97245

Анализ общего устройства и технических характеристик станка

Дипломная

Производство и промышленные технологии

Токарно-винторезные станки модели 163 одни из самых распространённых на территории бывшего СССР, предназначен для обработки деталей средних и больших размеров, в условиях единичного и мелкосерийного производства. На станке можно производить наружное и внутреннее точение, включая точение конусов, растачивание, сверление и нарезание резьб...

Русский

2015-10-15

3.13 MB

0 чел.

1 Анализ общего устройства и технических характеристик станка.1.1 назначение станка.

Токарно-винторезные станки модели 163 одни из самых распространённых на территории бывшего СССР, предназначен для обработки деталей средних и больших размеров, в условиях единичного и мелкосерийного производства. На станке можно производить наружное и внутреннее точение, включая точение конусов, растачивание, сверление и нарезание резьб (метрической, модульной, дюймовой и питчевой).

Технические характеристики и жесткость конструкция станины, каретки, шпинделя станка позволяют полностью использовать возможности работы на высоких скоростях резания с применением резцов из быстрорежущей стали или оснащенных пластинами из твердых сплавов при обработке деталей из черных и цветных металлов.

Суппорт станка имеет механическое перемещение верхней части, позволяющее производить точение длинных конусов. Точение коротких конусов также осуществляется движением верхней части суппорта.

Изменение величин подач и настройка на шаг нарезаемой резьбы осуществляются переключением зубчатых колес коробки подач и настройкой гитары сменных шестерен.

Суппорт имеет быстрое перемещение в продольном и поперечном направлениях, которое осуществляется от индивидуального электродвигателя.

Обозначение токарно-винторезного станка 163

Буквенно-цифирный индекс токарно-винторезного станка 163 обозначает следующее: цифра 1 - это токарный станок; цифра 6 – обозначает токарно-винторезный станок, цифра 3 – максимальный радиус обработки заготовки (315 мм).

1.2.Технические характеристики станка

Технические характеристики токарного станка модели 163.
Наибольший диаметр обрабатываемого изделия над станиной, мм 630
Наибольший диаметр обрабатываемого изделия над суппортом, мм 340
Диаметр прутка, проходящего через отверстие в шпинделе, мм 68
Расстояние между центрами, мм 1400, 2800
Высота центров, мм 315
Наибольшая длина обтачивания, мм 1260, 2520
Пределы чисел оборотов шпинделя в минуту 10-1250
Пределы продольных подач, мм/об 0,1-3,2
Пределы поперечных подач мм/об 0,07 :-: 1,04
Нарезаемые резьбы:
метрическая, шаг в мм 1 :-: 192

дюймовая, число ниток на 1” 24 – ?
модульная, шаг в модулях 0,5п – 48п
питчевой, в диаметральных питчах 96 – 7/8
Мощность главного электродвигателя, квт 14
Габариты станка с РМЦ 1400, мм (длина, ширина и высота) 3530 Х 1520 Х 1290
Вес станка 4050

1.3Общий вид станка.

  1.  Штурвал управления коробкой скоростей (настройка чисел оборотов шпинделя)
  2.  Рукоятка для настройки резьбы на нормальный или увеличенный шаг и для деления при нарезании многих резьб
  3.  Рукоятка управления реверсивным механизмом для нарезания правых и левых резьб
  4.  Рукоятка управления переборами (настройка чисел оборотов шпинделя)
  5.  Рукоятка поворота, фиксации и закрепления резцедержателя
  6.  Рукоятка для включения механического перемещения верхних салазок суппорта
  7.  Рукоятка ручного перемещения верхних салазок суппорта
  8.  Рукоятки управления шпинделями люнета
  9.  Рукоятка закрепления и освобождения пиноли задней бабки
  10.  Маховичок ручного перемещения пиноли задней бабки
  11.  Включатель напряжения
  12.  Переключатель для точения конусов или цилиндров
  13.  Рукоятки включения, выключения и реверсирования вращения шпинделя
  14.  Рукоятка включения, выключения и реверсирования продольных и поперечных перемещений суппорта
  15.  Кнопка включения быстрых перемещений суппорта
  16.  Рукоятка включения и выключения маточной гайки
  17.  Кнопочные станции пуска и остановки главного электродвигателя
  18.  Рукоятка ручного поперечного перемещения суппорта
  19.  Кнопка для включения механической подачи продольных или поперечных салазок суппорта
  20.  Маховичок для ручного продольного перемещения суппорта
  21.  Кнопка включения и выключения реечной шестерни
  22.  Рукоятки включения, выключения и реверсирования вращения шпинделя
  23.  Кнопочные станции пуска и остановки главного электродвигателя
  24.  Рукоятка включения ходового винта или ходового вала
  25.  Рукоятка для настройки требуемого шага резьбы или величины подачи
  26.  Рукоятка для настройки требуемого шага резьбы или величины подачи
  27.  Рукоятка выбора типа резьбы или подачи
  28.  Станина - 16301Б001
  29.  Коробка скоростей (передняя бабка) - 16302001Г
  30.  Задняя бабка - 16303001А
  31.  Суппорт - 16304001А
  32.  Фартук - 16306001Г
  33.  Коробка подач - 16307001А
  34.  Сменяемые шестерни - 16308001А
  35.  Люнет неподвижный - 16310001
  36.  Люнет подвижный - 16311002А
  37.  Охлаждение - 16334001А
  38.  Электрооборудование – 16380001

1.4 Электрическая схема станка 163

Управление главным приводом станка 163

Пуск главного электродвигателя осуществляется нажатием одной из кнопок "Пуск" - 1KУ, 2KУ (расположенных на фартуке я около коробки подач), которая замыкает цепь питания катушек магнитного пускателя КШ и реле времени IPB (4-13). Катушки под влиянием проходящего по ним тока притягивают сердечника якорей и замыкают механически связанные с ними главные контакты и блок-контакты. При этом главные контакт КШ подключает электродвигатель 1Д к сети, а катушки пускателя и реле времен питаются через замкнувшийся блок-контакт КШ (1-5), что исключает дальнейшее нажатие кнопки "Пуск".

Одновременно с катушками пускателя КШ и реле времени IPB через замыкающий блок-контакт IPB (17-23) получит питание реле времени РВ. Если фрикцион не будет переведен в рабочее положение в течений времени, на которое настроено реле РВ, то последнее своими размыкающими контактами РВ (2-4) обесточит катушку магнитного пускателя КШ и реле времени 1РВ с последующим остановок электродвигателя 1Д. При выключении катушки РВ замыкающим контактом (45-V7) подключаются тормозная электромагнитная муфта 5ЭМ и сигнальная лампа 2ЛС. Останов главного двигателя 1Д осуществляется нажатием одной из кнопок "Стоп" - 3КУ, 4КУ, расположенных на каретке и около коробки подач.

Управление электронасосами 2Д осуществляется посредством выключателя-тумблера ВТ-2, расположенного на боковой стенке электрошкафа.

2. Расчет мощности и выбор электродвигателя

Cv, Kv, m,x, y - коэффициенты и показатели степени, зависящие от свойств обрабатываемого материала, резца, вида обработки, определяются по [5];

Выбираем по справочнику коэффициенты и показатели степени:

Сталь жаропрочная 12Х18Н9Т, НВ 141;

Т=30 (мин);

s=1,3 (мм/об);

Cv=350;

x=0,15;

m=0, 20;

y=0,35;

t=3мм;

Vz=

(м/мин);

Усиление резания. Н

Fz=

Fz= (Н)

Где , ,x,y,n − коэффициенты и показатели степени, зависящие от свойств обрабатываемого материала, резца, вида обработки, определяются по [5];

=300

=1

X=1

y=0,75

n=-0,15

Мощность резания, кВт

(кВт)

По найденному значению скорости резания по формуле рассчитывается частота вращения шпинделя, об/мин.

(об/мин).

Где D-диаметр обрабатываемого изделия,D=45 мм

Машинное время (время обработки), мин

, (мин)

Мощность на валу двигателя, работающего в повторно-кратковременном режиме определяется по формуле (кВт):

,  (кВт)

Двигатель выбирается по условию:

Pдв≥Pэкв

Выбираем асинхронный электродвигатель:АИР 160 S4

АИР-обозначение серии: АИР;

160-габариты (высота оси вращения, мм.);

S-установочный размер по длине станины (S,M,L)
или вариант длины сердечника (А, В);

4-число полюсов  4

У2-климатическое исполнение по ГОСТ 15150-69.

Рис. Габаритные размеры электродвигателя АИР160S4

Общие сведения

Общепромышленный унифицированный асинхронный двухполюсный электродвигатель АИР 160S трехфазного типа. Синхронная частота вращения 3000 об/мин.

Конструктивное исполнение и способ монтажа (im2081): Электродвигатель на лапах с подшипниковыми щитами, с фланцем на подшипниковом щите. Один цилиндрический конец вала. Электродвигатель может работать при любом направлении конца вала. Фланец большого диаметра, доступный с обратной стороны, с крепящими отверстиями без резьбы.

Условия эксплуатации электродвигателя АИР 160S-2 в стандартном исполнении:

  •  Температура окружающей среды от минус 40°С до плюс 40°С.
  •  Относительная влажность (при +25°С) - до 98% (в исполнении У1, У2).
  •  Запыленность воздуха: IР44 - не более 10 мг/м3, IР23 - не более 2 мг/м3.
  •  Окружающая среда не взрывоопасная, не содержащая токопроводящей пыли, агрессивных газов и паров в концентрациях, разрушающих металл и изоляцию (кроме электродвигателей химически стойкого исполнения).

Основные характеристики электродвигателя 160S-4

Название параметра

Значение

Примечание

при номинальной нагрузке

скольжение, %

3

 

КПД, %

90

 

cos

0.89

 

Tп/Tном

1.9

отношение пускового момента к номинальному

Tмакс/Tном

2.9

отношение максимального крутящего момента к номинальному

Tмин/Tном

1.8

отношение минимального крутящего момента к номинальному крутящему моменту

Iп/Iном

7

отношение пускового тока к номинальному

Мощность, кВт

15

 

Iстат, А

29

ток статора (Ампер)

Uном, В

220/380В, 380/660В

номинальное напряжение питания (Вольт)

Технические характеристики электродвигателя АИР 160 S4

Электродвигатель

Мощность

Об/мин.*

Ток при 380В, А*

KПД, %*

Kоэф. мощн.*

Iп/ Iн

Мп/Мн

Мmax/Мн

Момент инерции, кгм2*

Масса, кг*

АИР160S4

15 кВт

1450

30

89,0

0,85

7,5

2,2

2,3

0,0600

120

2.2 Выбор редуктора.

Выбираем редуктор

Технические характеристики редуктора 1Ц2У-160

Редуктор

1Ц2У-160

Передаточные числа

8, 10, 12,5, 16, 20, 25, 31,5, 40

Номинальный крутящий момент на тихоходном валу Мт; N*m ньютон-метр

1000

Номинальная радиальная нагрузка на валу, N

Быстроходном

1000

Тихоходном

8000

Масса (вес) редуктора 
Чугунный корпус, кг

95

Алюминиевый корпус, кг

55

Габаритные и присоединительные размеры:

типоразмер редуктора

I6

H

H1

h

A

A1

B

B1

d

Ч*

Ал*

-2

-2

1Ц2У-160

145

345

170

24±4

28

+4

425

140

206

195

24

-3

2.3 Выбор пребразователя частоты.

При работе одного ПЧ с одним двигателем выбор ПЧ может производиться по следующим параметрам:

1.  Паспортная мощность ПЧ [кВт] должна быть больше или равна паспортной мощности двигателя [кВт]. Причем, изготовители ПЧ всегда указывают, что этот критерий распространяется на двигатели с двумя парами полюсов (2p=4 и синхронная скорость вращения соответственно равна 1500 об/мин), работающих на нагрузку с постоянным моментом (транспортер, конвейер), для преобразователей с перегрузочной способностью 150% и, - работающих на центробежные насосы и вентиляторы, для ПЧ с перегрузочной способностью 120%.

2.   Номинальный длительный ток ПЧ должен быть больше (или равен)                    фактического длительного тока, потребляемого двигателем.

В соответствии с приведенными техническими данными двигателя выбираем преобразователь частоты Schneider electric Altivar 312

Частотный преобразователь Schneider electric Altivar 312 модель ATV312 (арт. ATV312HD15N4): конкурентные цены и бесплатные консультации специалистов! В каталоге указано, что рассеиваемая мощность при номинальном токе 492 Вт, выходная мощность - NaN кВт, н

Частотный преобразователь SchneiderelectricAltivar 312 модель ATV312 (арт. ATV312HD15N4) – это современное электронное устройство, реализуемое в интернет-магазине фирмы ЗАО «Единый Сервисный Центр» по привлекательной цене. За счет создания на выходе электрического напряжения заданной частоты изделие обеспечивает плавное регулирование скорости асинхронного электродвигателя.

Основные характеристики оригинального преобразователя частоты:

  •  Максимальный линейный ток при 380 В: 48,2, А;
  •  Максимальный линейный ток при 500 В: 36,8, А;
  •  Мощность: 15, кВт;
  •  Выходная мощность: NaN, кВА;
  •  Ном.ток преобразователя: 33, A;
  •  Страна: Франция.

Наряду с традиционными для такого класса ПЧ функциями устройство имеет следующие отличительные функциональные возможности: квадратичный, векторный и скалярный законы управления; разграничение локального управлением и управления через клеммник; пропуск частотного окна; кривые разгона-торможения имеют S- и U-образный вид. Возможно переключение темпов разгона-торможения, пошаговая работа (JOG), контроль недогрузки и перегрузки.

Малогабаритный прибор оснащен встроенным коммуникационным портом с протоколом Modbus (доступ при помощи разъема RJ45). Соответствует международным стандартам МЭК/EN 61800-5-1, МЭК/EN 61800-3, имеет сертификаты UL, CSA, C-Tick, NOM, ГОСT и разработано в соответствии с директивами по защите окружающей среды (RoHS, WEEE).

Технические характеристики.

Мощность, л.с. 20

Максимальный линейный ток при 380 В, А 48,2

Максимальный линейный ток при 500 В, А 36,8

Выходная мощность, кВА 32

Рассеиваемая мощность при номинальном токе, Вт 492

Номинальный ток преобразователя, A 33

Максимальный переходный ток в течение 60 c, A 97

Максимальный переходный ток в течение 2 c, A 49,5

Рис.Схема внешних подключений

Выводы

В данном разделе выпускной квалификационной работе был выполнен анализ общего устройства и технических характеристик насоса, и по этим данным был выбран асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором АИР160S4, с мощностью 15кВт. Также был выбран преобразователь частоты Schneider electric Altivar 312, с мощностью 15 кВт и редуктор 1Ц2У-160.

3.Расчет и выбор элементов преобразователя частоты.

3.1. Расчет и выбор элементов инвентора.

максимальный ток через ключи инвентора:

Где -номинальная мощность двигателя, Вт(1500Вт);

коэффициент допустимой кратковременной перегрузки по току,необходимыйдля обеспечения динамики электроприемника (выбирается =1,1);

-номинальный  КПД двигателя (88%);

- коэффициентдопустимой мгновенной пульсаций тока;

- линейное напряжение двигателя В, (380В);

Выбираем модуль IGBT от производителя

Потери IGBT в проводящемсостояни:

,

Где 44,12A-максимальная амплитуда тока на входе инвертора ,

D=0,95 максимальная скважность ; cos=cos-коэффициент мощности,

прямое падение напряжение на IGBT в насыщенном состоянии при  и ( типовое значение

Среднее выпрямленное напряжение:

Выбираем модуль IGBT марки MITSUBISHI ELECTRIC CM75DU-24F:

.

Производитель

MITSUBISHI ELECTRIC

Тип транзистора

IGBT

Напряжение коллектор-эмиттер

1.2кВ

Ток коллектора

75А

Монтаж

винтами

3.2 Расчет и выбор элементов выпрямителя.

.

Потери IGBT при коммутации:

где , - продолжительность переходных процессов по цепи коллектора IGBT на открывание   и закрывание    транзистора ( типовое значение=0,4 мкс;  =0,7 мкс); =513В-напряжение на коллекторе  IGBT,(коммутируемое напряжение равное напряжению звена постоянного тока для системы АИН-ШИМ), -частота коммутаций ключей, Гц равная 15000 Гц.

Суммарные потери IGBT:

Потери диода в проводящем состоянии:

Где =-максимальная амплитуда тока через обратный тока; -прямое падение напряжения на диоде в проводящем состоянии при , обычно В.

Потери при восстаналении запирающих свойств диода:

Где -амплитуда обратного тока через диод (,А

-продолжительность импульса обратного тока,(типовое значение 0,2 мкс).

Суммарные потери диода:

Результирующие потери IGBT с обратным диодом:

Среднее выпрямленное напряжение:

Максмиальное значение среднего выпрямленного тока:

где n-  количество пар IGBT/FWT в инвертере, n=6.

Максимальный рабочий ток тиристора:

где =1,045-для мостовой трехвазной схемы при оптимальных параметрах Г-образного LC-фильтра,установленного на выходе выпрямителя.

Максимальное обратное напряжение тиристора:

где -коэффициент допустимого превышения напряжения сети;

-коэффициент запаса по напряжения сети;  =150В-запас на коммутационные выбросы напряжения в звене постоянного тока.

По расчетным данным производится выбор выпрямителя от производителя

Выбираем тиристорный выпрямительный модуль фирмы ЗАО «Электрум АВ» М24-63-100

Модули М24– тиристорный трёхфазный выпрямительный мост. Модули выпускаются с рядом максимального выходного среднего тока 63А, с пиковым напряжением 1200 В или.

Рисунок 3.3 Схема модулей М24-63-12

Рисунок 3.4 Габаритный чертёж модулей М24-63-12

Основные электрические параметры и предельно-допустимые параметры модулей при температуре 250С представлены в таблице 3.1.

Таблица 3.2– Основные и предельно-допустимые параметры модулей 12 – класса М24

Предприятие-изготовитель гарантирует соответствие качества модуля всем требованиям настоящего паспорта при соблюдении потребителем условий и правил хранения, монтажа и эксплуатации, а также указаний по применению, указанных в паспорте. Гарантийный срок эксплуатации 2 года с даты приемки, а в случае перепроверки – с даты перепроверки. Вероятность безотказной работы модуля за 25000 часов должна быть не менее 0,95. Гамма-процентный ресурс в условиях и режимах, установленных ТУ должен быть не менее 50000 часов при = 90 %. Гамма-процентный срок службы модулей, при условии суммарной наработки не более гамма процентного ресурса, не менее 10 лет, при = 90 %.   

3.3. Расчет фильтра.

Коэффициент пульсаций на входе фильтра (отношение амплитуды напряжения к среднему значению):

где m -пульсность схемы выпрямления (m=6 для трехфазной мостовой схемы)

Парамеиры сглаживания LC-фильтра:

где S=  - коэффициент сглаживания по первой гармонике,

S=3÷12(выбираем максимальное значение); -частота сети,Гц.

Индуктивность дросселя LC-фильтра для обеспечения коэффициента мощности на входе выпрямителя определяется из следующих условий:


Где  - номинальный средний ток звена постоянного тока.

0,000512Гн ; откуда

Ёмкость конденсатора LС-фильтра находим из условия:

Выбираем дроссель типа Д67:

Основные технические параметры Д67:


Рис. конструкция дросселя.

Рис. Схема электрическая дросселя Д67
Унифицированные низкочастотные дроссели фильтров выпрямителей Д67 предназначены для работы в источниках питания радиоэлектронной аппаратуры различного назначения.Конструктивно дроссель состоит из магнитопровода, катушки, обоймы и устройства крепления.Дроссели изготовляются во всеклиматическом исполнении и для эксплуатации в районах с умеренно-холодным климатом по ГОСТ В 20.39.404-81.
Технические условия: ОЮ0.475.000 ТУ.

Основные технические характеристики дросселей фильтров типа Д:
•Индуктивность при номинальном токе ...... от 0,002 Гн.

•Номинальный ток подмагничивания ...... 32 А;
•Переменная составляющая ...... от 0,1 до 35 В;
•Диапазон частот ...... от 50 до 1000 Гц;
•Минимальная наработка ...... 20000 часов;
•Срок сохраняемости ...... 20 лет;
•Температура окружающей среды ...... -60...+85 °С;
•Габаритные размеры ...... от 34х35х33 до 66х82х89 мм;
• Масса ...... от 50 до 1550 г.

Выбираем конденсатор  производителя Hitachi AIC Inc:

Технические характеристики PH600V122YD096

Производитель Hitachi AIC Inc.

Количество в упаковке: 1 шт.

Вес: 440.000 г

Допуск емкости: ±20%

Коротковременное перенапряжение: 650

Емкость: 1800 мкФ

Эквивалентное последовательное сопротивление: 121 мОм

Максимальный ток пульсаций 7.7 А

Срок службы:: 6000 Ч

Особенности: 3 StoppersBracket

Размер корпуса: ф 64x96

Рабочая температура: -25...85 °C

Номинальное напряжение: 600 В

Серия: PH

Тип монтажа: Выводной

Корпус (размер): ScrewTerminal

Тип: Электролитический алюминиевый

4.4. Расчет снаббера.

Используемая электрическая схема снаббера приведена на рис.

Рис. Схема снаббера

Для выбранной схемы необходимо выбрать конденсатор с хорошим

высокочастотным характеристиками, малой собственной индуктивностью,

высокими допустимыми импульсами токами и малым тангенсом угла потерь.

Определим емкость конденсатора:

Где  -индуктивность проводов между электролитическим конденсатором и IGBT-модулем ;- отключаемый ток.

Выбираем конденсатор МБГЧ-1-1:

Основные технические параметры МБГЧ-1-1 0.25 мкф 1000 в:


МБГЧ-1-1 0.25 мкф 1000 в
Конденсаторы металлобумажные высоковольтные импульсные МБГЧ-1 предназначены для работы в цепях постоянного, переменного и пульсирующего токов. 
Конденсаторы изготовляют в металлических прямоугольных герметизированных корпусах.
Вид приемки:
"1" - ОЖО.462.141 ТУ
"5" - ОЖО.462.049 ТУ

Основные параметры конденсаторов МБГЧ-1:
  • Температура окружающей среды: от -60 oC до +70 oC; 
  • Минимальная наработка на отказ: 10000 часов; 
  • Вибрация с ускорением, крепление за корпус 1..200 Гц..10 г; 
  • Многократные удары с ускорением, крепление за корпус 40 г; 
  • Срок сохраняемости – 12 лет; 
  • Тангенс угла диэлектрических потерь, не более – 0,01; 
  • Сопротивление изоляции 6 кОм. 

Сопротивление резистора определим из следующего выражения :

Где - индуктивность цепей снаббера,которая должна быть 10нГн;

С-емкость конденсатора .

Мощность резистора цепи снаббера:

Где   -напряженность которое не должно превышать 60 В.

Выбираем резистор SQP:

Рис. Габаритный чертеж

Описание

Резисторы серии SQP находят применение в промышленной электронике, в схемах блоков питания и усилителей, при измерениях в качестве испытательной нагрузки, а также в качестве нагревательных элементов (в частности в видеокамерах наружного видеонаблюдения). Резисторы SQP обладают повышенной жаро и огнестойкостью.
Являются аналогами ПЭВ, С5-35, С5-37
Основа - особо чистая керамика Al
2O3
Резистивный элемент - проводник с высоким удельным сопротивлением или металлооксидный стержень
Выводы - луженая медь
Литой цементный корпус

Технические параметры

Тип

sqp

Номин.сопротивление

0.47

Единица измерения

ом

Точность,%

5

Номин.мощность,Вт

10

Макс.рабочее напряжение,В

750

Рабочая температура,С

-55…155

Монтаж

в отв.

Длина корпуса L,мм

48

Ширина (диаметр) корпуса W(D),мм

9.5

Выводы

    В данной главе были рассчитаны и выбраны:

1.IGBT-модуль фирмы MITSUBISHI ELECTRIC CM75DU-24F с напряжением 1200В и током 75 А;

2. Выпрямительный диод фирмы ЗАО «Электрум АВ» М24-63-100 с Uvm=1200 В и Ivm=63А;

3. Дроссель постоянного тока Д67с Iном=32 А и L=0.002 Гн;

4.Электролитический конденсатор В43724 фирмы «EPCOS», с номинальным напряжением 600В и номинальной емкостью 1800мкФ;

5.Конденсатор МБГЧ-1-1 металлобумажные высоковольтные импульсные, с номинальной емкостью 0,25 мкФ;

6.Выбираем резистор типа SQR с номинальным сопротивлением 0.47 Ом, и мощностью 10Вт.

4. выбор питающего кабеля.Выбор пусковой и защитной аппаратуры

4.1 выбор питающего кабеля.

кабель выбирается и по формуле:

где, -номинальная мощность(15кВт);

-линейное напряжение(380В);

-КПД двигателя(0,88);=0,91

Выбирем кабель  ВБШв 3х4 0,66 кВ (ГОСТ-Р):

.

Внешние размеры::

диаметр 14,8 мм

Набор основных жил:

3х4

Удельный вес, кг/км::

400

Напряжение, кВ:

0,66 кВ

Ток,А

35 А

ГОСТ/ТУ:

ГОСТ-Р

Описание и расшифровка кабеля ВБбШв 3х4 0,66 кВ:

В - Изоляция жил из поливинилхлоридного пластиката 

Б - Броня из двух стальных лент

б - Без подушки, которая является вутренней частью защитного покрова, наложенная под броней с целью предохранения находящегося под ней элемента от коррозии и механических повреждений лентами или проволоками брони

Шв - Защитный покров в виде выпрессованного шланга из поливинилхлоридного пластиката 

Элементы конструкции кабеля ВБбШв 3х4 0,66 кВ:

1. Медная токопроводящая жила:

- однопроволочная (класс 1) сечением 4 кв.мм

2. Изоляция из ПВХ пластиката,

маркировка жил:

- цветовая: белая или жёлтая, синяя или зелёная, красная или малиновая,

3.Поясная изоляция из ПВХ лент;

4. Экран из лент полупроводящей бумаги и медных лент;

5. Обмотка из ПВХ лент и лент нетканого полотна;

6. Броня из двух стальных или стальных оцинкованных лент; 

7. Битум;

8. Обмотка из полиэтилентерефталатной плёнки;

9. Шланг из ПВХ пластиката. 

ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ кабеля ВБбШв 3х4 0,66 кВ:

Вид климатического исполнения кабелей УХЛ и Т, категорий размещения 1 и 5 по ГОСТ 15150-69

Диапазон температур эксплуатации

от -50°С до +50°С

Относительная влажность воздуха при температуре до +35°С

до 98%

Прокладка и монтаж кабелей без предварительного подогрева производится

при температуре не ниже

-15°С

Минимальный радиус изгиба при прокладке:

кабелей одножильных

15 наружных диаметров,

кабелей многожильных

7.5 наружных диаметров

Номинальная частота

50 Гц

Испытательное переменное напряжение частотой 50 Гц:

на напряжение 0,66 кВ

3 кВ

на напряжение 1 кВ

3.5 кВ

Длительно допустимая температура нагрева жил кабелей при эксплуатации

+70°С

Максимально допустимая температура нагрева жил при токах короткого замыкания

+160°С

Продолжительность короткого замыкания не должна превышать

4 с

Допустимый нагрев жил кабелей в аварийном режиме

не более +80°С

Продолжительность работы кабелей в аварийном режиме не должна быть более 8 часов в сутки, но

не более 1000 часов за срок службы.

Строительная длина кабелей для сечений основных жил:

1,5 16 мм;

450 м

Гарантийный срок эксплуатации

5 лет с даты ввода кабелей в эксплуатацию

Область применения кабеля ВБбШв 3х4 0,66 кВ:

Силовые кабели предназначены для передачи и распределения электрической энергии в стационарных установках на номинальное переменное напряжение 6,0 кВ частоты 50Гц или на постоянное напряжение в 2,4 раза больше переменного напряжения.

Кабели изготавливаются для эксплуатации в районах с умеренным, холодным и тропическим климатом. Кабели предназначены для эксплуатации на суше, реках и озерах на высотах до 4300 м. над уровнем моря.

Кабель ВБбШв 3х4 0,66 кВ применяются для прокладки:

в земле (траншеях) с низкой, средней или высокой коррозионной активностью, с наличием или отсутствием блуждающих токов, и если в процессе эксплуатации кабели не подвергаются значительным растягивающим усилиям;

в воздухе при наличии опасности механических повреждений в ходе эксплуатации;

для прокладки в сухих или сырых помещениях (туннелях), каналах, кабельных полуэтажах, шахтах, коллекторах, производственных помещениях, частично затапливаемых сооружениях при наличии среды со слабой, средней и высокой коррозионной активностью; 

для прокладки в пожароопасных помещениях;

для прокладки во взрывоопасных зонах класса B-I, B-Iа, B-Iб, B-Iг, В-II, В-IIа. 

Кабели предназначены для наклонных и горизонтальных трасс.Кабели не распространяют горение при одиночной прокладке (нормы МЭК 60332-1). Допустимый нагрев токопроводящих жил в аварийном режиме не должен превышать +80°С и продолжительность работы в аварийном режиме не должна быть более 8 часов в сутки, но не более 1000 часов за срок службы.

Срок службы кабеля ВБбШв - 30 лет.

4.2 Выбор пусковой аппаратуры.

Выбираем магнитный пускатель серии ПМЛ-3000.

Габаритный чертеж.

Основные технические параметры магнитных пускателей серии ПМА

ПМА 3000

Номинальный ток, А

40

Номинальное напряжение катушек управления при постоянном токе, В

220

Номинальное напряжение катушек управления при частоте цепи управления ~50Гц, В

380

Номинальное напряжение катушек управления при частоте цепи управления ~60Гц, В

440

Выпускаются в следующих исполнениях: 
—открытое без теплового реле; 
—открытое с тепловым реле; 
—закрытое без теплового реле; 
—закрытое с тепловым реле. 

Исполнения пускателей по наличию встроенных кнопок управления - без кнопок.

Ток теплового реле пускателя соответствует номинальному току пускателя. 
Напряжение главной цепи пускателей ПМА составляет 380 В, номинальное напряжение по изоляции 660В.

Номинальный ток вспомогательных контактов 6,3А.

Номинальные рабочие напряжения вспомогательных контактов: при переменном токе частоты 50Гц и 60Гц от 24 до 660В,

 при постоянном токе от 24 ло 220В.   

Потребляемая мощность при включении пускателя не более 200 ВА, удержания -25 ВА.

Время включения пускателей 20-30 мс.

Мощность управляемых электродвигателей не более 18,5 кВт.   
Степень защиты соответствует IP00, IP40, IP54.

 Габаритные размеры, мм

Серия

Степень защиты

B

B1

L

L1

H

ПМА 3000

IP00

88

92

102

170

118

ПМА 3000

IP40

182

182

275

315

175

Установочные размеры, мм

серия

Степень защиты

C

D

ПМА-3000

IP00

75

75

ПМА-3000

IP40

100

180

4.3 Выбор теплового реле.

Реле тепловое РТЛ-2055

Технические характеристики:

Реле предназначены для обеспечения защиты электродвигателей от токовых перегрузок недопустимой продолжительности. Они также обеспечивают защиту от не симметрии 
токов в фазах и от выпадения одной из фаз. Выпускаются электротепловые реле с диапазоном тока от 0,1 до 86 А. Реле РТЛ – 2000 могут крепиться непосредственно к пускателям ПМЛ – 3000, 
ПМЛ – 4000 или устанавливаться индивидуально с помощью клеммников КРЛ – 2. Разработаны и выпускаются реле РТЛ и клеммники КРЛ, которые имеют степень защиты IP20 и могут 
устанавливаться на стандартную рейку. Номинальный ток контакторов равен 10 А. Реле РТЛ-2000 ДМ могут крепиться непосредственно к пускателям ПМЛ - 4000 Д. Применяются реле в цепях 
переменного тока напряжением до 660 В, частотой 50 или 60 Гц, в цепях постоянного тока до 440 В.

Выбираем кнопки  "Пуск-стоп" LXB2-EL8425

4.4 Выбор защитной аппаратуры.

Выбор предохранителя.

Выбираем предохранитель  ВП1-1 1А:

Общий вид

Габаритный чертеж

 Основные технические параметры ВП1-1 1А:


Вставка плавкая (предохранитель) ВП1-1 1А предназначена для защиты электрических сетей от перегрузок и токов короткого замыкания.

Технические условия:
- приемка 1; 3 - АГ0.481.303 ТУ
- приемка 5; 7 - ОЮ0.480.003 ТУ

Технические параметры на вставку плавкую ВП1-1 1А:
• Номинальный ток срабатывания .......... 1 А;
• Рабочее напряжение .......... 250 В;
• Электрическая прочность изоляции .......... 900 В;
• Время срабатывания при Inom-2.75 для приемок «1» и «3» .......... не более 1,0 с;
• Время срабатывания при Inom-5.0 для приемок «5» и «7».......... не более 1,0 с;
• Диапазон рабочих температур ......... -60…+100 °C;
• Материал корпуса ......... керамика;
• Габаритные размеры (диаметр, длина) ..........4х15 мм;
• Масса предохранителя ..........0,5 г.

Выбор автоматического выключателя:

электрическая схема

выбираем автоматический выключатель ВА 47 29:

Особенности выключателей ВА 47 29

  •  Конструкция настройки Уставки теплового расцепителя с помощью вкручивания регулировочного винта в металлическое основание позволяет избежать изменение настройки в процессе эксплуатации.
  •  Основные контакты автомат покрыты серебро содержащим материалом, идентичным по своему составу аналогичной продукции производства ABB, SchniderElectric, Legrand.
  •  Оригинальная конструкция контактов ВА 4729 обеспечивает снижение потерь между проводником и зажимами выключателя.
  •  Подвижные контакты внутри выключателя покрыты серебряным покрытием, что увеличивает срок службы и долговечность 
  •  Быстродействующая система расцепления контактов автомата ВА 4729 не позволяет току при КЗ набрать пиковых значений.
  •  Возможность подключения проводников диаметром до 20 мм.
  •  Электрическая износостойкость более 6000 циклов отключения-выключения
  •  Механическая 2000 циклов отключения выключения
  •  Возможность произвольного размещения в пространстве.

Выводы:

    В данной главе были выбраны:

1. Силовой кабель ВБШв 3х4 0,66 кВ с Iном = 35А и Uл = 660А;

2. Магнитный пускатель серии ПМЛ-3000,  с Iном=40А и Uном=380В;

3. Предохранитель  ПР-2, с током 35А и напряжением 500В;

4.Тепловое реле типа РТЛ-2055

5. Автоматический выключатель типа ВА 47 29 с номинальным током 35 А и номинальным рабочим напряжение 380 В;

5. Кнопка "Пуск-стоп" LXB2-EL8425, фирмы «Schneider Electric»

5 РАСЧЕТ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ И МОДЕЛИРОВАНИЕ КОНТУРА СКОРОСТИ

5.1 Расчет структурной схемы динамической модели ПЧ-АД

.

Номинальная скорость вращения двигателя

Номинальный момент двигателя

Электромеханическая постоянная времени двигателя,


где модуль жесткости


Критическое скольжение

Определение электромагнитной постоянной времени двигателя

Определение коэффициента передачи по моменту

где рад/В*с– коэффициент передачи канала

регулирования частоты;

Uвх=10 Ввходное напряжение операционного усилителя;

- коэффициент усиления регулятора момента;

PПчисло пар полюсов;

В*с/рад –коэффициент передачи тахогенератора,

образующего положительную обратную связь.

Структурная схема динамической модели частотно регулируемого асинхронного двигателя имеет вид, изображенный на рисунке 5.

Рисунок 5 Структурная схема динамической модели асинхронного двигателя

5.2 Настройка контура скорости на оптимум по модулю

5.2.1  Синтез регулятора скорости для настройки контура скорости на оптимум по модулю

Передаточная функция разомкнутого контура будет иметь вид

,

    Передаточная функция контура скорости КС, настроенного на оптимум по модулю, имеет вид

    Для определения структуры РС приравняем последние выражения и получим

    Передаточная функция регулятора скорости для настройки контура скорости на оптимум по модулю

    Произведя сокращения получим

    Полученное выражение является передаточной функцией П-регулятора.

Подставив заданные и рассчитанные числовые значения в схему, получим ССДМ КС, настроенного на оптимум по модулю (рис. 5.1)

Рисунок 5.1 Структурная схема динамической модели контура скорости

Рисунок 5.2 Структурная схема динамической модели контура скорости в среде MatLab

5.2.2 Моделирование контура скорости настроенного на оптимум по модулю

    При моделировании КС необходимо получить график ЛЧХ и графики переходной функции КС по задающему воздействию Uз с учетом и без учета ограничения напряжения на операционном усилителе регулятора скорости. По результатам моделирования проводим анализ и сравнительную оценку полученных показателей качества (без учета момента сопротивления) с данными технических требований задания на дипломный проект. При решении задачи используем числовые значения параметров и ССДМ.

    В блоке Step (рис. 5.2) устанавливаем значения задающего воздействия Uз=10 В.     

    Построение переходной характеристики КС по управляющему воздействию осуществляем в режиме имитационного моделирования. По окончании интегрирования в течение 0,5 с получаем переходную характеристику КС по задающему воздействию, изображенную на рисунке 5.3.

Рисунок 5.3 Переходная характеристика КС без нагрузки

$

Полученные в результате моделирования запасы устойчивости по фазе и амплитуде позволяют сделать вывод о том, что КС настроен на ОМ.

Проведем анализ переходной характеристики КС по задающему воздействию

Определяем величину перерегулирования σкс.

Для расчета σкспо рисунку 5.4 находим максимальное отклонение угловой скорости вращения вала и установившееся значение:

ωmax=162.6 рад/с, ωуст=156 рад/с;

Получим перерегулирование


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

486. Охорона праці на виробництві 141 KB
  При виконанні зварювальних робіт на працівників можуть впливати шкідливі і небезпечні виробничі фактори. До шкідливих виробничих факторів належать велика запиленість і загазованість робочої зони, ультрафіолетове, видиме й інфрачервоне випромінювання зварювальної дуги, шум.
487. Особенности национального менеджмента в России 170.5 KB
  Влияние национальных факторов на развитие менеджмента в России. Инфраструктура и характерные черты современного российского менеджмента, сравнительный анализ и сопоставление с Западной моделью. Роль российской культуры в системе современного менеджмента.
488. Организация технологического процесса изготовления детали 159.96 KB
  Расчет размера партии и периодичность запуска-выпуска деталей. Расчет длительности производственного цикла. Планирование участка и построение план-графика работы. Организация технического контроля качества продукции на предприятии.
489. Казарма на 4 подразделения 119.5 KB
  Разработан проект четырех этажной казармы на 4 подразделения в городе Батуми. Теплотехнический расчет ограждающих конструкций. Определение глубины заложения фундамента.
490. Cадово-парковое и ландшафтное строительство 250 KB
  Формирование целостного представления о предприятиях зеленого хозяйства. Знакомство с состоянием рынка труда и производства зеленого материала для озеленения. Изучение ассортимента цветочных, древесных и кустарниковых культур.
491. Экономическое обоснование проекта автоматизации технологического процесса обработки информации 152 KB
  Расчет трудоемкости обработки информации и действительного годового фонда времени. Оценка экономической эффективности проекта и расчет количества оборудования и работников.
492. Поляризация диэлектриков 286.5 KB
  Ионно-релаксационная поляризация. Классификации диэлектриков. Спонтанная (сегнетоэлектрическая), дипольно-релаксационная, миграционная (межслоевая), остаточная (электретная) поляризация.
493. Газоснабжение и горячее водоснабжение жилого 6-и этажного здания 206.5 KB
  Гидравлический расчет подающих трубопроводов. Газоснабжение жилого здания. Гидравлические расчет систем горячего водоснабжения. Анализ циркуляционных трубопроводов.
494. Статистические оценки параметров распределения. Несмещенные, эффективные и состоятельные оценки 157.5 KB
  Несмещенные, эффективные и состоятельные оценки. Числовые характеристики вариационных рядов. Выборочная дисперсия и выборочное среднее квадратическое отклонение. Исправленная выборочная дисперсия. Обычные, начальные и центральные эмпирические моменты.