Автоматизированный электропривод машин и аппаратов химических производств (стр. 1 из 3)
фЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Кафедра "Методов и средств измерений и автоматизации"_
Курсовой проект защищен с оценкой
_____________________________
Руководитель
работы
(подпись, должность, и.о. фамилия )
«Автоматизированный электропривод машин и аппаратов химических производств»
ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
К КУРСОВОЙ РАБОТЕ
по дисциплине «Электротехника и электроника»
_________КР 240701.24.000ПЗ________
обозначение документа
Работу выполнил
студентка гр. ____________________
подпись, и.о. фамилия
Руководитель
доцент каф. ______________________
подпись, и.о. фамилия
2008
Задание
Выбрать электродвигатель привода технологического аппарата по исходным данным:
Назначение электродвигателя – для привода с регулированием скорости в широком диапазоне, обеспечивающем хорошие пусковые качества и перегрузочной способностью.
Вид автоматизированного пуска – в функции времени.
По назначению привода определить тип двигателя. Выбор двигателя осуществить по средней мощности нагрузки без проверки его по нагреву. Составить схему автоматизированного пуска двигателя. Описать конструктивные элементы двигателя и пусковой аппаратуры (реле, контакторов, магнитных пускателей, автоматических выключателей)
Таблица 1. Исходные данные
| Мощность, Р1 | Мощность, Р2 | Мощность, Р3 | Мощность, Р4 | Мощность, Р5 |
| 25 кВт | 22 кВт | 15 кВт | 17 кВт | 19 кВт |
| Время , t1 | Время , t2 | Время , t3 | Время , t4 | Время , t5 |
| 10 мин | 30 мин | 50 мин | 30 мин | 40 мин |
Содержание
Введение
1. Выбор рода тока и напряжения двигателя
2. Выбор номинальной скорости двигателя
3. Выбор конструктивного исполнения двигателя
4. Выбор двигателя по мощности
5. Расчёт мощности и выбор электродвигателя для длительного режима работы
6. Устройство и принцип действия двигателя постоянного тока
6.1. Электромагнитная схема
6.2. Получение постоянной э. д. с. якоря
6.3. Конструкция современной машины постоянного тока
7. Обозначение элементов и изображение схемы автоматизированного пуска двигателя
Контакт размыкающий с выдержкой времени при замыкании
8. Автоматизация пуска двигателя в функции времени
9. Электрические реле
10.Заключение
11. Литература
Производительность механизма, качественно выпускаемой им продукции или ход технологического процесса во многом зависят от электродвигателя. Правильный выбор типа двигателя и особенно его номинальной мощности имеют большое народнохозяйственное значение, поскольку определяют первоначальные затраты и стоимость эксплуатационных расходов электропровода.
Отечественная электротехническая промышленность выпускает широкую номенклатуру типов электродвигателей различных диапазонов мощностей, частот вращения, конструктивного использования.
В каталогах приводятся номенклатурные данные о механической мощности двигателя, частоте вращения, напряжении, токе, к.п.д., а так же о кратности (по отношении к номинальному) пускового тока, пускового и максимального моментов асинхронных двигателей. Кроме того, приводится сведения о массогабаритных и установочных размерах электродвигателя, его конструктивном исполнении.
В задачу выбора электродвигателя входит:
-выбор рода тока и номинального напряжения;
- выбор номинальной частоты вращения;
- выбор конструктивного исполнения;
-определения номинальной мощности и выбор соответствующего ей двигателя по каталогу.
В производственных условиях не всегда требуется решать весь комплекс этих вопросов. Часть их бывает задана: род тока, напряжение, частота вращения. Основное значение при этом имеет правильное определение мощности и конструктивного типа двигателя.
Прежде чем решать задачу выбора электродвигателя, необходимо чётко представлять себе работу механизма, для которого его подбирают: Будет ли двигатель с механизмом работать длительно или кратковременно, с постоянной или регулируемой скоростью, будет ли изменяться (и как) момент сопротивления и мощность при работе.
1. Выбор рода тока и напряжения двигателя
В основу этого выбора положены экономические соображения. Электродвигатели имеют высокую стоимость, т.к. являются сложными изделиями, в которых используются ценные электротехнические материалы, рассчитанные на длительный срок службы (20 лет). Поэтому выбор начинают с «примерки» пригодности для привода самых простых и дешёвых двигателей – трёхфазных асинхронных с КЗ - ротором и до самых сложных и дорогих – двигателей постоянного тока.
По назначению выбираем тип двигателя – постоянного тока [1, стр.448]. Выбор рода тока электродвигателя определяют и выбор его номинального напряжения, которое обычно берут равным напряжению источника электропитания цеха, завода, стройплощадки (чаще всего это трёхфазная сеть с основным напряжением 380/220 В). Повышение или понижение напряжения для двигателей с помощью трансформаторов, применение выпрямителей для двигателей постоянного тока приводит к увеличению затрат на электрооборудование.
2. Выбор номинальной скорости двигателя
Высокая скорость электродвигателя позволяет уменьшить его габаритные размеры, массу и стоимость. Для согласования скоростей двигателя и механизма ставят редуктор, что удорожает электропривод. Вопрос о рациональном соотношении двигатель – редуктор решается конструктором при проектировании механизма.
3. Выбор конструктивного исполнения двигателя
Конструктивное исполнение современных серий электродвигателей учитывает три фактора: защиту от воздействия окружающей среды, обеспечение охлаждения и способ монтажа.
По способу защиты от воздействия окружающей среды электродвигатели изготавливают в защищённом, закрытом и взрывонепроницаемом исполнении.
Защищённые от попадания мелких предметов и капель двигатели предназначены для работы в сухих непыльных местах.
Закрытые двигатели устанавливают в помещениях с повышенной влажностью, атмосферой, загрязненной пылью с металлическими включениями, парами масла или
керосина.
Взрывозащищенные двигатели имеют корпус, способный выдерживать взрыв газа внутри машины и исключающий при этом выброс пламени в окружающую среду.
По способу охлаждения различают двигатели с естественным охлаждением, самовентиляцией внутренней или наружной и посторонним продувом (принудительным).
По способу монтажа имеются двигатели с горизонтальным расположением вала и станиной на лапах, с вертикальным расположением вала и фланцем на нижнем щите и т.д. Выбираемый двигатель должен иметь тот же способ установки, крепления и соединения с механизмом, что и заменяемый.
4. Выбор двигателя по мощности
Завершающим этапом является определение номинальной мощности двигателя и выбор по ней в каталоге подходящего двигателя. Однако номинальную мощность просто определить только при длительной работе с постоянной нагрузкой, которую и принимают за номинальную. В подавляющем большинстве случаев момент, мощность и ток двигателя изменяются во времени. Нагрузочные диаграммы двигателей многих механизмов включают периоды работы и пауз. При подобной переменной нагрузки двигатель должен условиям допустимого нагрева, обладать максимальным моментом, достаточным для преодоления возможных кратковременных перегрузок и при пуске с большой нагрузкой иметь избыточный пусковой момент для обеспечения разгона привода.
Максимальный момент, характеризующий перегрузочную способность, а так же пусковой момент определяются электромагнитными свойствами двигателя.
5. Расчёт мощности и выбор электродвигателя для длительного режима работы
Определение номинальной мощности двигателя для работы в длительном режиме с переменной нагрузкой сводится к подсчёту мощности Рс исполнительного механизма, приведённой к валу двигателя (с учётом к.п.д. передач, редукторов и т. д.). По полученной мощности Р в каталогах выбирают двигатель с номинальной мощностью РНОМ>Рс
k=1.1―1.3 , где k - коэффициент запаса.
По [2] выбираем двигатель переменного тока марки 4ПФ132L.
Таблица 2. Справочные данные электродвигателя переменного тока марки
| Номинальная мощность, кВт | 23.6 |
| Напряжение на якоре, В | 440 |
| КПД, % | 83 |
| Частота вращения, об/мин | 1400 |
Электродвигатели постоянного тока часто являются исполнительными звеньями систем автоматического регулирования, а специальные генераторы используются как усилители электрических сигналов управления и как тахогенераторы – датчики частоты вращения.
Наиболее распространены машины общепромышленного применения серии П, выпускаемые как двигатели или как генераторы на мощности 0,15 – 200 кВт, частоты вращения 2870 – 550 об/мин (более мощные – тихоходные), напряжения 110 – 460 В.
При целом ряде преимуществ машины постоянного тока имеют существенный недостаток, связанный с работой так называемого щеточноколлекторного узла. При определённых неблагоприятных условиях щётки могут искрить, что снижает надёжность работы и требует надзора и ухода за машиной.