Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Псковский государственный университет»

Кафедра электропривода и систем автоматизации

Учебное пособие по курсовому проекту по автоматизированному электроприводу и теории электропривода

«Электропривод механизма подъёма крана»

Псков

2013г.

Оглавление

1. Методические указания к выполнению курсового проекта

   1. Цель задачи курсового проекта

   2. Содержание курсовой работы

   3. Оформление пояснительной записки

2. Выбор двигателя и кинематической схемы механизма

   1. Расчёт двигателя по методу рядов

   2. Разработка кинематической схемы механизма

   3. Проверка выбранного двигателя из условия пуска

   4. Предварительная проверка мощности двигателя из условий пуска

3. Разработка силовой схемы и выбор схемы управления

   1. Контроллерное управление электроприводами

   2. Управление электроприводами при помощи магнитных контроллеров

   3. Описание принципиальной электрической схемы

4. Расчёт пусковых сопротивлений и построение механических характеристик

5. Расчёт и построение полной нагрузочной диаграммы электропривода и проверка двигателя на нагрев

   1. Построение нагрузочной диаграммы при подъёме груза

   2. Построение нагрузочной диаграммы при спуске груза

   3. Построение нагрузочной диаграммы при подъёме и спуске крюка

   4. Проверка выбранного двигателя по нагреву

Справочные данные по редукторам для студентов заочного отделения

1. МЕТАДИЧЕСКИЕ УКАЗАНЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА.

1. Цель и задачи курсового проекта

Курсы «теория электропривода» и «Автоматизированный электропривод» являются основными теоретическими курсами для студентов специальности «электропривод и автоматизация промышленных установок» и «Электроснабжение промышленных предприятий и сельского хозяйства». При курсовом проектировании студенты закрепляют теоретические знания, полученные при изучении курса, знакомятся с практическими методами определения статических нагрузок и моментов инерции производственных механизмов, расчётов механический характеристик и пускорегулировочных сопротивлений двигателей, принципиальными схемами управления электроприводами.

Во время работы над курсовым проектом студенты получают практические навыки расчёта переходных процессов аналитически и графоаналитическим методами, построения нагрузочных диаграмм электропривода и выбора мощности двигателей для производственных механизмов. Студенты учатся обосновывать принимаемые решения путём сравнивания вариантов , логических суждений, рассмотрение теоретических положений основного курса, умению кратко и точно пояснить ход решения.

Работа над курсовым проектом позволяет студентам лучше усвоить взаимосвязь электропривода с производственным механизмами, познакомиться с методикой расчёта мощности и выбора типа электрической машины , работой полуавтоматических разомкнутых схем управления и методикой проверочного расчёта по уточнённой нагрузочной диаграмме.

В период проектирования студенты изучают основную и периодическую литературу по основам электропривода и знакомятся со специальной литературой, позволяющей глубже рассматривать вопросы проектирования электропривода заданного механизма.

ЗАДАНИЕ

1. на курсовой проект по курсу «Теория электропривода» для студентов заочного отделения специальности 1205

2. на курсовую работу по курсу «Автоматизированный электропривод» для студентов специальности 0303, 1205

Определить мощность и выбрать по каталогу электродвигатель для механизма подъёма мостового крана, имеющего данные, указания в табл. 1 и 2. После этого составить схему управления электроприводом механизма, рассчитать механические характеристики двигателя и пускорегулировочные сопротивления, построить полную нагрузочную диаграмму и проверить двигатель на нагрев и перегрузочную способность.

Для равномерного распределения сил с учётом трудоёмкости отдельных разделов курсовой работы в течение семестра прилагается образец оглавления пояснительной записки с приблизительным объёмом работы по указанным разделам. На оформление записки отводится 20% бюджета времени.

ЗДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

Таблица №1

Варианты Харак- теристика механизма	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	Обозначения	Единицы
Грузоподъёмность	3	3	5	5	7,5	7,5	10	10	15	15	20	20	30	30	50	50	75	75	100	100	150	150	Gт	Т
Вес крюка	0,2	0,2	0,25	0,25	0,3	0,3	0,3	0,3	0,35	0,35	0,4	0,4	0,6	0,6	0,8	0,8	1	1	1	1	1,3	1,3	Gк	Т
Диаметр барабана	380	380	380	380	430	430	500	500	500	500	600	600	600	600	700	700	700	700	800	800	800	800	Дб	мм
Скорость подъёма	25	25	22	22	20	20	18	18	12	12	10	10	8	8	7	7	6	6	5	5	4	4	V	м/мин
Высота подъёма	16	16	16	16	15	15	15	15	14	14	14	14	12	12	12	12	10	10	10	10	10	10	h	м
КПД передачи при минимальной нагрузке	0,88	0,88	0,88	0,88	0,9	0,9	0,9	0,9	0,91	0,91	0,91	0,91	0,91	0,91	0,92	0,92	0,92	0,92	0,92	0,92	0,93	0,95		-
Среднее ускорение	0,25	0,25	0,25	0,25	0,22	0,22	0,22	0,22	0,2	0,2	0,2	0,2	0,2	0,18	0,18	0,18	0,18	0,18	0,15	0,15	0,15	0,15	а	м/с
Относительная продолжительность включения	37	37	37	37	35	35	35	35	31	31	31	31	27	27	27	27	23	23	23	23	23	23	ПВ	%
Род тока	=		=		=		=		=		=		=		=		=		=		=	
Режим работы	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ
Время стропки груза	5	5	5	5	7	7	7	7	8	8	10	10	10	10	15	15	15	15	20	20	20	20	tс	с
Время подъезда и отъезда	20	20	20	20	20	20	20	20	20	20	25	25	25	25	25	25	25	25	25	25	25	25	tn	c

ЗДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

Таблица №2

Варианты Харак- теристика механизма	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	22	Обозначения	Единицы
Грузоподъёмность	3	3	5	5	7.5	7.5	10	10	15	15	20	20	30	30	50	50	75	75	100	100	150	150	Gт	Т
Вес крюка	0.2	0.2	0.25	0.25	0.3	0.3	0.3	0.3	0.35	0.35	0.4	0.4	0.6	0.6	0.8	0.8	1	1	1	1	1.3	1.3	Gк	Т
Диаметр барабана	380	380	380	380	430	430	500	500	500	500	600	600	600	600	700	700	700	700	800	800	800	800	ДS	мм
Скорость подъёма	35	35	35	35	30	30	27	27	25	25	18	18	14	14	13	13	11	11	9	9	7	7	V	м/мин
Высота подъёма	16	16	16	16	15	15	15	15	14	14	14	14	12	12	12	12	10	10	10	10	10	10	h	м
КПД передачи при минимальной нагрузке	0.88	0.88	0.88	0.88	0.9	0.9	0.9	0.9	0.91	0.91	0.91	0.91	0.91	0.91	0.92	0.92	0.92	0.92	0.92	0.92	0.93	0.93		-
Среднее ускорение	0.5	0.5	0.5	0.5	0.4	0.4	0.4	0.4	0.35	0.35	0.35	0.35	0.35	0.3	0.3	0.3	0.5	0.25	0.25	0.25	0.25	0.25	а	м/с
Относительная продолжительность включения	37	37	37	37	35	35	35	35	31	31	31	31	27	27	27	27	23	23	23	23	23	23	ПВ	%
Род тока		=		=		=		=		=		=		=		=		=		=		=
Режим работы	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ
Время стропки груза	5	5	5	5	7	7	7	7	8	8	10	10	10	10	15	15	15	15	20	20	20	20	tс	с
Время подъезда и отъезда	20	20	20	20	20	20	20	20	20	20	20	25	25	25	25	25	25	25	25	25	25	25	tn	c

ЗДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

Таблица №3

Варианты Харак- теристика механизма	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	Обозначения	Единицы
Грузоподъёмность	2	2	4	4	6	6	8	8	12	12	16	16	22	22	27	27	40	40	60	60	80	Gт	Т
Вес крюка	0,2	0,2	0,25	0,25	0,3	0,3	0,35	0,35	0,4	0,4	0,5	0,5	0,6	0,6	0,8	0,8	0,9	0,9	1	1	1	Gк	Т
Диаметр барабана	300	300	350	350	380	380	400	400	450	450	500	500	550	550	600	600	650	650	700	700	750	ДS	мм
Скорость подъёма	35	35	35	35	30	30	27	27	25	25	20	20	18	18	14	14	12	12	11	11	10	V	м/мин
Высота подъёма	16	16	16	16	15	15	15	15	15	15	15	15	14	14	14	14	14	14	12	12	12	h	м
КПД передачи при минимальной нагрузке	0,85	0,85	0,85	0,85	0,88	0,88	0,88	0,88	0,9	0,9	0,9	0,9	0,91	0,91	0,91	0,91	0,92	0,92	0,92	0,92	0,92		-
Среднее ускорение	0,5	0,5	0,5	0,5	0,4	0,4	0,4	0,4	0,35	0,35	0,35	0,35	0,32	0,32	0,32	0,32	0,28	0,28	0,28	0,28	0,28	а	м/с
Относительная продолжительность включения	37	37	37	37	35	35	35	35	32	32	32	32	32	28	28	28	28	23	23	23	23	ПВ	%
Род тока		=		=		=		=		=		=		=		=		=		=	
Режим работы	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ	Т
Время стропки груза	6	6	6	6	8	8	8	8	10	10	10	10	14	14	14	14	16	16	16	16	16	tс	с
Время подъезда и отъезда	20	20	20	20	22	22	22	22	24	24	24	24	24	26	26	26	26	28	28	28	28	tn	c

ЗДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

Таблица №4

Варианты Харак- теристика механизма	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	Обозначения	Единицы
Грузоподъёмность	2	2	4	4	6	6	8	8	12	12	16	16	22	22	27	27	40	40	60	60	80	Gт	Т
Вес крюка	0,15	0,15	0,2	0,2	0,25	0,25	0,3	0,3	0,35	0,35	0,4	0,4	0,5	0,5	0,6	0,6	0,8	0,8	0,9	0,9	1	Gк	Т
Диаметр барабана	300	300	350	350	380	380	400	400	450	450	500	500	550	550	600	600	650	650	700	700	750	ДS	Мм
Скорость подъёма	25	25	22	22	20	20	18	18	14	14	12	12	12	12	11	11	11	11	10	10	9	V	м/мин
Высота подъёма	18	18	18	18	16	16	16	16	15	15	15	15	14	14	14	14	12	12	12	12	11	h	М
КПД передачи при минимальной нагрузке	0,85	0,85	0,85	0,85	0,87	0,87	0,87	0,87	0,89	0,89	0,89	0,89	0,9	0,9	0,9	0,9	0,91	0,91	0,91	0,91	0,91		-
Среднее ускорение	0,35	0,35	0,35	0,35	0,32	0,32	0,32	0,32	0,3	0,3	0,3	0,3	0,28	0,28	0,28	0,28	0,25	0,25	0,25	0,25	0,23	а	м/с
Относительная продолжительность включения	45	45	45	45	42	42	42	42	38	38	38	38	35	35	35	35	32	32	32	32	29	ПВ	%
Род тока		=		=		=		=		=		=		=		=		=		=	
Режим работы	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ
Время стропки груза	6	6	6	6	8	8	8	8	10	10	10	10	14	14	14	14	16	16	16	16	16	tс	С
Время подъезда и отъезда	18	18	18	18	20	20	20	20	22	22	22	22	24	24	24	24	26	26	26	26	28	tn	C

ЗДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

Таблица №5

Варианты Харак- теристика механизма	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	Обозначения	Единицы
Грузоподъёмность	1	1	3	3	5	5	7	7	9	9	13	13	17	17	21	21	26	26	33	33	42	Gт	Т
Вес крюка	0,015	0,015	0,2	0,2	0,3	0,3	0,3	0,3	0,4	0,4	0,4	0,4	0,45	0,45	0,45	0,45	0,5	0,5	0,5	0,5	0,55	Gк	Т
Диаметр барабана	300	300	350	350	350	350	380	380	380	380	400	400	450	450	480	480	500	500	550	550	600	ДS	мм
Скорость подъёма	40	40	38	38	35	35	35	35	30	30	30	30	28	28	28	25	25	20	20	18	18	V	м/мин
Высота подъёма	20	20	18	18	18	18	15	15	15	15	15	15	14	14	14	14	14	14	13	13	13	h	м
КПД передачи при минимальной нагрузке	0,83	0,83	0,84	0,84	0,84	0,84	0,85	0,85	0,85	0,85	0,87	0,87	0,87	0,87	0,89	0,89	0,89	0,89	0,91	0,91	0,91		-
Среднее ускорение	0,55	0,55	0,55	0,55	0,48	0,48	0,48	0,48	0,45	0,45	0,43	0,43	0,4	0,4	0,4	0,4	0,35	0,35	0,32	0,32	0,3	а	м/с
Относительная продолжительность включения	43	43	43	43	41	41	38	38	38	35	35	34	34	33	33	32	32	31	31	30	30	ПВ	%
Род тока		=		=		=		=		=		=		=		=		=		=	
Режим работы	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ	Т
Время стропки груза	5	5	5	5	6	6	7	7	8	8	8	8	9	9	10	10	11	11	12	12	13	tс	с
Время подъезда и отъезда	16	16	17	17	18	18	19	19	20	20	21	21	22	22	23	23	24	24	25	25	26	tn	c

ЗДАНИЕ НА КУРСОВУЮ РАБОТУ

Таблица №6

Варианты Харак- теристика механизма	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21	Обозначения	Единицы
Грузоподъёмность	1	1	3	3	5	5	7	7	9	9	13	13	17	17	21	21	26	26	33	33	42	Gт	Т
Вес крюка	0,015	0,015	0,2	0,2	0,3	0,3	0,3	0,3	0,4	0,4	0,4	0,4	0,45	0,45	0,45	0,45	0,5	0,5	0,5	0,5	0,55	Gк	Т
Диаметр барабана	300	300	350	350	380	380	400	400	400	400	450	450	450	450	480	480	480	480	520	520	520	ДS	мм
Скорость подъёма	50	50	48	48	45	45	43	43	40	40	40	40	35	35	35	35	30	30	30	25	25	V	м/мин
Высота подъёма	20	20	18	18	18	18	16	16	16	16	14	14	14	14	13	13	13	13	11	11	11	h	м
КПД передачи при минимальной нагрузке	0,83	0,83	0,84	0,84	0,85	0,85	0,85	0,85	0,87	0,87	0,87	0,87	0,89	0,89	0,89	0,89	0,9	0,9	0,9	0,9	0,91		-
Среднее ускорение	0,5	0,5	0,5	0,5	0,48	0,48	0,47	0,47	0,46	0,46	0,45	0,45	0,42	0,42	0,4	0,4	0,35	0,35	0,33	0,33	0,31	а	м/с
Относительная продолжительность включения	42	42	41	41	39	39	38	38	37	37	36	36	35	35	34	34	33	33	32	32	31	ПВ	%
Род тока		=		=		=		=		=		=		=		=		=		=	
Режим работы	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ	Т	ВТ
Время стропки груза	5	5	5	5	6	6	6	6	7	7	8	8	9	9	10	10	11	11	12	12	13	tс	с
Время подъезда и отъезда	16	16	16	16	17	17	18	18	19	19	20	20	21	21	22	22	23	23	24	24	25	tn	c

2. Содержание курсовой работы.

Курсовая работа базируется на лекционных курсах «Теория электропривода» и «Автоматизированный электропривод» и включает в себя все основные этапы проектирования электроприводов средней сложности. При проектировании механизма подъёма крана производится выбор двигателя , выбор основных элементов кинематической схемы, разработка силовой схемы и выбор схемы управления, расчёт пускорегулировочных сопротивлений и построение механических характеристик и окончательная проверка на нагрев двигателя.

При написании пояснительной записки необходимо выполнить на миллиметровой бумаге стандартного формата следующие рисунки:

1. Упрощённая нагрузочная диаграмма.

2. Кинематическая схема.

3. Механические характеристики

4. Полная нагрузочная диаграмма.

5. Силовая схема.

6. Схема управления.

и таблицы:

1. Основные данные по выбору двигателя и редуктора.

2. Основные данные по расчёту уточнённой нагрузочной диаграммы состояния.

3. Состояние схемы при медленном перемещении рукояти контроллера машины.

3. Оформление пояснительной записки.

Пояснительную записку выполняют на стандартных листах размером 210Х297 мм и представляют к защите в сброшюрованном виде . Обложку записки изготовляют из развёрнутого листа чертёжной бумаги, надписи делают тушью или карандашом чертёжным шрифтом. Примерный объём записки 25 – 30 стр.

Записку разбивают на разделы, название которых должно соответствовать их основному содержанию. Все записи делают на одной стороне листа чернилами.

Основные формулы, приведённые в записке, должны быть пронумерованы. Численные расчёты по формулам пишут в отдельной строке. Используемые в формулах условные символы и величины следует пояснить. При многократной повторяемости расчёты оформляют в виде таблиц с численными примерами в тексте. В таблице должна быть предусмотрена строка для размерностей.

Все расчётные точки , по которым строят кривые, отмечают на чертеже, а сами кривые чертят с помощью лекала.

Графики и рисунки выполняют на отдельных листах миллиметровой бумаги размером 210Х297 мм или кратных стандартным форматам. С левой стороны формата следует оставить для брошюровки поле 25 мм, которое входит в основные размеры листа.

Ниже приводятся: оглавление пояснительной записки, объёмы разделов.

1. Расчёт статических усилий и построение упрощённой нагрузочной диаграммы механизма. Обоснование системы электропривода предварительный выбор мощности двигателя - 15%

2. Разработка системы управления электроприводом – 15%.

3. Построение механических характеристик двигателя и расчёт пускорегулировочных сопротивлений – 20%.

4. Расчёт и построение полной нагрузочной диаграммы электропривода и проверка двигателя на нагрев и перегрузочную способность – 30%.

5. Заключение.

6. Литература.

Примечание: на оформление записки отводится 20% бюджета времени.

Для успешного выполнения задания установлены еженедельные консультации, а в учебной библиотеке можно ознакомиться с литературой по выполнению курсовой работы.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Егоров В.Е., Электропривод механизма подъёма крана. Учебное пособите по ТЭП, Псков. 1993.

2. Андреев В.П., Сабинин Ю.А. Основы электропривода. Госэнергоиздат 1963г.

3. Дранников В.Г., Звягин И.Е. Автоматизированный электропривод подъёмно-транспортных машин. М., «Высшая школа», 1973г.

4. Вишневский С.Н. Характеристики двигателей и электропривода. «Энергия», 1967г., 1977г.

5. Чиликин М.Г. Общий курс электропривода. М., «Энергия», 1971г.

6. Краузе. Редукторы.

7. Соколов М.М. Автоматизированный электропривод общепромышленных механизмов. «Энергия», М., 1976г.

8. Капунцов Ю.Д., Елисеев В.А., Ильяшенко Л.А. Электрооборудование и электропривод Промышленных установок. М., «Высшая школа» 1979г.