Министерство образования РФ

СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет: Автоматизация и информационные технологии

Кафедра: Автоматизация производственных процессов

РАСЧЕТ И ВЫБОР ЭЛЕКТРОПРИВОДОВ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ УСТАНОВКИ ПОДАЧИ СЫПУЧИХ МАТЕРИАЛОВ

Пояснительная записка

(АПП.000000.119.ПЗ)

Руководитель:

_____________В. А. Драчев

(подпись)

_____________________________

(оценка, дата)

Выполнил:

Студент группы 23-2

_____________М. С. Неробеев

(подпись)

_____________________________

(дата)

Министерство образования РФ

СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет: Автоматизация и информационные технологии

Учебная дисциплина: Электромеханические системы автоматики

ЗАДАНИЕ

на курсовую работу

Тема: «Расчет и выбор электроприводов производственной установки подачи сыпучих материалов»

Студент: Неробеев М. С. гр. 23-2

Дата выдачи: 8 февраля 2003 г.

Срок выполнения: 16 июня 2003 г.

Руководитель: Драчев В. А.

Задание №9

Составить электрическую принципиальную схему управления производственной установки подачи сыпучих материалов (цемента) на растворо-бетонный узел.

Краткое пояснение производственной установки

Производственная установка состоит из вертикально расположенной питательной ёмкости хранения цемента вместимостью 40 тонн. При открытии запорного шибера, расположенного в нижней горловине, цемент под действием сил гравитации попадает в горизонтальный подающий шнек, который подаёт его в приёмную камеру цементного насоса. Винтовой насос подаёт цемент в напорный трубопровод. Одновременно в трубопровод подаётся сжатый воздух из ресивера компрессора. Воздушно-цементная смесь под действием избыточного давления воздуха перемещается по трубопроводу и попадает в осадительную камеру циклона. Из циклона осевший цемент по вертикальному трубопроводу попадает в приёмный бункер, из которого производится отбор через весовые дозаторы на технологический процесс приготовления раствора или бетона.

Состав силовой части электропривода:

M1 – электропривод горизонтального шнека подачи цемента, асинхронный, 3-х фазный, с короткозамкнутым ротором, нереверсивный, односкоростной (22 кВт);

M2 – электропривод запорного шибера, асинхронный, 3-х фазный, с короткозамкнутым ротором, реверсивный, односкоростной (1,1 кВт);

M3 – электропривод винтового цементного насоса, асинхронный, 3-х фазный, с фазным ротором, нереверсивный, одна ступень разгона включением пусковых сопротивлений в цепи ротора; управление разгоном в функции времени (время работы на первой ступени 3 секунды, 55 кВт).

Функциональные возможности схемы управления:

1) дистанционный пуск и останов всех приводов;

2) возможность включения приводов только при наличии давления воздуха в приёмной камере насоса не менее 0,5 МПа и автоматический останов приводов в процессе работы с целью предотвращения осадки цемента в трубопроводе;

3) подача светового предупредительного сигнала при наполнении приёмного бункера на 75% номинальной вместимости приёмного бункера;

4) автоматический останов электроприводов при наполнении приёмного бункера на 100% номинальной вместимости, если до этого момента не был осуществлён ручной дистанционный останов электроприводов оператором;

5) невозможность включения электропривода шнека при отключенном винтовом насосе, невозможность включения электропривода запорного шибера при отключенном электроприводе шнека;

6) управление электроприводом шибера в функции "пути" (ограничение хода при открытии и закрытии конечными выключателями);

7) наличие звуковой сигнализации периодического действия при перезагрузке (уставка защитного аппарата равна 1,25 Р_ном) насоса и шнека – контроль по току статору электродвигателя, при действии нагрузки более 5 секунд; интервалы чередования паузы и сигнала – 1,5 секунды;

8) защита электроприводов от перегрузки и токов короткого замыкания;

9) необходимая электрическая защита схемы управления.

Рисунок 1 – Нагрузочная диаграмма электропривода

Рисунок 2 – Функциональная схема управления гильотинными ножницами

Руководитель:

______________________________

(подпись)

Задание принял к исполнению:

______________________________

(подпись)

Реферат

В курсовой работе приведены результаты разработки схемы управления производственной установкой. Схема выполнена на релейно-контакторной аппаратуре.

Система обеспечивает функциональные возможности в соответствии с заданием.

В работе рассмотрены: расчет мощности и выбор электродвигателя, составление принципиальной электрической схемы управления, выбор аппаратуры защиты и управления, расчет сечения проводов и кабелей.

Курсовая работа содержит пояснительную записку, состоящую из 28листов текста, 16 таблиц, 10 рисунков, 9 литературных источников.

Содержание

Введение 6

1 Расчет и выбор электродвигателя методом эквивалентного тока 7

1.1 Расчет эквивалентного тока 7

1.2 Предварительный выбор электродвигателя 8

1.3 Проверка электродвигателя на перегрузочную способность 9

1.4 Окончательный выбор электродвигателя 11

2 Выбор типов электроприводов производственной установки 12

2.1 Разработка принципиальной электрической схемы управления электроприводами 12

2.1.2 Описание имеющихся в схеме блокировок 17

2.1.3 Описание имеющихся в схеме сигнализаций 17

2.2 Расчет и обоснование выбора аппаратуры 17

2.2.1 Расчет и обоснование выбора аппаратуры управления электрическими цепями 17

2.2.2 Расчет и обоснование выбора аппаратуры сигнализации 19

2.2.3 Расчет и обоснование выбора аппаратуры защиты 20

2.2.4 Расчет и обоснование выбора аппаратуры контроля неэлектрических параметров 22

2.2.5 Расчет и обоснование выбора аппаратуры перемещения 23

2.2.6 Расчет и обоснование проводов и кабелей 23

3 Логическая схема управления электроприводом производственной установки подачи сыпучих материалов 24

Заключение 28

Список использованных источников 29

Введение

Современная автоматизация производства невозможна без использования электрических двигателей и средств управления ими или, точнее, без применения электрического привода. Использование автоматизированного и автоматического электропривода позволяет повышать производительность труда.

Практически все предприятия в своем производстве имеют хотя бы небольшие и незначительные электропривода, предназначенные для решения различных задач (начиная от подъема некоторого груза или системы вентиляции, заканчивая большим производством, в котором связаны множество компонентов).

Каждый из электроприводов требует тщательный подход для определения электродвигателя, который обеспечит требуемые особенности, аппаратуры защиты и управления. При этом необходимо рассчитать и выбрать электродвигатель, подобрать аппаратуру защиты и управления, рассчитать и выбрать провода и кабеля.

1 Расчет и выбор электродвигателя методом эквивалентного тока

1.1 Расчет эквивалентного тока

По нагрузочной диаграмме электропривода (рисунок 1) определим эквивалентный ток, графическим методом, предварительно отметив, что режим работы продолжительный (S1) (рисунок 3).

Рисунок 3 – Определение эквивалентного тока графическим методом

Результаты графических построений представим в виде таблицы (таблица 1).

Таблица 1 – Определение эквивалентного тока

участок	1	2	3	4	5	6	7	8	9
ti, мин	13.5	3.5	2.8	12.2	5	22.8	18.7	7	3
Ii, А	2.4	4.6	3.7	3.1	3.1	2.2	1.7	3.8	4.3

Эквивалентный ток рассчитывается по формуле:

, (1.1)

где t_i – время работы двигателя, мин; I_i– значение тока в данный момент времени, А.

Подставив численные значения, получим:

_,

_.

1.2 Предварительный выбор электродвигателя

По найденному эквивалентному току необходимо подобрать двигатель из условия:

(1.5)

Находим соответствующее значение мощности двигателя P_экв:

, (1.3)

где U_H–номинальное напряжение (В),_Н–номинальное значение кпд, сos_Н– номинальное значение коэффициента мощности.

.

По полученному значению выберем двигатель из серии 4А

Выбираем n=1500, об/мин типоразмер 4А80B4У3.

Характеристики двигателя сведены в таблицу 2.

Таблица 2 – Характеристики двигателя 4А80A2У3

Тип двигателя	P2н ­ кВт	Энергетические показатели		Пусковые характеристики
		 %	cos				Sном %	Sкр %	iп	n об/мин
4А80B4У3	1.5	77	83	2.0	1.6	2.2	5.8	34.5	5.0	1500

Номинальный ток двигателя I_нрассчитаем согласно формуле:

, (1.6)

где ‑ номинальная мощность двигателя;‑ КПД двигателя;‑ коэффициент мощности.

Подставив численные значения, получим:

.

Условие (1.5) выполняется.

Можно сделать вывод, что нагрузочная характеристика и мощность двигателя соответствуют двигателю конвейерного аппарата.

а) синхронная частота вращения 1500 мин^-1, обусловлена тем, что ленточный конвейер является быстроходным промышленным механизмом.

б) в соответствие с технологическими требованиями и условиями эксплуатации электродвигателя выбрана степень защиты IP44 (защита от возможного соприкосновения инструмента, проволоки и других предметов, защита от брызг любого направления).

в) способ охлаждения IC0141. Охлаждение осуществляется установленным на валу центробежным вентилятором, обдувающим ребристую станину машины. Вентилятор защищён кожухом, который служит одновременно и для направления воздушного потока.