнение по материалу станины и щитов.

(3) - станина и щиты чугунные или стальные.

4 - высота оси вращения.

(2) - базовые параметры (132мм)

5 - код установочного размера по длине станины.

(S) - меньший.

6 - код длины сердечника.

(B) - большая при сохранении установочного размера.

7 - число полюсов.

(2) - два полюса.

Электрические характеристики двигателя:

Мощность

Частота вращения

КПД - 87,0 %

Ток при

Момент инерции - 0,0185

Высота оси вращения - 132 мм

Масса - 49 кг

4.2 Принципиальная электрическая схема токарного полуавтомата модели 1П 365

Назначение. Для пуска, управления и защиты силовой цепи, цепей управления и сигнализации токарного полуавтомата.

Примечание -- Станок применяется для обработки чугунных и стальных изделий диаметром до 500 мм, изготовление которых требует выполнения последовательных операций: точения, сверления, растачивания, нарезания резьбы и др.

Основные элементы схемы:

Д1, Д2 и ДЗ -- приводные АД шпинделя, гидросистемы и насоса охлаждения.

Примечание - скорость шпинделя регулируется ступенчато, гидросистемой, переключающей блок шестерен в коробке скоростей. Направление вращения шпинделя изменяется с помощью фрикциона, управляемого электромагнитными муфтами.

Эм1, Эм2 и ЭмЗ -- электромагниты муфт изменения направления вращения шпинделя и гидротормоза (при быстрой остановке шпинделя).

Примечание -- электромагниты управляют золотниками гидросистемы, включающими муфты на прямое и обратное вращение гидротормоза.

КЛ - контактор линейный, для подключения (Д1 и Д2) к сети.

РП2 -- реле промежуточное цепей электромагнитов,

РПЗ -- реле промежуточное электромагнита тормоза (ЭмЗ),

РП4 и РП5 -- реле питания цепей шпинделя «вправо» и «влево»,

РКС -- реле контроля скорости, для подготовки цепей быстрой остановки шпинделя при переключении скоростей, изменении направления вращения шпинделя и подачи суппорта.

Примечание -- РКС включается при разгоне Д1до п = (0,2...0,3)-n_н

РВ -- реле времени, для контроля времени, необходимого для остановки Д1.

ЛО - лампа освещения (местного).

Органы управления:

ВН -- выключатель (пакетный) насоса охлаждения, для прямого пуска Д3.

ВО -- выключатель (пакетный или тумблер) освещения (местного).

Кн.П, Кн.С1 -- кнопки «пуск» и «стоп» Д1 и Д2 одновременно.

Кн.С2 -- кнопка «стоп» шпинделя, для остановки шпинделя при работающих Д1 и Д2

Кн. «вправо» и Кн. «влево» -- кнопки включения правого и левого вращения шпинделя.

Кн. «перекл.» -- кнопка переключения.

Примечание -- Используется при изменении направления вращения шпинделя, скорости обработки и подачи суппорта. Скорость обработки набирается предварительно, перед нажатием Кн. «перекл.».

При переключении все валы и шестерни получают медленное вращение от специального гидромеханизма медленного поворота.

Режимы работы:

Полуавтоматический.

· Кн. «вправо» и Кн. «влево» -- изменение направления вращения шпинделя,

· Кн. «перекл.» -- переключение направления вращения шпинделя, скорости обработки изделия и подачи суппорта.

Работа схемы.

Исходное состояние.

Поданы все виды питания (ВВ^), при этом получат питание цепи управления, сигнализации и местного освещения от трансформатора. Заполнена и приготовлена система гидравлики.

ВО -- «В» (включено местное освещение). Станок к работе готов.

Включение в работу.

Нажать кратковременно Кн.П при этом:

КЛ^ -- подключатся и пустятся Д1 и Д2, подготовятся цепи питания электромагнитов (КЛ: 1.. .3),

-- собирается цепь самопитания (КЛ:4).

ВН -- «В» -- пустится ДЗ (насос охлаждения).

Нажать кратковременно Кн. «вправо», при этом:

РП4^ -- собирается цепь Эм1 (РП4:1),

собирается цепь ЛС2 (РП4:2), загорается ЛС2 «работа»;

становится на самопитание (РП4:3),

блокируется (размыкается) цепь РП5 (РП4:4),

собирается цепь РП3 (РП4:5)

Эм1^ -- подключится фрикцион вращения шпинделя «вправо»,

РП3^ готовится цепь Эм3 (РПЗ:1)

-готовится цепь РВ (РП3:2)

Примечание -- Цепи Эм3 и РВ подготовлены на случай возможного переключения. Шпиндель вращается «вправо» с обрабатываемой деталью, подача суппорта от гидросистемы.

Переключения. Для изменения скорости вращения шпинделя или подачи суппорта при работающем станке (Д1, Д2, ДЗ, Эм1 -- включены).

Примечание -- Выбор скорости обработки и подачи производится предварительно в коробках скоростей. Шестерни в коробках скоростей и подачи переключаются гидроцилиндрами. Нажать кратковременно кн. «перекл.» (2…3) сек, при этом:

РП2^ -- разомкнутся цепи Эм1 иЭм2 (РП2:1), фрикцион отключается (Эм1v);

· собирается цепь Эм3(РП2:2),

· загорается ЛС1 (РП2:3),

· гаснет ЛС2 (РП2:4),

· становится на самопитание (РП2:5),

собирается цепь РВ (РП2:6 и РП2:7)

Эм3^ -- включается тормоз,

РВ^ -- начат отсчет времени торможения, по истечении которого разомкнется цепь РП2 (РВ) и затормозится шпиндель,

РП2v-- собирается цепь Эм1 (РП2:1) и включается фрикцион на вращение шпинделя в прежнюю сторону,

размыкается цепь Эм3 (РП2:2) и отключается гидротормоз,

гаснет ЛС1 (РП2:3) и загорается ЛС2 (РП2:4),

размыкается цепь самопитания (РП2:5),

размыкается цепь РВ (РП2:6 и РП2:7)

РВv -- готовится цепь РП2 (РВ).

Шпиндель вращается «вправо» с измененной скоростью обработки и подачи суппорта.

* Для реверса шпинделя:

Кратковременно нажать Кн.С2, при этом:

отключается кратковременно (на момент включения Кн.С2) питание цепей ценней управления, сигнализации и освещения,

РП4v-- размыкается цепь Эм1 (РП4:1), отключается фрикцион,

гаснет ЛС2 (РП4:2),

размыкается цепь самопитания (РП4:3),

готовится цепь РП5 (РП4:4).

размыкается цепь РП3 (РП4:5).

Примечание -- Двигатели Д1, Д2 в работе на холостом ходу, а ДЗ в номинальном режиме.

Кратковременно нажать Кн. «влево», при этом:

РП5^-- собирается цепь Эм2 (РП5:1), включается фрикцион,

загорается ЛС2 (РП5:2),

блокируется цепь РП4 (РП5:3),

становится на самопитание (РП5:4),

собирается цепь РП3 (РП5:5)

РП3^-- готовится цепь Эм3 (РПЗ:1),

-- готовится цепь РВ (РПЗ:2).

Шпиндель вращается «влево» с обрабатываемой деталью, подача суппорта от гидросистемы.

*Для изменения скорости шпинделя и подачи суппорта при остановленных Д1, Д2 и ДЗ.

Кратковременно нажать Кн. «перекл.», при этом:

РП2^, но не сработают РП3 (РП4:5 или РП5:5), РВ (РП4:3 или РП5:4), а следовательно, Эм3 (РПЗ:1), т.к. торможение не требуется. Переключение осуществит гидросистема.

Примечание -- Аналогично происходит переключение, если Д1 не разогнался (не сработало РКС).

*Для изменения скорости шпинделя и подачи суппорта при отключен ном фрикционе (Эм1 или Эм2) и работающих Д1, Д2, Д3. При этом шпиндель не вращается.

Одновременно нажать Кн. «перекл.» и Кн. «вправо» (или Кн. «влево»), при этом:

цепь электромагнитов будет разомкнута,

удерживать кнопки 2...3 с, пока не произойдет переключение.

Примечание -- Такие действия необходимы, чтобы исключить включение Эм3 (РП3:1, РП2:2 -- замкнуты).

Вывод из работы.

Кратковременно нажать Кн.С1 при этом:

КЛv-- отключаются Д1, Д2, ДЗ (КЛ: 1...3),

размыкается цепь самопитания,

отключается питание цепей управления, сигнализации и освещения,

гаснет ЛС2.

Примечание -- При отпускании Кн.С1 питание цепей восстанавливается.

ВН -- «О» (возвращен в исходное положение).

Станок в исходном состоянии, готов к работе.

Примечание -- Для полного отключения нужно снять питание отключением «ВВ».

Защита, блокировки, сигнализация:

Силовая сеть оттоков КЗ (Пр.1, Пр.2, Пр.З);

АД -- от перегрузок: «Д1» (РТ1), «Д2» (РТ2), «ДЗ» (РТЗ);

Цепи управления и сигнализации -- от токов КЗ (Пр.4);

Силовая сеть и цепи управления -- от провалов напряжения в сети «нулевая» (КЛ);

Блокировка цепей включения «Эм1» и «Эм2» (РП5:3 и РП4:4);

ЛС1 «красная», «переключение»,

- ЛС1 «зеленая», «работа».

4.3 Неисправности электромашин и их проявления

Рассмотрим характерные неисправности электромашин, приводящие к отказу или выходу машин из строя, которые могут наблюдаться при проведении работ по их техническому обслуживанию.

Витковое короткое замыкание вследствие пробоя изоляции между смежными витками обмотки статора или ротора приводит к повышенному перегреву электрических машин, даже при нагрузке, не превышающей номинальной.

Короткое замыкание между фазами обмотки статора вследствие пробоя межфазной изоляции или пробоя изоляции двух фаз на корпус приводит к сильным вибрациям машины переменного тока, которые прекращаются при отключении машины от сети.

Кроме того, наблюдается асимметрия токов в фазах и быстрый нагрев отдельных участков обмотки.

При коротком замыкание обмотки фазного ротора (или при пробое изоляции между контактными кольцами и валом) асинхронный двигатель пускается в ход при разомкнутой обмотке ротора, под нагрузкой пуск двигателя происходит медленно, а ротор сильно нагревается даже при небольшой нагрузке.

Обрыв проводников обмотки статора двигателей переменного тока вызывает асимметрию токов и быстрый нагрев одной из фаз при работающей машине. При обрыве фазы (крайний случай обрыва проводников) двигатель не запускается при подаче напряжения, наблюдается сильный шум и быстрый нагрев двигателя.

При обрыве фазы работающего двигателя наблюдается резкая асимметрия токов статора, сильный шум и быстрый нагрев сверх допустимых пределов. Обрыв стержня короткозамкнутой обмотки ротора асинхронного двигателя приводит к повышенным вибрациям, уменьшению частоты вращения под нагрузкой, периодическим пульсациям тока статора во всех фазах.

Недопустимое снижение сопротивления изоляции обмоток может произойти вследствие ее сильного загрязнения, увлажнения или частичного разрушения вследствие износа.

Нарушение электрических контактов, паяных или сварных соединений приводит в асинхронных двигателях к тем же эффектам, сто и обрыв витков, стержней обмотки ротора или фазы обмотки в зависимости от нахождения данного электрического соединения.

Нарушение контакта в цепи щеток приводит к повышенному искрению последних. Нарушение межлистовой изоляции сердечников магнитопроводов статора машин переменного тока или ротора машин постоянного тока приводит к недопустимому повышению температуры магнитопровода в целом и его отдельных участков. Это в свою очередь приводит к повышенному нагреву обмоток и может вызвать выгорание части магнитопровода

Ослабление прессовки листов магнитопровода вызывает шум и повышенные вибрации электрических машин, исчезающие после отключения машины от сети. Ослабление крепления полюсов и сердечников статоров приводит к повышенным вибрациям, исчезающим после отключения машины от сети.

Выработка коллектора и контактных колец и ослабление нажатия щеток приводят к повышенным искрению и нагреву контактных колец и коллектора. Износ щеток ускоряется.

Деформация вала приводит к появлению эксцентриситета ротора, больших сил одностороннего тяженя, в результате чего асинхронный двигатель не развивает номинальной скорости, а его работа сопровождается низкочастотным шумом (на оборотной частоте).

Засорение охлаждающих (вентиляционных) каналов и загрязнение корпуса приводят к повышенному нагреву машины или ее отдельных частей при нагрузках, не превышающих расчетных значений.

Выплавка баббита в подшипниках скольжения или чрезмерный износ подшипников качения приводят к нарушению соосности электрической машины и приводного механизма, к появлению эксцентриситета ротора. Первая из этих причин вызывает повышение вибраций, которые не исчезают после отключения машины от сети, проявления второй причины такие же, как и при деформации вала.

Нарушение уравновешенности (балансировки) таких вращающихся частей, как муфты, шкивы и роторы, приводит к появлению повышенных вибраций.

Как видно из анализа проявлений возможных неисправностей и их влияния на рабочие свойства электрических машин, одни и те же физические эффекты могут быть вызваны различными причинами. Это часто не позволяет однозначно определить неисправность машины, можно ограничиться лишь их возможным перечнем.

Истинная причина может быть определена в процессе дефектации с целью ее устранения. Если говорить о неисправностях конкретных видов электрических машин, то, как правило, эксплуатационный персонал при работе ориентируется на перечень типовых неисправностей и способов их устранения, который содержится в паспорте каждой электрической машины (или группы однотипных машин). В качестве примера в табл. 7.1 приведен перечень возможных неисправностей асинхронных двигателей с короткозамкнутой обмоткой ротора серии АИР. Аналогичные перечни содержатся в паспортах, поставляемых заводами-изготовителями вместе с самими электрическими машинами.

Таблица 8.

Неисправность, внешнее проявление и дополнительные признаки	Вероятная причина	Способ устранения
Двигатель при пуске не разворачивается, гудит	1. Отсутствие или недопустимое уменьшение напряжения питающей сети. 2. Перепутаны начало и конец фазы обмотки статора. 3. Двигатель перегружен. 4. Неисправен приводной механизм.	Нейти и устранить неисправности сети. Произвести подключение фаз согласно схеме. Снизить нагрузку. Устранить неисправность приводного механизма.
Остановка работающего двигателя	1. Прекращение подачи напряжения. 2. Неполадки в аппаратуре распредустройства и питающей сети. 3. Заклинивание приводного механизма. 4. Сработала защита.	Найти и устранить разрыв в электрической цепи. Устранить неполадки в аппаратуре и питающей сети. Устранить неисправность приводного механизма. Проверить обмотку статора и устранить причину.
Повышенный перегрев двигателя	1. Двигатель перегружен по току. 2. Повышено или понижено напряжение в сети. 3. Повышена температура окружающей среды. 4. Нарушена нормальная вентиляция (загрязнены вентиляционные каналы и корпус двигателя). 5. Нарушена нормальная работа приводного механизма.	Снизить нагрузку до номинальной. Установить напряжение в соответствии ГОСТ 183-74. Установить допустимую температуру. Почистить корпус и вентиляционные каналы. Устранить неполадки в работе приводного механизма.
Обмотка статора перегревается, двигатель сильно гудит и не развивает нормальной частоты вращения	1. Межвитковое замыкание в обмотке статора. 2. Обмотка одной из фаз пробита на корпус (землю) в двух местах. 3. Короткое замыкание между фазами. 4. Обрыв одной из фаз.	Заменить статор. Заменить статор. Заменить статор. Заменить статор.
Повышенный перегрев и стук подшипников	1. Неправильная центровка двигателя с приводным механизмом или ее нарушение. 2. Повреждение подшипников.	Правильно сцентровать двигатель с приводным механизмом. Заменить подшипники.
Повышенная вибрация работающего двигателя	1. Недостаточная жесткость фундамента. 2. Несосность вала двигателя с валом приводного механизма. 3. Не отбалансирован привод или соединительная муфта (шкив).	Увеличить жесткость фундамента. Улучшить соосность валов. Отбалансировать привод или муфту (шкив).
Пониженное сопротивление изоляции обмоток	Загрязнение или отсырение обмоток	Разобрать и почистить двигатель, продуть и просушить обмотку

4.4 Спецификация электрооборудования

№ п.п.	Позиция обозначения	Наименование	Кол-во	Примечание
1.	Д1	Главный двигатель	1
2.	Д2	Двигатель насоса гидросистемы	1
3.	Д3	Двигатель насоса охлаждения	1
4.	Эм1	Электромагнит	1
5.	Эм2	Электромагнит	1
6.	Эм3	Электромагнит	1
7.	ВВ	Вводной выключатель	1
8.	ЛО	Лампа местного освещения	1
9.	ВО	Выключатель	1
10.	КнП	Кнопка включения Д1 и Д2	1
11.	КнС1	Кнопка отключения Д1 и Д2	1
12.	ВН	Пакетный выключатель	1
13.	Кнвправо	Кнопка вкл. шпинделя	1
14.	Кнвлево	Кнопка вкл. шпинделя	1
15.	РП2	Реле	1
16.	РП3	Реле	1
17.	РП4	Реле	1
18.	РП5	Реле	1
19.	ЛС1	Красная лампа	1
20.	ЛС2	Зеленая лампа	1
21.	Кнперкл	Кнопка переключения	1
22.	РВ	Реле времени	1
23.	РКС	Реле контроля скорости	1
24.	Пр1	Плавкий предохранитель	3
25.	Пр2	Плавкий предохранитель	3
26.	Пр3	Плавкий предохранитель	2
27.	Пр4	Плавкий предохранитель	1
28.	РТ1	Тепловое реле	2
29.	РТ2	Тепловое реле	2
30.	РТ3	Тепловое реле	2

Размещено на Allbest.ru

...