76085

Электрооборудование ленточного конвейера

Курсовая

Производство и промышленные технологии

Энергетика является для экономики России ключевой отраслью. Это определяется приоритетным развитием отраслей энергетики, испытавшим по сравнению с другими отраслями наименьший спад производства в период проведения экономической реформы, их высоким ресурсным потенциалом...

Русский

2015-01-28

1.81 MB

70 чел.

Бюджетное образовательное учреждение СПО ВО

Череповецкий металлургический колледж

Специальность  140613

« Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования»

Курсовой проект

Тема:

Электрооборудование ленточного конвейера 

Пояснительная записка

КП.140613.0000.26

Руководитель проекта Степанов Е.М.,

Преподаватель спец. дисциплины

(Подпись)____________________________

Проект разработал Смирнов А.С.

Студент группы 3-ТЭ-1

(Подпись)___________________________

г. Череповец

2012

ЗАДАНИЕ

на курсовое проектирование

Студента группы  3-ТЭ-1 (“Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования”),                                                                             Смирнова Андрея Сергеевича.

Тема:   Электрооборудование ленточного конвейера

№п/п

Параметр

Значение

1

Перемещаемый груз с рm  кг/м3.

800

2

Производительность в смену Qсм   т/см

1800

3

Продолжительность смены Тс   Ч

8

4

Коэффициент неравномерности поступления груза Кн

1.23

5

Коэффициент использования трансп во времени Квр

0.8

6

Длина наклонной части конвейера  L1

40

7

Длина горизонтальной части конвейера L2

120

Заведующая энергетическим отделением                              Песоцкая А.А.

Содержание

Введение……………………………………………………………………………… 4

Общая часть

Описание технологического процесса ………………………......................    10

 

Описание работы механизма, кинематическая схема ……………………     11

Специальная часть

Обоснование и выбор рода тока ......................………………..…….….........  14

Расчет и построение скоростной и нагрузочной диаграмм ………………..  23

Расчет мощности и выбор типа электродвигателя ..................................        24

Расчет контуров регулирования…………………………………………...      27

Расчет и выбор аппаратуры управления ……..……………………..........      38

Обоснование и выбор программируемого контроллера ……………...         45

Описание работы программируемого котроллера ……...........................      46

Описание работы принципиальной схемы………………………………       50

Расчет и выбор кабельной продукции……………………………………      52

Спецификация оборудования……………………………………………        53

Описание мероприятий по технике безопасности при обслуживании и ремонте электропривода…………………………………………………..                          54

Литература……………………………………………………………………….      62

  1.  Введение

Энергетика является для экономики России ключевой отраслью. Это определяется приоритетным развитием отраслей энергетики, испытавшим по сравнению с другими отраслями наименьший спад производства в период проведения экономической реформы, их высоким ресурсным потенциалом, определяющей ролью в обеспечении валютных и бюджетных поступлений. Стартовые условия вхождения энергетики в рынок были относительно благоприятными, однако она, как и все народное хозяйство, переживает кризис. Перспективы развития отрасли пока неопределенны и тревожны. Две трети основных производственных фондов ТЭК выработали свой ресурс. При этом внешние и внутриотраслевые факторы развития энергетики России складываются неблагоприятно. При планово-распределительной системе энергетический комплекс постоянно получал крупномасштабные капиталовложения из государственного бюджета. В современных условиях хронического бюджетного дефицита, высокой процентной ставки ЦБ предприятия энергетических отраслей не могут рассчитывать на долгосрочные государственные вложения и кредиты, а вынуждены ориентироваться на самостоятельный поиск источников финансирования. Одновременно в самих энергетических отраслях накопилось много острых проблем, и действуют такие разрушительные факторы, как высокая дебиторская задолженность, нарастание числа убыточных предприятий, резкое снижение собственных оборотных средств, хроническое недофинансирование производства, понижение уровня управляемости и, в конечном итоге - постепенная потеря конкурентоспособности продукции ряда отраслей ТЭК на внешнем рынке и трудности сбыта на внутреннем из-за высоких сбросовых ограничений. Особенностью ТЭК России, обладающего громадным ресурсным потенциалом, являются широкие мирохозяйственные связи, его тесная связь с мировым энергетическим хозяйством, а также с такими общепланетарными проблемами, как обеспечение экономической, энергетической и экологической безопасности. Решение этих глобальных проблем в перспективе потребует нарастающих крупномасштабных затрат. Острота перечисленных проблем, их весомость, а также то, что многие аспекты перспективного развития ТЭК недостаточно разработаны и дискуссионные, определили выбор темы и цель исследования. Цель и задачи исследования состояли в выработке рекомендаций по устранению или нейтрализации негативных тенденций и факторов в развитии энергетического хозяйства России и предложений по реформированию организационно-экономического механизма, обеспечивающего устойчивую работу энергетики в перспективе.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- проанализировать современное состояние энергетического комплекса и его ресурсного потенциала и на этой основе выявить особенности и тенденции развития ТЭК;

- оценить состояние нормативно-правовой базы и методологии управления энергетическим хозяйством страны (на примере электроэнергетики), в том числе - с точки зрения их соответствия стратегическим целям развития энергетики;

- исследовать взаимосвязь энергетики России с мировым энергетическим хозяйством как с точки зрения мирохозяйственных связей по экспорту и импорту товаров и услуг, так и решения общепланетарных проблем обеспечения экологической и энергетической безопасности, в том числе - ядерной;

- обосновать и сформулировать предложения, направленные на устранение нарушений производственно-технологических связей между отраслями и предприятиями ТЭК, укрепление организационной структуры его управлением как единым целым;

- исследовать работу финансового и расчетно-кредитного механизмов, обеспечивающих функционирование отраслей и предприятий ТЭК в переходной экономике: выявить ее недостатки, предложить набор финансово-кредитных инструментов, способствующих повышению надежности энергоснабжения потребителей и развитию энергетики.

Предметом исследования явились условия, факторы и организационно-экономический механизм текущего и перспективного развития энергетики России. Объектом исследования выбран энергетический комплекс РФ.

В качестве теоретико-методологической основы исследований, дающей возможность разносторонне рассмотреть проблему, взяты: системный анализ объектов и процессов, методы математического моделирования, диалектический метод в анализе развития цивилизации, труды Российских и западных экономистов по проблемам энергетики, управления и современного менеджмента. Фактологическую и статистическую основу составляют опубликованные в открытой печати материалы Госкомстата Российской Федерации, Статистического комитета СНГ, Минтопэнерго РФ, РАО «ЕЭС России» и других российских ведомств, научно-техническая литература, а также аналитические записки и другие материалы отраслевых НИИ и Академии народного хозяйства при Правительстве РФ, труды ООН и других международных организаций, материалы АО «Энергофининвест». В процессе исследования использовались законодательные и иные нормативные акты по вопросам развития энергетики.

Научная новизна исследования определяется следующими его результатами:

- комплексным характером анализа отрицательных и положительных последствий проведения экономической реформы на состояние отраслей энергетического комплекса страны и его ресурсного потенциала. При этом впервые энергетические проблемы страны рассмотриваются во взаимосвязи с состоянием и путями развития мирового рынка энергоносителей и энергетического потенциала;

- обоснованием неправомерности оценки результатов работы энергетики только на основе стоимостных показателей без учета эколого-экономической ущербности развития энергетики, необходимости перехода экономики в перспективе на принципы ресурсной цивилизации;
- оценкой современных и перспективных источников финансирования производства энергии и инвестиций в развитие энергетики;

 

- оценкой реальности использования {для выхода из затяжного кризиса энергетической отрасли народного хозяйства России) отдельных видов ценных бумаг, бюджетного финансирования, внутреннего и внешнего заемного финансирования;

-определением условий и границ привлечения иностранных инвестиций;

- предложением механизма и путей минимизации издержек производства и доставки энергии (на примере электроэнергетики);

- критической оценкой альтернативного источника получения прибыли путем использования механизма ценовой дискриминации;

- обоснованием необходимости кардинального повышения управляемости энергетическим хозяйством страны, уточнения функций и исключения дублирования в работе федеральных органов;

-разработкой рекомендаций и предложением конкретной программы улучшения организационно-экономического механизма и законодательной базы государственного регулирования электроэнергетикой.

Практическая значимость работы заключается в возможности использования его результатов и рекомендаций:

-для совершенствования деятельности топливно-энергетического комплекса России и повышения ее эффективности;

-для совершенствования взаимодействия федеральных, региональных и местных органов управления по регулированию деятельности энергетической отрасли в условиях переходной экономики методами, присущими рыночной экономике;

Основные научные идеи, разработки и выводы автора частично уже апробированы и реализованы с его участием при разработке Программы стабилизации электроэнергетической отрасли России, представленной Правительству, руководителям заинтересованных ведомств и регионов; рекомендации автора нашли отражение при подготовке ряда постановлений Правительства по государственному регулированию отраслей ТЭКа, а также проекта Закона «Об энергосбережении и повышении эффективности и использования топлива и энергии», были обсуждены в печати и рассмотрены заинтересованными ведомствами.  Электроэнергетика, ведущая составляющая часть энергетики, обеспечивающая электрификацию хозяйства страны на основе рационального производства и распределения электроэнергии. Электроэнергетика имеет важное значение в хозяйстве любой промышленно развитой страны, что объясняется такими преимуществами электроэнергии перед энергией других видов, как относительная лёгкость передачи на большие расстояния, распределения между потребителями, а также преобразования в другие виды энергии (механическую, тепловую, химическую, световую и др.). Отличительной чертой электроэнергии является одновременность её генерирования и потребления. Основная часть электроэнергии вырабатывается крупными электростанциями: тепловыми (ТЭС), гидравлическими (ГЭС), атомными (АЭС). Электростанции, объединённые между собой и с потребителями

высоковольтными линиями электропередачи (ЛЭП), образуют электрические системы.

Электроэнергетика всегда были в числе основных вопросов развития народного хозяйства. Советская Электроэнергетика занимает передовые позиции в мире.

На базе научных достижений Электроэнергетика созданы электротехническая промышленность и энергетическое машиностроение, которые производят практически все основные виды электротехнического и энергетического оборудования: котло- и турбоагрегаты, электродвигатели и электромашинные генераторы, трансформаторы, электрические аппараты, средства автоматики и защиты, оборудование для ЛЭП. Значительно возрос уровень проектирования энергетических объектов и эксплуатации электроэнергетических систем, разработаны методы достижения совместной устойчивой работы электрических сетей большой протяжённости. Принцип концентрации реализован при сооружении тепловых электростанций единичной мощностью до 3 Гвт (Криворожская ГРЭС-2 и др.), гидроэлектростанций мощностью 4—6 Гвт (Братская, Красноярская и др.), атомных электростанций мощностью 4 Гвт (Ленинградская) и др.

Сегодня по потреблению электроэнергии на душу населения Россия уступает 17 странам мира, среди которых США, Франция, Германия, от многих из этих стран отстает по уровню электровооруженности труда в промышленности и сельском хозяйстве . Потребление электроэнергии в быту и сфере услуг в России 2-5 раз ниже, чем в других развитых странах . При этом эффективность и результативность использования электроэнергии в России заметно меньше, чем в ряде других стран .    Таблица 2. “Потребление электроэнергии.”1 Годы потребление электроэнергии, млн. квт/ч всего в промышленности в сельском хозяйстве в транспортном комплексе в других отраслях 1995г 856,4    447,0     97,7      68,4  243,3 1996г 840,4    440,2     88,6      65,2  246,4 1997г 827,7    424,9     85,9      64,4  254,0 1998г 835,7    439,6     81,0  62,1  253,0 1999г 820,8    432,5     79,6      58,3  250,4    Электроэнергетика - важнейшая часть жизнедеятельности человека. Уровень ее развития отражает уровень развития производительных сил общества и возможности научно-технического прогресса.

История развития металлургии

На рубеже III - II тысячелетий до н.э. на территории Восточной Европы поселились предки славян, примерно тогда же начался бронзовый век. В те времена у племён стали появляться металлические орудия труда и оружие, что обусловило быстрое развитие племён и их разделение. Позже (с 400г.) славяне научились делать железо, что резко повысило эффективность земледелия, появились железные топоры, плуги и серпы.

Тульский металл, его прошлое и настоящее - стержневой сюжет истории Тулы, а во многом и Тульского края. Недалеко от Тулы голландский купец Андрей Виниус в 30-х гг. 17 в. построил Городищенские (Тульские) доменные и железоделательные вододействующие заводы, ставшие колыбелью отечественной доменной металлургии, школой первых русских металлургов-доменщиков, распространивших со временем свое мастерство по всей России. В Туле центром металлопромышленности была казенная Кузнецкая слобода (позднее называвшаяся также Оружейной), основание которой обычно связывают с указом царя Федора Иоанновича 1595 года. Главным занятием для большинства ее жителей было изготовление оружия для казны. Впрочем, далеко не для всех. По неполным данным, в середине 40-х гг. 18 века 89 тульских оружейников числились в так называемых "промышленниках". Те из них, которых называли "железного дела промышленниками", владели "ручными железными заводами": мастерскими с сыродутными горнами для получения железных криц - сырья для переработки в "дельное" железо и уклад (дешевые сорта стали). При археологических исследованиях Кузнецкой слободы неоднократно выявляли следы их деятельности: продукцию (обычно отходы) производства, обломки сопел, через которые в горны вдувался воздух и т.д. Промышленники наиболее состоятельные и удачливые выбивались в настоящие "заводчики": становились владельцами вододействующих доменных, передельных железоделательных (так называемых "молотовых") и медеплавильных заводов-мануфактур в Тульском крае и за его пределами. Более всех из их числа известны Демидовы. Прибавим к ним Красильниковых, Ареховых, три ветви рода Баташевых, две - Мосоловых. По некоторым сведениям тульский оружейник Иван Тимофеевич Баташев начинал карьеру приказчиком Никиты Демидова (1656-1725). К постройке своего первого вододействующего завода на р. Тулице он приступил в 1716 г. и уже в 1717 закончил ее. За ним последовал Медынский (Грязненский) завод: в 1728 г. было пущено молотовое производство, в 1730 - домна. Особенно успешно хозяйство Баташевых развивалось во 2 половине 18 в. при внуках основателя Андрее (ок.1730-1799) и Иване (ок.1733-1821) Родионовичах. На протяжении 18 в. Баташевы этой линии рода владели 18 заводами, из которых 14 построили сами. Они явились основателями Приокского горнометаллургического района, включавшего территории пяти губерний. На рубеже 18 и 19 вв. каждый девятый пуд российского чугуна был баташевским. Основными районами производства железа в Московском государстве в 16-17 вв. были Северо-Западная и Центральная Россия. В центральной зоне выделялись три района: расположенный к югу от Москвы Серпуховско-Тульский, к юго-востоку - Нижегородский и к северо-востоку - Ярославский. Район Серпуховско-Тульский включал территорию уездов Серпуховского, Тульского, Каширского, Алексинского, Дедиловского и Крапивенского. За исключением Серпуховского, все они входили позднее в состав Тульской губернии. Связи большинства из них с железоделательной промышленностью прослеживаются уже с 16 в. Как правило, вовлеченные в металлургическое производство территории совпадали с местами рудодобычи. Так, в Дедиловском уезде в 5 верстах от города на р. Олень (Оленье) существовала гора, тянувшаяся вдоль реки на полверсты (около 500 м), поперек на 200 саж. (около 430 м), известная как место добычи руды. Другой район рудодобычи, обеспечивавший домников Тульского уезда, находился в 10-15 верстах от Тулы в Малиновой засеке. Особенно интенсивно его месторождения эксплуатировались в 18 в.

  1.  Общая часть

2.1 Описание технологического процесса

Машины непрерывного действия характеризуются непрерывным перемещением насыпных или штучных грузов по заданной трассе без остановок для загрузки и разгрузки.

Перемещаемый насыпной груз располагается на несущем элементе машины сплошной массой или отдельными порциями в непрерывно движущихся последовательно расположенных на небольшом расстоянии друг от друга рабочих сосудах-ковшах коробках и т.п.

Штучные грузы перемещаются также непрерывным потоком в заданной последовательности один за другим. При этом рабочее и холостое (обратное) движения элемента машины, несущего груз, происходит одновременно. Такие важные свойства, как непрерывность перемещения груза, отсутствие остановок для загрузки и разгрузки, совмещение рабочего и холостого движений рабочих элементов, обусловили машинам непрерывного транспорта высокую производительность, что очень важно для современных предприятий с большими грузопотоками. Например, современный ленточный конвейер на открытых разработках угля может транспортировать до 20 000 т/ч вскрышной породы, обеспечивая загрузку шести железнодорожных вагонов в одну минуту.

Ленточный конвейер является конвейером, в котором тяговым элементом является бесконечная (замкнутая ) транспортерная лента. Лента приводится в движение мотор-редуктором посредством приводного барабана.

Применяются для транспортирования известняка, мела, извести и каменного угля

Лента приводится в движение мотор-редуктором посредством приводного барабана.

2.2 Описание работы механизма, кинематическая схема

В отличие от грузоподъемных машин, которые перемещают грузы определенными порциями и обратным движением без груза возвращаются за новой порцией груза, транспортирующие машины конвейеры предназначаются для перемещения грузов непрерывным потоком без остановок для их загрузки и разгрузки. Конвейеры предназначены для работы с массовыми грузами, т.е. грузами, состоящими из большого числа однородных частиц или кусков, или штучными грузами, перемещаемыми в большом количестве.

Все машины непрерывного транспорта можно подразделить на две группы - транспортирующие машины с тяговым элементом (лента, цепь, канат), в котором груз перемещается вместе с тяговым элементом и транспортирующие машины без тягового элемента.

Основной характеристикой конвейеров является из производительность – объемная V, м3/ ч, массовая Q т/ч или штучная С шт/ч.

По абразивным свойствам грузы подразделяются на категории:

- неабразивные – продукты силосного хозяйства, зерно, опилки, щепа, штучные пакетированные грузы,

- малоабразивные – бурый уголь, каменный уголь, формовочная земля, половая сера, глина, шамот, песок, гравий, цемент,

- абразивная – железная руда, антрацит, горные породы средней твердости, кокс, рудный концентрат, известняк, магнезит, щебень,

- высокоабразивные – полиметаллические руды, руда цветных металлов, твердые горные породы, железная руда.

Многие параметры конвейера и разгрузочных устройств, включая форму желоба и др. зависит от степени подвижности.

Форма и площадь сечения груза, свободно насыпанного на неподвижную плоскость, определяют углом  естественного откоса в потоке. Значение этого угла зависит от сил сцепления между отдельными частицами определяемых от влажности груза, и от сил трения, возникающих при относительном перемещении частиц.

Ленточные конвейеры остаются наиболее распространенным типом транспортирующих машин непрерывного действия во всех отраслях промышленности. Из более числа конвейерных установок более 90 % составляют ленточные конвейеры. Они используются в горнодобывающей промышленности – для транспортировки руд полезных ископаемых и угля при открытой разработке, в металлургии – для подачи земли и топлива, на предприятиях с поточным производством - для транспортировки заготовок между рабочими местами и т.д.

Обычно ленточные конвейеры имеют тяговый элемент в виде бесконечной ленты, являющийся и несущим элементом конвейера, привод, приводящий в движение барабан, натяжное устройство, роликовые опоры на рабочей и полостной ветви ленты, а также загрузочно-разгрузочные устройства, устройства для очистки ленты. Все элементы конвейера смонтированы на раме.

С помощью установок, оснащенных ленточными конвейерами можно транспортировать сыпучие грузы на весьма большие расстояния.

Ленточные конвейеры отличаются высокой производительностью до 30-40 тыс. т/ч, простотой конструкции, малой материалоемкостью, и как следствие относительно низкой стоимостью, надежностью в работе и удобством в эксплуатации, относительно небольшим расходом энергии. Они могут иметь криволинейную трассу с поворотами в горизонтальной плоскости и с подъемами и спусками в вертикальной плоскости в зависимости от рельефа местности. Однако создание криволинейной трассы сопряжено с трудностями обеспечения надежного и стабильного положения ленты на криволинейном участке. Радиус поворота ленты в горизонтальной плоскости зависят от конструкции конвейера, типа ленты и ее ширины и имеет широкий диапазон значений.

Схемы ленточных конвейеров весьма разнообразны и определяются назначением конвейера. Технико-экономические исследования и опыт показывают, что для транспортирования массовых грузов с грузооборотом 5-25 млн. т. в год на расстояние до 100 км применять ленточные конвейеры экономичнее, чем использовать железнодорожный или автомобильный транспорт. Достоинствами конвейерных лент являются их относительно малая масса, отсутствие быстроизнашивающихся шарниров, возможность перемещения грузов с большими скоростями. Срок службы конвейерных резинотканевых лент в зависимости от условий эксплуатации, характеристики транспортируемого груза, типа тканевого каркаса и времени одного оборота пробега ленты составляет 15-48 месяцев.

Применение ленточных конвейеров ограничено диапазоном температур от 60 до 2000С.

К недостаткам ленточных конвейеров следует отнести пыление при транспортировании мелких сыпучих грузов.

При перемещении штучных грузов ширину ленты выбирают так, чтобы на ленте остались с обеих сторон свободные поля шириной 50-100 мм.

Чтобы груз не сползал вниз, вдоль ленты необходимо угол наклона конвейера принимать на 100 меньше угла трения груза о полотно конвейера, потому что из-за провисания полотна угол его подъема больше, чем угол наклона оси конвейера.

Кроме того, на опорах полотно встряхивается, что способствует сползанию груза. Это встряхивание тем больше, чем выше скорость движения полотна [1]

Ленточный конвейер для перемещения свеклы (рис 1) состоит из приводного барабана 1, лент 2, натяжного барабана 3.

Приводной барабан представляет собой полый металлический барабан, которому сообщается вращающийся момент от двигателя посредством передачи. Основными параметрами характеризующие приводные барабаны, являются диаметр, ширина, а также коэффициент трения. Для снижения проскальзывания ленты на барабане его необходимо футеровать резиной или деревом.

Ленты являются основным грузонесущим и тяговым элементом. Наиболее распространение получили прорезиненные тканевые ленты.

Лента состоит из технической ткани – бельтинга, резиновой прослойки и резиновой обкладки. Обычно количество тканевых прокладок не менее 3. Используют также специальные ленты, изготовленные из особых сортов резины, теплостойкие – Т, морозостойкие М, маслостойкие МС, пищевые – П. Для восприятия больших нагрузок применяют резинотросовые ленты.

Концы ленты соединяют различными методами (вулканизацией, сшивкой, закрепленной и др.) По ширине ленты бывают от 300 до 3000 мм.

Натяжные устройства служат для создания необходимого натяжения ленты и обеспечения передачи тягового усилия от барабана к ленте. В основном применяют винтовые и грузовые натяжения устройства, реже – грузо-пружинные, гидравлические. В данном конвейере используется винтовое натяжное устройство.

Ленточный конвейер приводится в движение с помощью двигателя посредством привода. Разгрузка происходит пересыпанием через приводной барабан.

Кинематическая схема

  1.  Датчик скорости.
  2.  Электродвигатель постоянного тока.
  3.  Соединительная муфта.
  4.  Редуктор.
  5.  Приводной барабан.

  1.  Специальная часть.
    1.  Обоснование и выбор рода тока.

Ежегодный темп роста продаж регулируемых электроприводов составляет, примерно, 6 %, в то время как темп роста приводов переменного тока - 8 %, а объем рынка приводов постоянного тока остается более или менее стабильным. Данная статья предназначена для конечных пользователей, OEM-производителей, системных интеграторов и прочих инженерно-технических работников, использующих приводную технику, чтобы в общих чертах обрисовать преимущества выбора для различных прикладных задач одного из двух основных типов регулируемого электропривода – постоянного или переменного тока.

Силовые статические преобразователи на базе микропроцессоров, применяемые как в приводах переменного, так и постоянного тока, в настоящее время достигли очень высокого технического уровня, который (в допустимых технологических пределах) в большинстве приложений позволяет использовать электропривод переменного тока, там где раньше применялся привод постоянного тока. Однако, традиционный привод постоянного тока (1-но и 4-х квадрантный) продолжает играть важную роль, особенно в тех приложениях, где нужно обеспечить высокодинамичные режимы с постоянным моментом вращения, жесткими требованиями по перегрузочной способности в широком диапазоне скоростей и рекуперацию энергии обратно в сеть.

Главные критерии выбора

1. Совокупная стоимость закупки регулируемого привода и требуемого дополнительного оборудования
2. Текущие эксплуатационные расходы:
• обслуживание;
• производственные издержки, КПД, и т.д;
• требуемая площадь размещения.
3. Технологические и инновационные аспекты:
• динамический отклик, время разгона; 4-х квадрантные операции; аварийный стоп, и т.д.
• массо-габаритные характеристики.
4. Эксплуатационная надежность, пригодность приводов:
• соответствие международным требованиям и стандартам IEC, ГОСТ Р, EN, CE-EMC; CSA, UL, и т.д.;
• условия окружающей среды; степень защиты корпуса; ремонт "по-месту"

5. Воздействие на внешнюю среду:
• искажение сетевого напряжения
• ЭМС
6. Требуемое пространство для преобразователя и двигателя
7. Отвод тепла

Сравнение основных характеристик приводов постоянного и переменного тока в промышленном применении

Сравнение проводится между 6-пульсными 3-фазными тиристорными приводами постоянного тока с параллельным возбуждением Д-814 и 3-фазными электроприводами переменного тока на базе преобразователя частоты с широтно-импульсной модуляцией и асинхронного двигателя [далее называемыми ЧРП – частотно регулируемый привод], в следующих типовых категориях:
ППТ - P = 110 kW  U = 220 V /380 V
ЧРП - P = 0.75 kW ... 2000 kW; U = 380 V ... 690 V

Привод постоянного тока

Частотно-регулируемый привод

В первом приближении существенных отличий между этими приводами не так и много; однако, при более детальном рассмотрении, выявляются характерные особенности приводов и различие физических принципов функционирования. Далее в статье раскрываются аспекты отличия приводов по следующим пунктам:
• характеристики двигателей, как электромеханических преобразователей
• характеристики преобразователей электрической энергии
• 4-х квадрантные приводы
• влияние на внешнюю среду
• модернизация приводов постоянного ток

Различия между двигателями постоянного и переменного тока

Механическая характеристика приводов постоянного тока

Механическая характеристика частотно-регулируемых приводов

Обычно используемая независимая вентиляция (прим. в 85 % регулируемых приводов до 250 kW) гарантирует хороший отвод тепла от ротора двигателя постоянного тока во всем диапазоне скоростей.

Обычно используемая самовентиляция (прим. в 90 % регулируемых приводов до 250 kW) в стандартных асинхронных двигателях не является эффективной во всем диапазоне скоростей. На низких скоростях отвод тепла фактически не возможен.

Типичные применения, требующие обеспечение постоянного момента в широком диапазоне скоростей: волочильные станы, поршневые компрессоры, подъемные механизмы, канатные дороги, экструдеры, ...

Типичные применения с пониженным моментом на низкой скорости, соответствующие характеристике на рис. 4: насосы, вентиляторы, и др. с квадратичной зависимостью нагрузки от скорости ...

Характеристики отношения мощности и скорости в режиме S1 двигателей постоянного и переменного тока:

1. В отличии от стандартного асинхронного двигателя с фиксированной базовой (номинальной) частотой вращения (синхронные скорости 3000/1500/1000/... об/мин на 50 Гц), двигатель постоянного тока может быть спроектирован с базовой частотой вращения в диапазоне примерно от 300 до 4000 об/мин для каждой рабочей точки.
2. В зависимости от типоразмера двигатели постоянного тока (как скомпенсированные, так и не скомпенсированные) могут иметь область работы с ослаблением поля 1 : 3 или 1 : 5 .
3. Ограничение мощности связано с максимальным моментом асинхронного двигателя, уменьшающимся обратно квадрату скорости (1/n2).
4. Ограничение мощности связано с уменьшением коммутационной способности коллекторного двигателя постоянного тока.

Сравнение рабочих характеристик двигателей показывает, что двигатель постоянного тока выгоднее асинхронного при продолжительной работе на низких скоростях и для широкого диапазона скоростей при постоянной мощности. Перегрузочная способность в кратковременном режиме зависит не только от параметров двигателя, но в большой степени от характеристик преобразователя частоты / тиристорного преобразователя.
Чем шире диапазон скоростей, в котором двигатель может выдать максимальную мощность, тем он лучше может быть адаптирован к процессам, требующим обеспечения постоянного момента во всем диапазоне скоростей.
Типичное применение: намоточные устройства.

• Типоразмеры, моменты инерции и время разгона:
Основные технические различия двигателей постоянного и переменного тока, методы формирования магнитного потока и рассеивание потерь мощности также обуславливают различные размеры (высоту оси вращения вала H) и момент инерции ротора (Jrotor), при одном и том же номинальном моменте вращения двигателя.
Двигатели постоянного тока имеют значительно меньшую высоту оси вращения H и массу ротора, чем асинхронные двигатели, и следовательно обладают более низким моментом инерции ротора Jrotor, что является существенным преимуществом в высокодинамичных применениях, таких как испытательные стенды, летучие ножницы, и реверсивные приводы, так как это влияет на время разгона и динамический отклик двигателя в 4-х квадрантных приложениях (в двигательных и тормозных режимах).

• Широкий диапазон скоростей при постоянной мощности (работа с ослаблением поля или диапазон регулировки возбуждения):
Для специализированных приводных приложений, как привод намотчика и размотчика, испытательный стенд, лебедка и т.д., требуется очень широкий диапазон скоростей при постоянной мощности. В этом случае, традиционный режим работы с ослаблением поля двигателя постоянного тока с независимым возбуждением является особенно экономически эффективным. Это означает: широкий диапазон скоростей, при котором двигатель может выдавать максимальную мощность (длина горизонтальной линии характеристики на рис.5 от nG до n1), требуется меньший запас по мощности двигателя Pmax(motor) / Pmax(load).

• Обслуживание двигателя:
В настоящее время, в зависимости от сложности приложения, ресурс щеток двигателя постоянного тока составляет, примерно, 7000 ... 12000 часов, благодаря современному коллекторному узлу, углеродистым щеткам и оптимизированному полю возбуждения. В зависимости от механических условий эксплуатации, интервал замены смазки в двигателях постоянного/переменного тока может быть соизмерим, а зачастую и меньше, чем ресурс щеток коллекторного двигателя.

Степень защиты двигателя:
Исторически сложилось так, что начиная с 20-х годов, двигатели постоянного тока разрабатывались в основном для регулируемых приводов, что обусловило применение в них внутренней форсированной независимой вентиляции (прим. в 85 % двигателей до 250 kW). Стандартные асинхронные двигатели активно начали применяться в 70-х/80-х годах и в большинстве своем (прим. 90 % до 250 kW) производились с поверхностной самовентиляцией, так как частотно-регулируемые приводы тогда не были широко распространены. Фактически все асинхронные двигатели мощностью, прим. до 1400 kW имеют степень защиты IP 54, как стандарт, благодаря их простой и прочной конструкции. Для эксплуатации в зонах с повышенной опасностью, практически исключительно используются взрывозащищенные асинхронные двигатели. Асинхронный двигатель отыграл для себя ведущую позицию и доказал свою эффективность в тех секторах промышленности, которые характеризуются агрессивными условиями окружающей среды, высокой степенью загрязненности и запыленности.

• Масса и место для установки двигателя:
Более низкие масса и габариты двигателей постоянного тока (стандартная степень защиты IP 23) по сравнению с асинхронными двигателями (стандартная степень защиты IP 54) особенно важны для приложений, где двигатель должен перемещаться вместе с грузом (напр., для крупных подъемных, мостовых кранов), или в системах, где важно компактное размещение (буровые установки, подъемники для горнолыжных трасс, морские применения, печатные машины, и т.д.).

Различия между тиристорными преобразователями постоянного тока и преобразователями частоты

• Коммутация и преобразование электрической энергии:

Структурная схема 1-квадрантного привода постоянного тока

Переход тока от одного тиристора к другому начинается с пускового импульса, и после этого продолжается в линейно взаимосвязанном режиме. Это значит, что напряжение между коммутируемыми фазами сети поляризуется таким образом, что ток вновь открываемого тиристора увеличивается, и запирает предшествующий тиристор, снижая его ток до ноля. Коммутация тиристоров производится естественным путем (напряжением сети) при переходе тока через ноль и запирание тиристоров происходит без каких-либо проблем даже при значительной перегрузке. Поэтому тиристоры могут выбираться не по пиковому току, а по среднедействующему номинальному току нагрузки.

Структурная схема преобразователя частоты

Хотя входной выпрямительный мост преобразователя частоты работает подобно приводу постоянного тока, однако выпрямленный им ток должен быть преобразован обратно в 3-х фазный переменный с помощью инвертора. Так как у постоянного тока нет никаких переходов через ноль, то переключающие элементы (IGBT транзисторы) должны прерывать полный ток нагрузки. Когда IGBT транзистор закрывается, ток проходит через обратный диод на противоположный полюс напряжения постоянного тока. Переключение происходит без контроля напряжения, но оно возможно в любое время независимо от формы сетевого напряжения.

Результат:
Коммутация в преобразователях частоты происходит с большой частотой и в выходном напряжении появляется высокочастотная составляющая, и могут возникнуть проблемы с электромагнитной совместимостью.
В преобразователях постоянного тока есть только один контур преобразования энергии (AC → DC). В преобразователях частоты два контура преобразования энергии (AC → DC и DC → AC), т.е. потери мощности удваиваются по сравнению с приводами постоянного тока.
Потери мощности, полученные эмпирическим путем следующие: ППТ - 0.8 % ... 1.5 % от номинальной мощности; ЧРП - 2 % ... 3.5 % от номинальной мощности.
Место, требуемое для размещения шкафа преобразователя мощностью от 100 kW: ППТ - 100 %, ЧРП - 130 % ... 300 %. Это преимущество приводов постоянного тока обуславливает уменьшение размера и стоимости электрошкафа и системы охлаждения.

• Выходные токи преобразователей переменного и постоянного тока; шум двигателя; нагрузка на изоляцию обмоток, электромагнитная совместимость (ЭМС):

ППТ

ЧРП

• Ток двигателя / шум:
Напряжение, подаваемое на двигатель, состоит из сегментов от синусоидального сетевого напряжения. Ток двигателя является постоянным с наложенной переменной составляющей от мостового выпрямителя, поэтому проблем излучения шума в приводе постоянного тока не стоит.

• Ток двигателя / шум:
Излучение шума в частотно-регулируемых приводах сильно зависит от выбранной тактовой частоты в каждом конкретном случае.

• Пульсации момента вращения двигателя:
Пульсирующий момент (foscill = 6 x fline = 300 Гц или 360 Гц), появляющийся в результате пульсаций тока, накладывается на основной момент и по частоте значительно превышает механические резонансные частоты. По этой причине не будет никаких проблем для таких приложений, как намотчики/размотчики и др.

• Относительные гармонические составляющие в моменте вращения двигателя:
Пульсирующий вращающий момент, в результате гармонических составляющих тока и напряжения (отклонение от идеального синуса) по амплитуде и частоте очень зависит от рабочей точки и принципа функционирования преобразователя частоты. Вероятность индуцированных колебаний в приводной системе (двигатель, муфта сцепления, трансмиссия, механические компоненты, и т.д.) соответственно больше.

• Напряжение на двигателе/изоляция обмоток:
Максимальное напряжение, которое подается на клеммы двигателя постоянного тока эквивалентно пиковому значению сетевого напряжения (UN • √2 ).

• Напряжение на двигателе/изоляция обмоток:
Выходной сигнал инвертора с ШИМ на IGBT транзисторах содержит крутые фронты напряжения, которые в случае длинного моторного кабеля (> 10 м) могут привести к 2-кратным пиковым перенапряжениям на двигателе. В результате этого увеличивается воздействие на изоляцию обмоток двигателя, что может привести к её старению и пробою. Эту ситуацию можно исправить, применив двигатель с повышенным классом изоляции, или поставив на выходе преобразователя частоты, дроссель.

• ЭМС:
По упомянутым выше причинам инсталляционные затраты, требуемые для уменьшения электромагнитной эмиссии (для обеспечения требований по ЭМС) являются сравнительно небольшими в приводах постоянного тока.

• ЭМС:
Электромагнитная эмиссия в частотно-регулируемых приводах, особенно связанная с длинным кабелем, может потребовать применение дополнительных мер и оборудования.

• Влияние на напряжение сети:
Линейные токи приводов постоянного тока с 6-пульсным тиристорным мостом будут всегда содержать кроме основной гармоники еще 5-ю, 7-ю, 11-ю и 13-ю гармоники в соответственном процентном отношении: 22 %, 14 %, 9 %, 7.6 %. В случае работы нескольких приводов постоянного тока, подключенных у одному источнику сетевого напряжения, они немного уравновесят друг друга за счет различной фазовой последовательности, и общее искажение сетевого напряжения будет снижено. В преобразователях частоты переключение IGBT транзисторов практически не создает
низкочастотных гармонических искажений, но существенными являются высокочастотные составляющие.

• Реактивная мощность:
Оба типа приводов (ППТ и ЧПП) потребляют реактивную мощность из сети. Её размер не значителен в частотно-регулируемых приводах, а в приводах постоянного тока более значителен и зависит от частоты вращения двигателя. Предпочтение в этом вопросе имеют частотные приводы.

Значения, полученные эмпирическим путем для приводов постоянного тока:
1-кварантные приложения - cos ≈ 0...0.9
4-квадрантные приложения - cos ≈ 0...0.85

Значения, полученные эмпирическим путем для частотно-регулируемых приводов:
1-кварантные приложения (с диодным входным мостом) - cos ≈ 0.99
4-квадрантные приложения (с тиристорным входным мостом и рекуперацией в сеть) - cos ≈ 0.9

Модернизация существующих приводов постоянного тока.

В основном доступно несколько уровней модернизации:
1. Полная замена привода постоянного тока (преобразователя и двигателя) на новый современный привод постоянного тока.
2. Замена только преобразователя, если двигатель в хорошем состоянии.
3. Замена одного из модулей преобразователя на новый.
4. Замена аналоговой управляющей электроники на цифровую без изменения силовой части (рекомендуется только на мощностях более 1 МВт).
5. Полная замена всей приводной системы на частотно-регулируемый привод.

Оценка критериев подхода:
1) Может ли появиться потребность в изменении привода в будущем (изменяться тип или характер нагрузки, условия эксплуатации, и т.д.)?
2) В каком состоянии находятся индивидуальные компоненты системы (надежность, возраст, эксплуатационные затраты)?
3) До принятия решения о замене привода постоянного тока на ЧРП учтите следующие пункты:
• Издержки на прокладку новых кабелей.
• Место для размещения преобразователя частоты.
• Потребуется ли замена коммутационной аппаратуры?
• Возможность и сложность механического монтажа нового двигателя
• Продолжительность всех работ по замене приводов.

Сравнение цен приводных систем постоянного и переменного тока

(преобразователь + двигатель или полный шкаф управления + двигателя)
На основании сегодняшних цен на приводы постоянного и переменного тока, с учетом указанных выше преимуществ и недостатков различных решений, можно руководствоваться следующей оценкой:
1-квадрантные приводы < 40...80 кВт → ЧРП менее дорогие
4-квадрантные приводы < 40...60 кВт
(Преобразователь частоты + тормозной (модуль) резистор); → ППТ менее дорогие
Рекуперативные 4-квадрантные приводы > 15 kW → ППТ менее дорогие

Вывод:

Исходя из выше перечисленного я сделал вывод, что мне предпочтительнее двигатель постоянного тока чем двигатель переменного т.к.

предполагается продолжительная работа на низкой скорости с ослабленным полем возбуждения,

требуется меньшее выделение тепла преобразователем,

предполагаются частые динамичные разгоны и торможения,

требуется широкий диапазон регулирования скоростей при постоянной мощности, требуются компактные размеры и небольшая масса преобразователя и двигателя,

нужно обеспечить высокодинамичные режимы с постоянным моментом вращения, жесткими требованиями по перегрузочной способности в широком диапазоне скоростей.

  1.  Расчет и построение скоростной и нагрузочной диаграммы.

   

tр=1,1сек.

tт=1,1сек.

3.3 Расчет мощности и выбор типа электродвигателя

1.Находим производительность конвейера

Производительность в смену Qсм   т/см

Коэффициент неравномерности поступления груза Кн

Продолжительность смены Тс   Ч

Коэффициент использования трансп во времени Квр

2. Рассчитываем необходимые геометрические параметры конвейера. Длина горизонтальной проекции наклонного участка

Lг1 = L1·cosα = 40·cos15°=38.6м ,

высота подъема груза H = Lг1·sinα = 40·sin 15° = 10 м.

3. Определяем ширину ленты, в качестве поддерживающих элементов рабочей ветви ленты берем трехроликовые желобчатые опоры. Скорость ленты при транспортировании агломерата, согласно рекомендациям, принимаем υ = 3,20 м/с, угол естественного откоса φ = 34°, коэффициент Сн при угле наклона транспортера α = 15° равен 0,95.

B=0,49 м.

Так как полученное значение В совпадает со значением по ГОСТ 20—76 пересчитывать скорость ленты не надо.

4. Определяем массу 1 м ленты по формуле
q
л = (10...15)В
q
л = 15В = 15·0,49 = 7,35 кг/м.

5. Из таблиц принимаем диаметры роликов желобчатых в прямых опор равными 102 мм; расстояния lр берем для рабочей ветви 1,4 м, для холостой 3,0 м. Масса вращающихся частей желобчатой роликовой опоры по таблице равна 12,5 кг, прямой — 10,5 кг. Тогда по формуле
q
p = mp / lp

Массу груза на 1 м ленты находим по формуле
Q = 3,6·q·υ
q = Q
p/3,6υ = 345/3,6·3,2 = 30 кг/м.

6. Проводим тяговый расчет, предварительно разбив трассу конвейера на участки с одинаковым видом сопротивлений. За точку с минимальным натяжением примем точку 1 сбегания ленты с приводного барабана. Обозначив натяжение в этой точке S1 = Sсб (оно нам пока неизвестно) и обходя трассу по ходу ленты, определим сопротивления на участках и величину натяжения в точках. Результаты расчетов лучше свести в таблицу. Часть подобной таблицы представлена ниже.

Расчёт сопротивления по трассе конвейера

Участок

Вид сопротивления

Натяжение в конечной точке участка

Величина натяжения, Н

Примечание

1 — 2

Сосредоточенное сопротивление при огибании поворотного барабана

S1 = Sсб
S
2 = ξS1 = 1,04S1 

2486
2585

при α=90°
ξ=1,04

2 — 3

То же

S3 = ξS2 = 1,06S2 = 1,06·1,04·S1 = 1,1S1

2740

при α=180°
ξ=1,06

3 — 4

То же

S4 = ξS3= 1,04·S3 = 1,04·1,1·S1 = 1,145S1

2846

при α=90°
ξ=1,04

4 — 5

Сопротивление перемещению на горизонтальном участке нерабочей ветви конвейера

S5 = S4 + W4-5 = S4 + g(qл + q"p)L4-5·ω' = 1,145S1 + 9,81(9,75 + 3,5) 100·0,022 = 1,145S1 + 286

3142

ω' = 0,022

Используя систему уравнений и принимая коэффициент трения между лентой и барабаном f = 0,30 (по табл.) и угол обхвата барабана лентой α = 180°, e = е0,3·3,14 = 2,56, вычисляем величину S1.

Подставляя значение S1 в уравнения, выражающие натяжения ленты в точках трассы, определим их значения во всех характерных точках. По полученным данным строим диаграмму растягивающих усилий .
Минимальное натяжение на рабочей ветви тягового элемента будет в точке 8. Используя формулу
S
min = (5...10)(q + qл)gl'p проверяем правильность выбранного расстояния между роликовыми опорами
S
min = 5(30 + 7,35) 9,8·1,4 = 2562 < 2954 Н.

Так как величина Smin меньше S8, то расстояние между роликовыми опорами выбрано правильно и пересчета величин натяжений выполнять не надо.

Расчет сопротивления по трассе конвейера


Рис. Расчетная схема ленточного конвейера:

1...11 — точки трассы; 1 — S1 = 2486 Н; 2 — S2 = 2585 Н; 3 — S3 = 2740 H; 4 — S4 = 2846 H; 5 — S5 = 3142 Н; 6 — S6 = 3228 Н; 7 — S7 = 2789 Н; 8 — S8 = 2954 Н; 9 — S9 = 5244 H; 10 — S10 = 5286 H; 11 — S11 = 6364 H.

7. Зная максимальное усилие Smax = S11, определяем требуемое число прокладок ленты по формуле z=Smaxnл/BK'p, принимая материал прокладок ткань БНКЛ-65 с К'р=65 Н/мм и n=10, z=6364*10/49*650=2. Округляем до z = 3.

8. Диаметр приводного барабана по формуле Dб≥(125...150)z будет Dп.б = 125z = 125*3 = 375 мм. Полученное значение Dп.б округляем по государственному стандарту. Диаметр концевого барабана принимаем равным 400 мм.

9. Сила тяжести натяжного груза,
G
н.г = S7 + S8 - Gб = 2789 + 2954 — 300 = 5443 Н.

10. Тяговое усилие на приводном барабане будет
Р = (S
11 — S1)ξ = (6364 — 2486)1,06 = 4110 Н.
Необходимая мощность электродвигателя привода, считая η=0,9, равна (см. формулу
)
N = 4110*3,2/1000*0,9 = 14,6 кВт.

По каталогу выбираем электродвигатель серии Д32 с P2=17 кВт и nном=1190 oб/мин, nmax =3300об/мин, Jя =0,43.

  1.  Расчет контуров регулирования

Параметры силового электрооборудования.

Активное сопротивление якорной цепи:

Rяц=Rяд+Rдр+Rп.в,      

Где Rяд – собственное сопротивление якорной цепи двигателя;

Rдр – активное сопротивление сглаживающего дросселя;

Rп.в,– сопротивление, учитывающее коммутационные потери в тиристорном преобразователе.

Rп.в=

здесь m – число пульсаций в кривой выходного напряжения;

m=6 – для мостовой схемы.

Rп.в=Ом

Rяц=3*10-3+1,05+0,028=1,081 Ом.

Индуктивность якорной цепи:

Lяц=Lдр+Lя;      

где  Lдр - индуктивность дросселя;

Lдв - индуктивность якоря двигателя;

          Lяц=0,75+0,024=0,77 мГн.

Электромагнитная постоянная времени якорной цепи:

Tя=071с.

Электромагнитная постоянная времени обмотки возбуждения:

Tв=1,3 с. (по условию)

Жесткость естественной характеристики электропривода:

.

Механическая постоянная времени электропривода:

Tм=с.

Максимальный ток якорной цепи двигателя (ток упора):

Iя макс=2,5∙Iн=2,5∙45=112,5 А.

Коэффициенты передачи электропривода.

При этом будем считать, что рабочие области передаточных характеристик линейны, а максимальный сигнал обратной связи равен 10 В.

Коэффициент передачи тиристорного преобразователя:

Kтп=,


где
Uном– максимальное напряжение на выходе тиристорного преобразователя;

UСИФУ - максимальное входное напряжение СИФУ.

Коэффициент передачи обратной связи по скорости:

кос=,

где - скорость холостого хода двигателя (принимаем ее как максимальную).

Uо.с – максимальное напряжение в цепи обратной связи.

кос=,

Коэффициент передачи обратной связи по току якоря:

kот=;

Коэффициент передачи обратной связи по току возбуждения:

kов=;

Коэффициент передачи обратной связи по току ЭДС:

kоэ=;


Универсальная характеристика намагничивания для двигателей постоянного тока:

Iв *,о.е.

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,9

1

Ф *,о.е.

0

0,2

0,36

0,5

0,6

0,72

0,8

0,95

1

Коэффициент передачи магнитной цепи:

Синтез регуляторов. Якорная цепь. Синтез контура тока

Контур тока является внутренним и выполнен с отрицательной обратной связью по току. Настройку контура тока осуществляет регулятор тока. При этом один регулятор тока воздействует на оба вентильных преобразователя.

Регулятор тока якоря на вход получает сигнал задания uзт с выхода регулятора скорости и сигнал обратной связи uдт с выхода датчика тока. На выходе он формирует напряжение управления uу в СИФУ ТП, определяющие угол управления . Параметры регулятора выбираются по соотношениям:

R2·C=Tя;

R1·C=Tи;

Сигнал обратной связи по току снимается с шунта, установленного в главной цепи; датчик тока осуществляет гальваническое разделение цепей управления от главных цепей и усилению по напряжению. Возможно также использования датчика тока на основе трансформаторов тока, установленных на стороне переменного тока ТП, и ключей, изменяющих полярность обратных связей при переключение мостов.

На регулятор возлагаются также другие функции: ограничение скорости нарастания тока di/dt, улучшение динамики тока в зоне прерывистого тока, компенсация влияния ЭДС двигателя на характеристики контура, обеспечение режима стоянки двигателя, управление переключением выпрямительных мостов реверсивного ТП.

Принципиальная схема регулятора тока и его входных цепей

Разомкнутый контур регулирования тока, настроенный на модульный оптимум с учетом неединичной обратной связи имеет передаточную функцию:

;

Где:  - постоянная времени тиристорного преобразователя;

а=2- коэффициент настройки при настройки на модульный оптимум.

Регулятор тока при настройки на модульный оптимум должен быть пропорционально-интегральным. Наличие интегрального канала позволяет получить вертикальный наклон механической характеристики.

Пропорциональный канал позволяет увеличить быстродействие. Передаточная функция регулятора тока имеет вид:

.

Постоянная времени ПИ-регулятора:

Tи=;

        где кот=- коэффициент обратной связи по току.

Tи= с.

Определим пропорциональный коэффициент ПИ-регулятора тока:

крт=.

По определенной передаточной функции для ПИ-регулятора рассчитываются элементы регулятора тока.

Для регулятора тока, реализуемого на операционном усилителе передаточная функция записывается:

;

где: kрт=; Tи=Rвх·Cос.

Усилители должны иметь входное сопротивление Rвх в пределах от 10 до 200кОм. Поэтому сначала выбирается значение емкости в пределах от 0,1 до 1мкФ. Принимаем значение емкости в цепи обратной связи операционного усилителя: Сос=0,5 мкФ.

Значение сопротивления входа ОУ определим из соотношения:

кОм.

Значение сопротивления обратной связи ОУ определим из соотношения:

Синтез контура скорости

Контур регулирования скорости является внешним по отношение к контуру регулирования тока, т.е. система является с подчиненным регулированием координат. Для реализации регулирования скорости принимаем ПИ-регулятор.

В системах подчиненного регулирования выходной сигнал регулятора скорости является сигналом задания тока u зт для регулятора тока. На регулятор скорости и связанные с ним узлы возлагаются дополнительные задачи: ограничение сигнала u зт допустимым значением, которое может зависеть от порока двигателя Ф, ограничение скорости изменения тока di/dt, формирование требуемой жесткости механических характеристик ЭП, прием сигналов задания скорости двигателя  обеспечения изменения с определенным ускорением и др.

В КТЭ предусмотрена возможность использования двух задатчиков скорости: сельсинов командоаппарата UR и ступенчатого задатчика AQ на 3 ступени “вперед” или “назад”. Выходы соединяются вместе и подаются на вход задатчика интенсивности. В каждый момент задает скорость тот задатчик, который выбран (разрешен) внешним сигналом. Имеется вход для общего запрета задания, а конечные ограничения для хода “вперед” или “назад”. При нуле нуль-орган AU выдает сигнал, разрешающий сборку схемы.

Замкнутый контур, настроенный на симметричный оптимум имеет передаточную функцию:

          .

Определим пропорциональный коэффициент ПИ-регулятора тока:

крс=

Постоянная времени ПИ-регулятора:

Tрс=;

Принципиальная схема регулирующей части контура скорости

Так как при настройке контура скорости на СО система астатична по возмущающемуся воздействию, т.е. статическая ошибка равна нулю, но перерегулирование составляет более 43%, поэтому для уменьшения величины перерегулирования на вход системы устанавливаем фильтр с передаточной функцией:

Синтез контура тока возбуждения

Разомкнутый контур регулирования тока, настроенный на модульный оптимум с учетом неединичной обратной связи имеет передаточную функцию:

;

Где:  - постоянная времени тиристорного преобразователя;

а=2- коэффициент настройки при настройки на модульный оптимум.

Пропорциональный канал позволяет увеличить быстродействие. Передаточная функция регулятора тока имеет вид:

.

Постоянная времени ПИ-регулятора:

Tив=;

Tив= с.

Определим пропорциональный коэффициент ПИ-регулятора тока:

кртв=.

По определенной передаточной функции для ПИ-регулятора рассчитываются элементы регулятора тока.

Для регулятора тока, реализуемого на операционном усилителе передаточная функция записывается:

;

где:  kртв=;

Tив=Rвх·Cос.

Принципиальная схема контура тока возбуждения

             Синтез контура ЭДС.

Передаточная функция контура ЭДС имеет вид:

;

где Ти.э. – постоянная времени интегрирования регулятора ЭДС

 

Принципиальная схема контура ЭДС

3.5  Расчет и выбор аппаратуры управления

Выбираю тиристорный преобразователь фирмы Siemens simoreg Ds master GRA70

Заказной номер 25-6D

  1.  Номинальное напряжение питания якоря 3АС 400(+15%/-20%) В
  2.  Номинальный входной ток якоря 50 А
  3.  Номинальное напряжение питания источника питания электроники В

2АС380…460(+15%/-25%) ; ln=1А

(-35% для 1 мин ) или

1 АС190…230(+15%/-25%); ln= 2А

  1.  Номинальное напряжение возбуждения В

2 АС 400 (+15%/-20%)

2 АС 460(+101%)

  1.  Номинальная частота в Гц.

Преобразователи само - настраиваются на частоту напряжения питания в диапазоне от 45 до 65 Гц. (Независимая само - настраивается для якоря и возбуждения)

  1.  Номинальное постоянное напряжение  420 В
  2.  Номинальное постоянное напряжение  60 А
  3.  Перегрузочная способность

Макс 150 % от номинального постоянного тока.

  1.  Номинальная выходная мощность 25
  2.  Потеря мощности при номин. постоянном токе (приблиз.)  240
  3.  Номинальное постоянное напряжение возбуждения В

Макс 325/373

  1.  Номинальный постоянный ток возбуждения 10 А
  2.  Рабочая температура окружающей среды  ˚С

  0…45 при Iном самоохлаждение

  1.  Температура хранения и транспортировки  ˚С -25…+70
  2.  Высота установки над уровнем моря М ≤ 1000м при номинальном постоянном токе.
  3.  Стабильное управления

n = 0,006 % от номинальной скорости двигателя при использовании импульсного датчика и цифрового задания

n= 0,1 % от номинальной скорости двигателя ( при использовании тахогенератора  или аналогового задания)

  1.  Класс защиты окружающей среды

DIN IEC 721-3-3    3К3

  1.  Степень защиты DIN 40050

                                      IEC 144

                                      IP00

  1.  Габариты
  2.  Вес (приблизительный) 14 кг.

Тиристорный преобразователь фирмы Simens simareg Ds master 6RA70

Область применения.

1/2

Приводы постоянного тока зачастую призваны решать задачи экономного использования с преимуществами в отношении надежности, комфортабельного управления и потребительских качеств. Исходя из многих научных и технических соображений приводы постоянного тока все еще имеют применение во многих отраслях промышленности:

экономный режим 4Q; длительная работа при малой скорости вращения;  полный вращательный момент также при малой

скорости вращения;  высокий пусковой момент;  большой диапазон регулирования скорости при постоянной мощности;

небольшая площадь, необходимая для установки;  надежность.

Точная подгонка к любым требованиям.

Тот, кто ищет в приводах постоянного тока оптимальную рентабельность, должны применять приводы SIMOREG DC-MASTER 6RA70 – преобразователи с высочайшей мощностью и интегрированным интеллектом. Они отличаются наи-

высшей степенью безопасности и коэффициента использования – повсеместно и в многочисленных отраслях:

главные приводы для печатных машин;  резинотехническая промышленность и производство пластмасс;  приводы движения и главные приводы в подъемных машинах;  приводы лифтов и канатных подъемников; – применение в бумажной

индустрии;  приводы отрезных механизмов в сталепрокатной индустрии;  приводы прокатных станов;  намоточные приводы;  Силовые машины для испытательных стендов двигателей, турбин или редукторов.

Полное семейство: SIMOREG DC-MASTER 6RA70

Семейство SIMOREG DCMASTER 6RA70 доступно во всех вариантах – для диапазона мощности от 6,3 кВТ до 1900 кВТ, для напряжения якоря и возбуждения, для одно-, двух- и четырехквадрантного режимов. SIMOREG DC-MASTER 6RA70 являются высокодинамичными: их интервал регулирования по току или по вращающему моменту явно ниже 10 мс. Таким образом Вы найдете верный вариант для Вашего применения. Вот наилучшие свойства этих приводов:  высокая степень интеграции в любой автоматизированной среде;  возможность расширения благодаря модульной концепции;  решение задач от стандартных до экстремальных;  избыточные характеристики привода до 12000А благодаря интеллектуальному параллельному решению;  номинальные напряжения от 400 до 830 В;  краткий и простой запуск в эксплуатацию благода-

ря полностью электронному параметрированию всех настроек; единая философия управления; И наконец, приводы

SIMOREG DC-MASTER 6RA70 обладают уникальными особенностями продукции Siemens: TIATotally Integrated Automation (полная встроенная автоматизация). Таким образом Вы получаете прибыль от комплексного взаимодействия с миром Siemens: при проектировании и программировании, при создании совместных баз данных и при всеобщей коммуникации.

Сеть PROFIBUS — это комплексное понятие, она основывается на нескольких стандартах и протоколах. Сеть отвечает требованиям международных стандартов IEC 61158 и EN 50170. Поддержкой, стандартизацией и развитием сетей стандарта PROFIBUS занимается PROFIBUS NETWORK ORGANISATION (PNO).

PROFIBUS объединяет технологические и функциональные особенности последовательной связи полевого уровня. Она позволяет объединять разрозненные устройства автоматизации в единую систему на уровне датчиков и приводов.

PROFIBUS использует обмен данными между ведущим и ведомыми устройствами (протоколы DP и PA) или между несколькими ведущими устройствами (протоколы FDL и FMS). Требования пользователей к получению открытой, независимой от производителя системе связи, базируется на использовании стандартных протоколов PROFIBUS.

Максимальное значение выпрямленного напряжения  

где =1,4 – коэффициент учитывающий 5% повышение напряжения сети и падения напряжения на всех элементах силовой цепи

Угол управления тиристорами:

Амплитудное значение первой выпрямленной гармоники:

где m=6 – число пульсаций выпрямленного напряжения.

Необходимая индуктивность цепи выпрямленного тока:

где  w =314 рад/с – угловая частота питающей сети;

q=0,02 – коэффициент пульсаций;

угловая частота вращения двигателя:

здесь  - частота вращения ротора двигателя

Индуктивность якорной цепи:

где k=0,6 – коэффициент, учитывающий наличие компенсационной обмотки.

Расчетная индуктивность сглаживающего реактора:

.

Выбираю автоматический выключатель серии compact NS 80-H-MA.

3.6 Обоснование и выбор программируемого контроллера

Выбираю контроллер Siemens S7-300.

Блок-схема контроллера.

S7-300 – Это универсальный модульный программируемый контроллер для решения задач автоматического управления низкой и средней степени сложности. Эффективному применению контроллеров способствует наличие широкой гаммы центральных процессоров, модулей ввода-вывода дискретных и аналоговых сигналов, функциональных и коммуникационных модулей, модулей блоков питания и интерфейсных модулей.

3.7 Описание работы контроллера Siemens S7-300  .

Программируемые контроллеры Siemens S7-300 выпускаются в трех вариантах:

  •  Контроллеры Siemens SIMATIC S7-300 стандартного исполнения для эксплуатации в нормальных промышленных условиях.
  •  Контроллеры Siemens SIMATIC S7-300F с встроенными функциями автоматики безопасности для эксплуатации в нормальных промышленных условиях.
  •  Контроллеры Siemens SIPLUS S7-300 для наружной установки и эксплуатации в тяжелых промышленных условиях.

Модульный программируемый контроллер Siemens Simatic S7-300

Siemens SIMATIC S7-300 - это модульный программируемый контроллер универсального назначения.

Модульная конструкция, работа с естественным охлаждением, возможность применения структур распределенного ввода-вывода, удобство обслуживания обеспечивают экономичность применения SIMATIC S7-300 при решении широкого круга задач автоматизации.

Области применения SIMATIC S7-300 охватывают автоматизацию:

  •  Машин специального назначения.
  •  Текстильных машин.
  •  Упаковочных машин.
  •  Систем общего машиностроения.
  •  Производства средств автоматизации.
  •  Производства инструмента.
  •  Электротехнических и электронных производств и т.д.

Несколько типов центральных процессоров различной производительности и широкий спектр модулей различного назначения с множеством встроенных функций позволяют выполнять максимальную адаптацию оборудования к требованиям решаемой задачи. При модернизации и развитии производства контроллер может быть легко дополнен необходимым набором модулей.

SIMATIC S7-300 является универсальным контроллером:

  •  Он является идеальным изделием для работы в промышленных условиях благодаря высокой степени электромагнитной совместимости, высокой стойкости к вибрационным и ударным нагрузкам.
  •  Модульный программируемый контроллер универсального назначения для решения задач автоматизации низкой и средней степени сложности.
  •  Широкий спектр модулей для максимальной адаптации аппаратуры к решению любой задачи.
  •  Высокая гибкость, возможность использования систем распределенного ввода-вывода, мощные коммуникационные возможности.
  •  Удобная конструкция, простота монтажа, работа с естественным охлаждением.
  •  Простота расширения системы в ходе модернизации объекта.
  •  Высокая производительность благодаря наличию большого количества встроенных функций.
  •  Функции программируемого контроллера Siemens SIMATIC S7-300

Программируемые контроллеры Siemens SIMATIC S7-300 поддерживают широкий набор функций, позволяющих в максимальной степени упростить процесс разработки программы, ее отладки, снизить затраты на выполнение монтажных и пуско-наладочных работ, а также на обслуживание контроллера в процессе его эксплуатации:

Быстрое выполнение команд:

  •  Времена выполнения команд около 0.1 мкс позволяет использовать контроллер для решения широкого спектра задач автоматизации в различных областях промышленного производства.
  •  Поддержка математики с плавающей запятой:
  •  Позволяет поддерживать сложные комплексные алгоритмы цифровой обработки информации.

Удобный интерфейс настройки параметров:

  •  Для настройки параметров всех модулей используются простые инструментальные средства с единым интерфейсом пользователя. Это существенно снижает затраты на обучение персонала.

Человеко-машинный интерфейс (HMI):

  •  Функции обслуживания человеко-машинного интерфейса встроены в операционную систему контроллера S7-300. Эти функции позволяют существенно упростить программирование: система или устройство человеко-машинного интерфейса SIMATIC HMI запрашивает необходимые данные у контроллера SIMATIC S7-300, контроллер передает запрашиваемые данные с заданной периодичностью. Все операции по обмену данными выполняются автоматически под управлением операционной системы контроллера. Все задачи выполняются с использованием одинаковых символьных имен и общей базы данных.
  •  Диагностические функции:
  •  Центральные процессоры оснащены интеллектуальной системой диагностирования, обеспечивающей постоянный контроль и регистрацию отказов и специфичных событий (ошибки таймеров, отказы модулей и т.д.). Сообщения об этих событиях накапливаются в кольцевом буфере и снабжаются метками даты и времени, что позволяет производить дальнейшую обработку этой информации.
  •  Парольная защита:
  •  Парольная защита обеспечивает эффективную защиту программ пользователя от несанкционированного доступа, попыток копирования или модификации программы.

Основные характеристики Siemens SIMATIC S7-300

  •  S7-300 имеет модульную конструкцию и позволяет использовать в своем составе широкий спектр модулей самого разнообразного назначения. Все модули работают с естественным охлаждением. В зависимости от типа используемого центрального процессора система локального ввода-вывода программируемого контроллера S7-300 может включать в свой состав до 32 модулей. В этом случае все модули контроллера располагаются в одном базовом блоке и стойках расширения, которых может быть не более 3.
  •  Модули расширения для Siemens SIMATIC S7-300:
  •  Модули центральных процессоров Siemens CPU:
  •  для решения задач различного уровня сложности может использоваться несколько типов центральных процессоров различной производительности, включая модели с встроенными входами-выходами и набором встроенных технологических функций, а также модели с встроенным интерфейсом PROFIBUS DP, PROFIBUS DP/ DRIVE, Industrial Ethernet/ PPROFINET, PtP.
  •  CPU 312 для автоматизации небольших установок  
  •  CPU 314 для решения задач автоматизации, требующих большего объема программ и более высокого быстродействия
  •  CPU 315-2 DP для решения задач автоматизации, требующих использования программ среднего и большого объема, а также систем распределенного ввода-вывода на основе PROFIBUS DP

Принципиальная схема

3.8 Описание работы принципиальной схемы

Выбор типа системы управления электроприводом

Рассмотрим функциональную схему системы управления электроприводом. Система управления электроприводом представляет собой двухконтурную систему автоматического регулирования (САР) скорости. Внутренним контуром системы является контур регулирования тока якоря, внешним и главным контуром – контур регулирования скорости.

Для проектируемого электропривода выбираем однократную систему регулирования скорости. Однократная САР скорости по сравнению с двукратной не обладает астатизмом по возмущающему воздействию (моменту сопротивления), однако для проектируемой системы обеспечение такого астатизма не требуется. Однократная САР скорости обладает лучшими динамическими свойствами по сравнению с двукратной САР. Для контуров регулирования тока якоря и скорости применяется настройка на модульный оптимум. Данную настройку обеспечивают пропорционально-интегральный регулятор тока (РТ) и пропорциональный регулятор скорости (РС). Плавное ускорение и замедление привода обеспечиваются с помощью задатчика интенсивности (ЗИ). Для разгона или торможения привода задатчик интенсивности формирует линейно изменяющийся во времени сигнал задания на скорость.

Сигналы обратных связей поступают в систему регулирования от датчиков тока якоря (ДТ), напряжения якоря (ДН) и скорости (ДС). Датчики состоят из измерительного элемента и устройства согласования. Измерительным элементом для датчика тока якоря является шунт в цепи якоря Rш , для датчика напряжения – делитель напряжения Rд, для датчика скорости – тахогенератор (ТГ). Устройство согласования обеспечивает необходимый коэффициент передачи датчика и гальваническую развязку силовых цепей от

цепей управления. Косвенный датчик ЭДС (ДЭ) вычисляет ЭДС якоря по сигналам датчиков тока и напряжения.

Сигнал ЭДС через звено компенсации (ЗК) подается на вход регулятора тока, что требуется для компенсации отрицательного влияния ЭДС якоря на процессы в контуре тока.

Некомпенсируемая постоянная времениТμ закладывается в фильтрах Ф1 и Ф2. Эти фильтры обеспечивают защиту объекта управления от высокочастотных помех. Величина Тμ , принятая при проектировании системы, определяет быстродействие контура регулирования тока и всей системы в целом.

Управляющим воздействием на объект управления (силовую часть электропривода) является напряжение управления Uy. Напряжение управления подается на вход системы импульсно-фазового управления тиристорного преобразователя, которая регулирует угол управления, т.е. фазу подачи управляющих импульсов на тиристоры.

Нелинейные элементы НЭ1 и НЭ2 предназначены для ограничения координат системы. Элемент НЭ1 ограничивает выходной сигнал регулятора тока, а следовательно, напряжение управления преобразователя и его выходную ЭДС. Элемент НЭ2 ограничивает выходной сигнал регулятора скорости, тем самым ограничивается сигнал задания тока и сам ток якоря.

Для начала работы электропривода ВРШ необходимо включить автоматический выключатель питания якорного тиристорного преобразователя QF1 и автоматический выключатель  QF2 питания блока возбуждения электродвигателя. Система регулирования электроприводом одно зонная, двухконтурная. Внутренний подчиненный контур регулирования - это контур тока якоря, а внешний контур-это контур регулирования напряжения на якоре электродвигателя. Поток возбуждения в процессе регулирования остается неизменным. Сигнал задания на вращение электродвигателя поступает из автоматизированной системы управления на вход задатчика интенсивности. Из задатчика интенсивности сигнал поступает на узел сравнения, где происходит алгебраическое суммирование сигнала с выхода задатчика интенсивности и сигнала отрицательной обратной связи по напряжению на якоре электродвигателя. Результирующий сигнал поступает на вход регулятора напряжения, там он усиливается и поступает на узел сравнения, где происходит алгебраическое суммирование сигналов выхода из регулятора скорости и сигнала отрицательной обратной связи по току якоря электродвигателя. Результирующий сигнал поступает на вход системы импульсно-фазового управления. Там осуществляется фазирование и выработка сигнала управления силовыми тиристорами, которые поступают на управляющие электроды соответствующих тиристоров. В зависимости от момента подачи управляющего импульса на тиристоры меняется величина напряжения на якоре электродвигателя и, соответственно, частота вращения электродвигателя.

3.9 Расчет и выбор кабельной продукции

Проверяем кабель на потерю напряжения

Полученное значение меньше 5%, значит кабель был выбран правильно.

Выбираем кабель для теристорного преобразователя.

Выбираем кабель

ВВГ 4*25

Проверяем кабель на потерю напряжения

Полученное значение меньше 5%, значит кабель был выбран правильно

3.10 Спецификация оборудования.

Обозначение на схеме

Обозначение

Наименование

Кол.

М

Д - 32

Двигатель постоянного тока

1

S7 -300

S7 - 300

Программируемый контроллер

1

LR

РТСТ 410 - 0.101 У3

Токоограничивающий реактор

3

LL

ФРОСЗ - 250/0,5УЗ

Сглаживающий реактор

1

QF

Сompact NS 80-H-MA.

Автоматический выключатель

2

КМ

МК1

Силовые контакты

1

ТП

Simens simareg Ds master 6RA70

Тиристорный преобразователь напряжения

1

3.11Описание мероприятий по технике безопасности при обслуживании и ремонте электропривода.

Безопасность эксплуатации электрооборудования обеспечивается самой конструкцией его (ограждения, блокировки, сигнализация, заземление и т. д.), а также мероприятиями организационного и технического характера, выполняемыми личным составом в процессе обслуживания электрооборудования (приемы безопасной  работы,  различные  защитные средства и т. д).

Изучение устройства электрооборудования и правил его эксплуатации должно быть основой подготовки личного состава. При осмотре и обслуживании электрооборудования следует проверить, нет ли неисправностей, создающих опасность поражения личного состава электрическим током.

Места, где возможно прикосновение к токоведущим частям, должны быть ограждены и снабжены плакатами «Не трогать! Жизнеопасно!».

Защитные ограждения токоведущих частей электрооборудования должны соответствовать своему назначению и иметь достаточную механическую прочность. Все соединения выводных концов электрических машин и подключения кабелей должны быть постоянно ограждены специальными кожухами, исключающими возможность   прикосновения к токоведущим частям.

Металлические части электрооборудования, которые не находятся под напряжением, но могут оказаться под ним при повреждении изоляции, должны быть надежно заземлены. Особое внимание необходимо обращать на состояние заземления электрооборудования, установленного на амортизаторах.

Для облегчения обслуживания и возможности быстрого и безошибочного ориентирования кабели и провода электрических трасс должны иметь четкую маркировку. Освещение щитов, пультов и контрольно-измерительных приборов должно быть равномерным и не вызывать слепящего действия.

При осмотрах и обслуживании электрооборудования запрещается:

  •  загромождать проходы вблизи электрооборудования;
  •  включать электрооборудование при неисправностях, а также при его Rизол ниже допустимых норм;
  •  использовать контрольные лампы в цепях с напряжением выше 220 В;
  •  производить измерения токоизмерительными клещами на шинах распределительных устройств;
  •  использовать электрооборудование с превышением мощности и времени перегрузки, указанных в формулярах и инструкциях;
  •  подавать питание для переносного электрооборудования от контактных соединений и частей электрооборудования, не предназначенных для этих целей (ножей рубильников, губок предохранителей и т. п.);
  •  подвешивать, а также держать переносные светильники и инструмент за провод;
  •  применять автотрансформаторы и сопротивления для понижения напряжения при питании переносного электрооборудования;
  •  пользоваться неисправным инструментом и приспособлениями;
  •  заменять приборы (амперметры и т. п.), требующие разрыва первичной цепи без снятия напряжения;
  •  использовать для промывки электрооборудования растворители и моющие средства, не предусмотренные нормами снабжения кораблей;
  •  самостоятельно изменять заводские электрические схемы и установки регулировочных устройств.

Все работы по осмотру и ремонту электрооборудования в обычных условиях должны проводиться при снятом напряжении. Работы под напряжением допускаются только в аварийных случаях с обязательным соблюдением мероприятий, обеспечивающих безопасность их выполнения.

Проводить работы на не отключенном электрооборудовании, установленном в сырых, взрыво- и пожароопасных помещениях, запрещается.Пуск машин с неисправной пускозащитной аппаратурой запрещается.

При обслуживании работающих электрических машин запрещается:

  •  снимать кожухи, ограждения;
  •  заменять щетки;
  •  пересоединять обмотки;
  •  протирать коллекторы и другие части электроустановки, находящиеся под напряжением, бензином и
    другими легковоспламеняющимися жидкостями;
  •  проводить в помещении, где работают машины, какие-либо работы, вызывающие пылеобразование, разбрызгивание жидкости и разбрасывание (отлетание) металлических частиц.

Запрещается входить за главные распределительные щиты и щиты управления лицам, не допущенным к их обслуживанию.

Все виды защиты должны быть исправны и при действии электрооборудования включены. Запрещается производить принудительное заклинивание и отключение устройств защиты.

Совместное хранение, а также совместные зарядки щелочных и кислотных аккумуляторов запрещаются.

При обслуживании кабелей и сетей освещения запрещается;

  •  хранить на кабельных трассах посторонние предметы;
  •  использовать светильники без колпаков и сеток;
  •  сращивать кабели, проложенные в трубах.

Меры безопасности при осмотре и ремонте электрооборудования при снятом напряжении.

Перед работой с электрооборудованием при снятом напряжении необходимо:

  •  снять напряжение с токоведущих частей ремонтируемого электрооборудования, а также с тех неремонтируемых токоведущих частей, которые могут быть доступны случайному прикосновению во время работы;
  •  принять меры против ошибочного включения или само включения напряжения; на органах управления, которыми произведено отключение напряжения, вывесить запрещающие плакаты «Не включать! Работают люди!»; для исключения возможности проворачивания электроприводов насосов, вентиляторов от приводного механизма закрыть соответствующие клапаны или клинкеты и вывесить плакаты «Не трогать! Работают люди!»;
  •  проверить указателем напряжения, нет ли напряжения на ремонтируемом электрооборудовании, предварительно убедившись в его исправности путем подключения к токоведущим частям, заведомо находящимся под напряжением; нет ли напряжения на отключенных участках цепи, что следует проверять между всеми фазами и между каждой фазой и корпусом; делать заключение об отсутствии напряжения по стационарным приборам нельзя; эти приборы должны служить лишь вспомогательным средством проверки отсутствия напряжения;
  •  при наличии конденсаторов в цепях снять с токоведущих частей остаточный заряд неоднократным замыканием на заземленный корпус электрооборудования изолированной перемычкой;
  •  поставить временное ограждение для предохранения, работающего от случайного прикосновения к токоведущим частям, находящимся под напряжением;
  •  предупредить дежурную (вахтенную) службу об отключениях и проводимых работах с электрооборудованием и сделать соответствующую запись в суточный и вахтенный журналы.

После снятия электрооборудования оставшиеся выводные концы кабелей должны быть тщательно изолированы и предохранены от повреждения.

Использование переносного заземления является самой надежной мерой защиты при случайной подаче напряжения. На рукоятках аппаратуры, которой может быть подано напряжение, должны вывешиваться плакаты «Заземлено». Временное переносное заземление должно быть сначала присоединено к корпусу, а затем к токоведущей части. Снятие переносного заземления должно производиться в обратном порядке.

Меры безопасности при осмотре и ремонте электрооборудования, находящегося под напряжением.

При осмотре и ремонте электрооборудования без снятия напряжения необходимо соблюдать следующие требования:

  •  работы поручать только опытному личному составу под непосредственным наблюдением командира электротехнической группы;
  •  работающие должны быть в головных уборах, в комбинезонах с рукавами, застегнутыми у кистей, в диэлектрических галошах или стоять на диэлектрическом коврике;
  •  работу должны проводить два человека, из которых один выполняет работу, а другой контролирует соблюдение электробезопасности;
  •  при работе на токоведущих частях одной фазы (полюса) другие должны быть ограждены изоляционным материалом;
  •  прикасаясь к токоведущим частям, не дотрагиваться в то же время до корпусных конструкций корабля, токоведущих частей других фаз, а также не брать инструмент от лиц, находящихся на неизолированной палубе;
  •  использовать только специальный инструмент с изолированными ручками;
  •  непосредственно выполняющий работу должен находиться так, чтобы токоведущие части были перед ним и только с одной боковой стороны;
  •  работу выполнять осторожно, не допуская короткого замыкания инструментом или металлическими деталями.

Перед включением электрооборудования после ремонта или длительного отсутствия напряжения на нем необходимо убедиться, что на этом электрооборудовании не проводятся работы, и включение его не приведет к поражению личного состава электрическим током.

Порядок организации работ по наряду

  •  Наряд выписывается в двух, а при передаче его по телефону, радио - в трех экземплярах. В последнем случае выдающий наряд выписывает один экземпляр, а работник, принимающий текст в виде телефоне- или радиограммы, факса или электронного письма, заполняет два экземпляра наряда и после обратной проверки указывает на месте подписи выдающего наряд его фамилию и инициалы, подтверждая правильность записи своей подписью.
  •  В тех случаях, когда производитель работ назначается одновременно допускающим, наряд независимо от способа его передачи заполняется в двух экземплярах, один из которых остается у выдающего наряд.
  •  В зависимости от местных условий (расположения диспетчерского пункта) один экземпляр наряда может оставаться у работника, разрешающего подготовку рабочего места (диспетчера).
  •  Число нарядов, выдаваемых на одного ответственного руководителя работ, определяет выдающий наряд.
  •  Допускающему и производителю работ (наблюдающему) может быть выдано сразу несколько нарядов и распоряжений для поочередного допуска и работы по ним.
  •  Выдавать наряд разрешается на срок не более 15 календарных дней со дня начала работы. Наряд может быть продлен 1 раз на срок не более 15 календарных дней со дня продления. При перерывах в работе наряд остается действительным.
  •  Продлевать наряд может работник, выдавший наряд, или другой работник, имеющий право выдачи наряда на работы в данной электроустановке.
  •  Разрешение на продление наряда может быть передано по телефону, радио или с нарочным допускающему, ответственному руководителю или производителю работ, который в этом случае за своей подписью указывает в наряде фамилию и инициалы работника, продлившего наряд.
  •  Наряды, работы по которым полностью закончены, должны храниться в течение 30 суток, после чего они могут быть уничтожены. Если при выполнении работ по нарядам имели место аварии, инциденты или несчастные случаи, то эти наряды следует хранить в архиве организации вместе с материалами расследования.
  •  Учет работ по нарядам ведется в Журнале учета работ по нарядам и распоряжениям (приложение № 5 к настоящим Правилам).

Работы по одному наряду на нескольких рабочих местах,

присоединениях, подстанция

  •  Наряд разрешается выдавать на одно или несколько рабочих мест одного присоединения.
  •  В электроустановках напряжением выше 1000 В, где напряжение снято со всех токоведущих частей, в том числе с вводов ВЛ и КЛ, и заперт вход в соседние электроустановки (сборки и щиты до 1000 В могут оставаться под напряжением), допускается выдавать один наряд для одновременной работы на всех присоединениях.
  •  В электроустановках напряжением до 1000 В при полностью снятом напряжении со всех токоведущих частей допускается выдавать один наряд на выполнение работ на сборных шинах РУ, распределительных щитов, сборок, а также на всех присоединениях этих установок одновременно.
  •  При выводе в ремонт агрегатов (котлов, турбин, генераторов) и отдельных технологических установок (систем золоудаления, сетевых подогревателей, дробильных систем и др.) можно выдавать один наряд для работы на всех (или части) электродвигателях этих агрегатов (установок) и один наряд для работ в РУ на всех (или части) присоединениях, питающих электродвигатели этих агрегатов (установок).
  •  Выдавать один наряд допускается только для работы на электродвигателях одного напряжения и присоединениях одного РУ.
  •  При работе по одному наряду на электродвигателях и их присоединениях в РУ, укомплектованном шкафами КРУ, оформление перевода с одного рабочего места на другое не требуется, разрешается рассредоточение членов бригады по разным рабочим местам. В РУ другого конструктивного исполнения допуск и работа на присоединениях электродвигателей должны проводиться с оформлением перевода с одного рабочего места на другое.
  •  В РУ напряжением 3 - 110 кВ с одиночной системой шин и любым числом секций при выводе в ремонт всей секции полностью разрешается выдавать один наряд для работы на шинах и на всех (или части) присоединениях этой секции. Разрешается рассредоточение членов бригады по разным рабочим местам в пределах этой секции.
  •  Один наряд для одновременного или поочередного выполнения работ на разных рабочих местах одного или нескольких присоединений одной электроустановки допускается выдавать в следующих случаях:
  •  при прокладке и перекладке силовых и контрольных кабелей, испытаниях электрооборудования, проверке устройств защиты, измерений, блокировки, электроавтоматики, телемеханики, связи и др.;
  •  при ремонте коммутационных аппаратов одного присоединения, в том числе когда их приводы находятся в другом помещении;
  •  при ремонте отдельного кабеля в туннеле, коллекторе, колодце, траншее, котловане;
  •  при ремонте кабелей (не более двух), выполняемом в двух котлованах или РУ и находящемся рядом котловане, когда расположение рабочих мест позволяет производителю работ осуществлять надзор за бригадой.
  •  При этом разрешается рассредоточение членов бригады по разным рабочим местам. Оформление в наряде перевода с одного рабочего места на другое не требуется.
  •  При проведении работ согласно пп. 2.2.8, 2.2.9, 2.2.11, 2.2.12 настоящих Правил все рабочие места должны быть подготовлены до допуска бригады на первое рабочее место.
  •  Не допускается подготовка к включению любого из присоединений, в том числе опробование электродвигателей, до полного окончания работ по наряду.
  •  В случае рассредоточения членов бригады по разным рабочим местам допускается пребывание одного или нескольких ее членов, имеющих группу III, отдельно от производителя работ.
  •  Членов бригады, которым предстоит находиться отдельно от производителя работ, последний должен привести на рабочие места и проинструктировать о мерах безопасности труда, которые необходимо соблюдать при выполнении работы.
  •  Допускается выдавать один наряд для поочередного проведения однотипной работы на нескольких подстанциях или нескольких присоединениях одной подстанции. К таким работам относятся: протирка изоляторов; подтяжка контактных соединений; отбор проб и доливка масла; переключение ответвлений обмоток трансформаторов; проверка устройств релейной защиты, электроавтоматики, измерительных приборов; испытание повышенным напряжением от постороннего источника; проверка изоляторов измерительной штангой; отыскание места повреждения КЛ. Срок действия такого наряда 1 сутки.
  •  Допуск на каждую подстанцию и на каждое присоединение оформляется в соответствующей графе наряда (приложение № 4 к настоящим Правилам).
  •  Каждую из подстанций разрешается включать в работу только после полного окончания работы на ней.

Литература:

  1.  Электрическое и электромеханическое оборудование. Методическое пособие по курсовому проектированию/ Составитель Песоцкая А.А. /-Череповец: Череповецкий металлургический колледж, 2000, - с.89
  2.  Электрические аппараты распределительных устройств низкого напряжения: учебное пособие / К.А. Набатов, В.В. Афонин.- Тамбов: Изд-во Тамб. гос. Техн. Ун-та, 2007. – 96 с. – 100 экз. – ISBN 978-58265-0651-6
  3.  Справочник по  электрическим машинам: В 2 т. Т. 2/ С 74 Под. Общ. Ред. И. П. Копылова, Б.К. Колокова. – М.: ISBN 5-283-00531-3 (Т. 2)
  4.  Электро -  оборудование  коксо – химических заводов: Г.М. Колпаков С 305.


КП 140613000026
ПЗ

5

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

6

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

2

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

4

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

7

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

8

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

10

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

11

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

ист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

12

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

3

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

53

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

15

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

19

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

18

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

17

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

13

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

14

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

20

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

46

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

21

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

22

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

23

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

24

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

25

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

26

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

27

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

28

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

29

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

36

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

30

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

31

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

32

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

33

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

34

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

35

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000017 ПЗ

39

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

38

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

42

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

47

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

48

Лист

Дата

КП 140613000026 ПЗ

43

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

49

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

37

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

50

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

51

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

52

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

54

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

59

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

55

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

56

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

57

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

58

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

60

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

41

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

44

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

61

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

16

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

45

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

62

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000017 ПЗ

40

Лист

Дата

Подпись

№ докум.

Лист

Изм.

КП 140613000026 ПЗ

9

Лист

Дата


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

2230. Египетский урок французского абсурда, или Опасные капризы из Гизы 13.95 KB
  Является ли французский драматург-абсурдист Эжен Ионеско, совершенно бессмысленный и беспощадный на первый (неопытный) взгляд, программным автором для тех, кто к ярым театралам и добросовестным филологам себя не причисляет.
2231. Железо-углеродистые сплавы 18.48 KB
  ОСНОВНЫЕ РАВНОВЕСНЫЕ ФАЗЫ И СТРУКТУРНЫЕ СОСТАВЛЯЮЩИЕ ЖЕЛЕЗО-УГЛЕРОДИСТЫХ СПЛАВОВ.
2232. Психология личности 1.13 MB
  Проблема человека в системе современного научного знания. Личность в философии, социологии и психологии. Личность в отечественной психологии. Концепции личности К.К. Платонова. Учение Б.Г. Ананьева о человеке. Направленность в структуре личности.
2233. Религия в древнем Египте 15.77 KB
  Религиозные верования в ранних обществах. Фетишизм - наделение предметов сверхъестественными свойствами. Древнеегипетское общество.
2234. Голография и ее применение 1.04 MB
  Физические принципы голографии. Голографические оптические элементы. Голографические запоминающие устройства. Носители информации для голографических запоминающих устройств. Голографические запоминающие устройства двоичной информации.
2235. Деньги, их сущность и функции 15.92 KB
  Деньги - всеобщий эквивалент, всеобщее покупательное средство. Главная черта денег-свойство абсолютной ликвидности.
2236. Расчет величин, характеризующих силовой энергетический трансформатор и его режимы работы 302.89 KB
  СИЛОВОЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ТРАНСФОРМАТОР И ОСНОВНЫЕ ИНЖЕНЕРНЫЕ ЗАДАЧИ, РЕШАЕМЫЕ С ПОМОЩЬЮ ЕГО ТЕОРИИ. УСЛОВИЯ И ПРАКТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА РАБОТЫ ТРАНСФОРМАТОРА НА ПОТРЕБИТЕЛЬСКОЙ ПОДСТАНЦИИ. ЗАВИСИМОСТЬ МАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ В СЕРДЕЧНИКЕ ОТ ТОКА ПЕРВИЧНОЙ ОБМОТКИ. СОПРОТИВЛЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРА В РЕЖИМАХ ХОЛОСТОГО ХОДА И КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ.
2237. Исследование теоретико-методологических аспектов позиционирования бренда 768.83 KB
  Проанализировать методы и процесс позиционирования бренда; дать оценку состояния бренда предприятия (на примере ОАО Эдельвейс), разработать рекомендации по управлению позиционированием бренда.
2238. Математическая физика 1.55 MB
  Единичное ступенчатое воздействие. Импульсное воздействие. Гармоническое (синусоидальное) воздействие.