Разработка электроприводов прессовых машин

Результаты занесем в таблицу 8.2.

Таблица 8.2 Данные для построения переходной характеристики

Продолжение таблицы 8.2

Оценим качества рассчитываемой системы по переходным характеристикам [11]. Время регулирования  - максимальное время по истечении, которого регулируемая величина будет оставаться близкой к установившемуся значению с заданной точностью, в данном случае =2%.

Тогда;  (8.11)

 с (8.12)

Перерегулирование  - максимальное отклонение переходной характеристики от установившегося значения выходной величины, выраженное в процентах.

 (8.13)

где значение первого максимума (), (8.14)

При настройке системы на симметричный оптимум перерегулирование может достигать 43,4%.

Частота колебаний:

Т-период колебаний

 (8.15)

Число колебаний n, которое имеет переходная характеристика h(t) за время регулирования .

Время достижения первого максимума:  сек.

Декремент затухания , равный отношению модулей двух смежных перерегулирований [ 11 ]:

 (8.16)

 (8.17)

По полученным характеристикам качества переходного процесса видно, что рассчитываемая система удовлетворяет заданным требованиям и может быть использована в качестве системы автоматического управления электроприводом экструдера.

9 РАСЧЕТ НЕУПРАВЛЯЕМОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ ДЛЯ ПИТАНИЯ ОБМОТКИ ВОЗБУЖДЕНИЯ

9.1 Выбор и расчет параметров трансформатора

Выбор трансформатора для питания вентильного преобразователя производится по расчетным значениям фазных токов во вторичной  и первичной  обмотках, ЭДС вторичной обмотки  и типовой мощности трансформатора .

Расчетное значение ЭДС вторичной обмотки  трансформатора для питания преобразователя, работающего в режиме непрерывного тока, определяем по формуле:

 (9.1)

где -коэффициент, характеризующий отношение напряжений  в реальном выпрямителе, =0,428;

-коэффициент запаса по напряжению, учитывающий возможное снижение напряжения сети,

-коэффициент запаса по углу открывания вентиля, учитывающий неполное открытие вентилей при максимальном управляющем сигнале,

-коэффициент запаса по напряжению, учитывающий падение напряжения в обмотках трансформатора, в вентилях и за счет перекрытия анодов,

-напряжение на обмотке возбуждения.

 (9.2)

Расчетное действующее значение фазного тока вторичной обмотки трансформатора  определяют по величине выпрямленного тока :

 (9.3)

где –коэффициент, учитывающий отклонение формы тока от прямоугольной (

-коэффициент, характеризующий отношение действующего значения фазного тока вторичной обмотки трансформатора к величине выпрямленного тока;

-значение выпрямленного тока, которое здесь следует принимать равным

 (9.4)

Величина коэффициента зависит от схемы выпрямления на основании данных таблицы 5.2.

Определяем коэффициент трансформации :

 (9.5)

 (9.6)

где  и –число витков первичной и вторичной обмоток соответственно;

-номинальное значение фазного напряжения питающей сети переменного тока.

Расчетное действующее значение фазного тока первичной обмотки трансформатора  определяем по формуле

 (9.7)

 А, (9.8)

где  -коэффициент, характеризующий отношение действующего значения фазного тока первичной обмотки трансформатора к величине выпрямленного тока. Величина коэффициента  зависит от схемы выпрямления и выбирается на основании данных таблицы 5.2.

Определяем расчетное значение мощности трансформатора:

 (9.9)

 ВА (9.10)

где –коэффициент схемы выпрямителя.

Коэффициент  представляет собой отношение типовой мощности трансформатора  к максимальной мощности цепи постоянного тока, которая определяется произведением ЭДС преобразователя в режиме холостого хода  и величины выпрямленного тока . Величина коэффициента  выбирается на основании данных таблицы 5.2.

Выбор трансформатора осуществляется на основании расчетного значения типовой мощности с учетом следующих условий:

 (9.11)

 (9.12)

где –номинальное фазное напряжение вторичной обмотки трансформатора;

-номинальный фазный ток вторичной обмотки трансформатора.

Выбираем трансформатор ТСЗ-160/0,66 [9]

Для выбранного трансформатора известны значения мощности  и напряжения  , определяемые из опыта короткого замыкания. Отметим, что напряжение  ПРИВОДИТСЯ в процентах от номинального значения фазного напряжения питающей сети переменного тока и

9.2 Расчет и выбор диодов

Определим величину выходного напряжения на выходе трехфазного мостового неуправляемого выпрямителя, питающего обмотку возбуждения:

 (9.13)

 В, (9.14)

где –лилейное напряжение обмотки трансформатора;

1,35-коэффициент для трехфазной мостовой схемы выпрямления.

Сопротивление обмотки возбуждения равно 26,8 Ом. Рассчитаем номинальный ток возбуждения:

 (9.15)

где -напряжение обмотки возбуждения;

-сопротивление обмотки возбуждения.

 А, (9.16)

Средний ток, проходящий по диодам:

,А, (9.17)

где -номинальный ток возбуждения

 А, (9.18)

Рассчитаем обратное напряжение диодов:

, (9.19)

 В, (9.20)

По справочнику [9] выбираем диоды марки Д112-1С с параметрами:

 А,

 В

10 ВЫБОР АППАРАТУРЫ ЗАЩИТЫ

Для обеспечения надежной работы электропривода и технологического оборудования в схемах управления предусматривается специальная защитная аппаратура. Во многих случаях целесообразно осуществлять контроль за состоянием, и режимами работы отдельных узлов ЭП, что обеспечивается с помощью средств управления, защиты, сигнализации, измерительных и регистрирующих приборов. В зависимости от назначения их можно разделить на две основные группы: коммутационные аппараты (высоковольтные выключатели, разъединители, контакторы) и защитные аппараты (автоматические выключатели, плавкие предохранители, различные реле и разрядники для защиты от перенапряжений)[12].

Автоматические выключатели имеют тепловой расцепитель и, как правило, электродинамический расцепитель. Автоматы, как правило, снабжаются дугогасящими устройствами в виде фибровых пластин либо дугогасящих камер [12].

Автоматы выбирают по их номинальному току, току уставки расцепителей, определяют по следующим соотношениям:

- ток уставки теплового расцепителя:

 А, (10.1)

 А, (10.2)

- ток установки электродинамического расцепителя:

 А, (10.3)

 А, (10.4)

Исходя из полученных отношений из справочника [9] выбираем автоматический воздушный выключатель серии А3710Б.

Таблица 10.1 Параметры автоматического выключателя А3710Б

Основными элементами предохранителя являются плавкая вставка и дугогасящая среда. Выбор плавкой вставки предохранителей производится по пусковому току, который рассчитывается таким образом, чтобы она не перегорала при пуске двигателя. Исходя из выше сказанного, из справочника [9] выбираем предохранитель типа:

Таблица 10.2 Параметры предохранителя ПП61.

Магнитный пускатель представляет собой комплексное устройство управления, состоящее из одного или нескольких электромагнитных контакторов, тепловых реле и кнопок управления. Контакторы имеют главные

(силовые) контакты и вспомогательные или блок-контакты, предназначенные для организации цепей управления и блокировки [12].

Выбор контакторов и магнитных пускателей осуществляется по номинальному напряжению сети, номинальному напряжению питания катушек контакторов и пускателей, по номинальному коммутируемому току электроприёмника, исходя из этого выбираем по справочнику [9] контактор типа КТ64 и магнитный пускатель ПА400. В данном пускателе для тепловой защиты (т.е. защиту двигателя от перегрева, вызванного перегрузкой по току) применяются тепловые реле серии ТРП (номинальный ток тепловых элементов 1,75 - 500 А; предел регулирования уставок 15%; реле срабатывает в течении 20 мин при токе 1,35 ).

Для защиты ДПТ от обрыва цепи обмотки возбуждения применяется минимально-токовая защита. Осуществляется она с помощью реле минимального тока, которое включается в цепь контролируемой обмотки. Для этого выбираем реле типа РЭВ-830:

Таблица 10.3 Параметры реле РЭВ-830.

11 БЕЗОПАСНОСТЬ И ЭКОЛОГИЧНОСТЬ ПРОЕКТА

11.1 Общая характеристика проектируемого объекта

В данной работе представлен главный привод тянущего устройства, применяемый при производстве пластмассовых труб.

Производство труб напорных из полиэтилена низкого давления, предназначенные для трубопроводов, транспортирующих воду, труб из полиэтилена низкого давления неответственного назначения и труб из полиэтилена для газопроводов располагается в городе Казани на АО «Казаньоргсинтез» на заводе ПНД. Технологическое оборудование этого завода представляет собой 30 экструзионных линий по изготовлению труб различного диаметра. Сама установка располагается в цехе пластмассовых изделий. Метод производства труб - непрерывная шнековая экструзия.

Производственное помещение имеет следующие геометрические размеры: длина - 90м, ширина - 40м, высота - 10м. Стены железобетонные с двойным остеклением. Здание имеет следующие геометрические размеры: длина - 144м, ширина - 132м, высота - 15м.

Состав экструзионной линии по производству труб из полиэтилена приведен в таблице:

Таблица 11.1 Характеристика оборудования

Таблица 11.2 Характеристики полиэтилена и продуктов его разложения

Примечания:  - температура самовоспламенения; ГГ - горючий газ.

11.1.1 Определение категории помещения

Так как в производстве труб используется полиэтилен низкого давления, который относится к разряду горючих и трудногорючих твердых веществ, то помещение, где располагается данное производство можно отнести к категории В1-В4 (т.е. горючие и трудногорючие жидкости, твёрдые горючие и трудногорючие вещества и материалы (в том числе пыли и волокна), вещества и материалы, способные при взаимодействии с водой, кислородом воздуха или друг с другом только гореть) [13].

Определение категории пожарной опасности помещения (В1В4) осуществляется путём сравнения максимального значения удельной временной пожарной нагрузки на любом из участков помещения с величиной удельной пожарной нагрузки, приведённой в таблице 4.

Таблица 11.4 Категории пожарной опасности помещения

Удельная нагрузка q определяется по формуле:

 (11.1)

где Gi-количество i-го материала, МДж/кг; S-площадь размещения пожарной нагрузки, .

 МДж/кг;

Gi=1000 кг;

 МДж/

Удельная пожарная нагрузка данного помещения находится в пределах q=181-М 400 МДж/м , поэтому данное помещение имеет категорию - ВЗ.

Согласно классификации взрывоопасных помещений по ПУЭ помещения цеха пластмассовых изделий относятся к классу П-IIа, как помещения, в которых образуются или хранятся твердые горючие вещества и в которых отсутствует пыль во взвешенном состоянии [14].

В процессе производства отсутствует возможность образования взрывоопасных смесей, не имеются продуктов способных к разложению со взрывом, не возможны аварийные ситуации способные привести к разрушению зданий и сооружений, групповому поражению людей, отрицательному воздействию на окружающую среду. По классификации процессов по санитарным группам в соответствии со СНиП и 1111-92-76 отделение экструзии относятся к группе IIа.

Таблица 11.5 Классификации процесса по санитарным группам

11.2 Шум и вибрация

В проектируемом помещении источником шума являются тянущее устройство, экструдер с червячным прессом, намоточная машина.

По техническому паспорту средний уровень шума для ДПТ с номинальной частотой вращения 900 об/мин и выше соответствует 2 классу. Среднеквадратичное значение вибрационной скорости (по ГОСТ 16.92.1-83) от 1,8мм/с до 2,8мм/с.

Предельно допустимый уровень воздействия шума на рабочих местах не превышает 80 дБ. Это определяется тем, что объём помещения достаточно большой по сравнению с количеством электродвигателей.

При проектировании электропривода учитывается, чтобы шум не превышал допустимых значений. Аэродинамический шум также не превышает допустимых значений. Предельно допустимый уровень вибрации электродвигателей по СН 245-71. не превышает допустимой величины (10,5 мм/с).

Для защиты от шума используют специальные кожухи из тонких алюминиевых или пластмассовых листов, которые непосредственно устанавливаются на электродвигатели главного электропривода тянущего устройства и электропривода экструдера с червячным прессом, намоточную машину, с внутренней стороны которых используются звукопоглощающие материалы [15].

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7