Содержание

Введение

1. Общая часть

1.1. Режимы работы кранов

1.2. Требования к электрооборудованию кранов

1.3. Выбор рода тока и напряжения

2. Специальная часть

2.1. Расчет мощности и выбор приводного двигателя

2.2. Проверка выбранного двигателя по нагреву и перегрузочной способности

2.3. Выбор системы управления, контроллеров и описание их работы

2.4. Выбор защитной крановой панели

2.5. Расчет и выбор реле максимального тока

2.6. Расчет и выбор пускорегулирующих резисторов

2.7. Расчет и выбор главных троллеев

3. Мероприятия по технике безопасности при обслуживании крановых электроустано вок

КП.140613.00.00.02.ПЗ

Изм.

Лист.

№ документа

Подп.

Дата

Разработ.

Валиуллин

Электрооборудование мостового крана постоянного тока грузоподъемностью 25 тонн

Лит

Лист.

Листов

Проверил

Кощеева

2

34

Н.контр.

Кощеева

ГОУ СПО ССУЗ

гр ТЭ-09-2

Введение

Широкое внедрение комплексной механизации и автоматизации производственных процессов, неуклонное сокращение во всех отраслях численности работников, занятых ручным трудом, особенно на вспомогательных и подсобных работах, являются одной из важных задач народного хозяйства. Крановое оборудование при этом представляет собой одно из основных средств сокращения тяжелого физического труда.

Подавляющее большинство грузоподъемных машин, изготовляемых российской промышленностью, имеет электрический привод механизмов, и поэтому эффективность действия и производительность этих машин в значительной степени зависят от качественных показателей используемого кранового электрооборудования. Современный крановый электропривод за последнее время претерпел существенное изменение в структуре и применяемых системах управления.

Для наиболее массовых кранов общего назначения начинают широко применяться электроприводы на основе короткозамкнутых двигателей, значительная часть кранов изготовляется с управлением с пола, а быстроходные краны для тяжелых режимов работы комплектуются различными тиристорными системами, обеспечивающими глубокое регулирование скорости, плавность пуска и торможения при постоянно повышающихся требованиях к экономии энергоресурсов.

Кранами называются грузоподъемные устройства, служащие для вертикального и горизонтального перемещения грузов на небольшие расстояния. По особенностям конструкции, связанным с назначением и условиями работы, краны разделяются на мостовые, портальные, козловые, башенные и др. В цехах предприятий электромашиностроения наибольшее распространение получили мостовые краны, с помощью которых производится подъем и опускание тяжелых заготовок, деталей и узлов машин, а также их перемещение вдоль и поперек цеха. Все грузоподъемные машины по назначению объединяются в следующие группы:

КП.140613.00.00.02.ПЗ

Лист

3

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

1. Универсальные машины для подъема и перемещения груза с помощью крюка на гибком подвесе (грузовом канате). К ним относятся различные краны, кран – балки, лебедки, тали. Вариантом этой группы являются машины со специальным грузозахватным органом на грузовом канате.

2. Различные грузоподъемные краны для перегрузки сыпучих грузов с помощью грейфера.

3. Грузоподъемные машины для перемещения груза при помощи захвата, перемещающегося по жестким направляющим. К ним относятся краны – штабелеры, технологические краны металлургии, штыревые краны цветной металлургии.

4. Специализированные краны для возведения зданий и сооружений.

5. Краны с несущими канатами (кабель-краны)

КП.140613.00.00.02.ПЗ

Лист

4

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

1. Общая часть

1.1. Режимы работы кранов

Режим работы крановых механизмов – важный фактор при выборе мощности приводных электродвигателей, аппаратуры и системы управления. От него зависит и конструктивное исполнение механизмов.

Режимы работы кранов металлургических цехов разнообразны и в основном определяются особенностями технологических процессов. При этом в ряде случаев даже однотипные краны работают в разных режимах. Неверный выбор режима при проектировании электропривода кранов ухудшает технико-экономические показатели всей установки. Так, например, выбор более тяжелого режима работы по сравнению с реальным, приводит к завышению габаритов, массы и стоимости кранового электрооборудования. Выбор же более легкого режима обуславливает повышенный износ электрооборудования, частые поломки и простои. Поэтому важно выбрать оптимальный режим работы кранового механизма.

Режим работы кранового механизма характеризуется следующими показателями: относительная продолжительность включения (ПВ), среднесуточное время работы, число включений за 1 ч электродвигателя, коэффициент переменности нагрузки, использование механизма (нерегулярное, регулярное, малая интенсивность, средняя интенсивность, интенсивное).

Относительная продолжительность включения для крановых механизмов с нечетко выраженным циклическим режимом %, рассчитывается по формуле

ПВ = (1)

где t _в – суммарное за 1 ч время включения механизма при непрерывном времени одного включения не более 5 мин;

t _п – продолжительность пауз за 1 ч работы при одной непрерывной паузе не более 5 мин.

Для механизмов с четким циклическим режимом относительная продолжительность включения, % рассчитывается по формуле

КП.140613.00.00.02.ПЗ

Лист

5

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

ПВ = (1 – Qt_n ,/3600)•100 (2)

где Q – производительность крана, циклы/ч;

t _п – продолжительность паузы за один цикл, с.

Коэффициент нагружения механизма рассчитывается по формуле

r = (3)

где F_i – нагрузка (сила, момент), действующая на механизм за период времени t_i ;

F_max – наибольшая нагрузка (сила, момент) при перемещении номинального груза в период рабочего цикла при номинальных параметрах внешних сил;

t_i – продолжительность действия нагрузки;

F_i ; - суммарное время всех нагрузок до F_max включительно.

Коэффициент переменности нагрузки

r_Q = (4)

где r _ном – номинальный коэффициент нагружения механизма.

По правилам Госгортехнадзора для крановых механизмов установлено четыре номинальных режима работы: легкий (Л), средний (С), тяжелый (Т) и весьма тяжелый (ВТ). Для каждого механизма крана режим работы определяется отдельно, режим работы крана в целом устанавливается по механизму главного подъема.

1.2. Требования к электрооборудованию кранов

Для выбора системы электропривода необходимо представлять себе технологические требования к приводу того механизма, для которого он выбирается. Установление требований облегчает выбор оптимальной системы электропривода.

КП.140613.00.00.02.ПЗ

Лист

6

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

Для качественного выполнения подъема, спуска и перемещения грузов электропривод крановых механизмов должен удовлетворять следующим основным требованиям;

1. Регулирование угловой скорости двигателя в сравнительно широких пределах (для обычных кранов до 4:1 для специальных кранов до 10:1 и более), а в связи с тем, что тяжелые грузы целесообразно перемещать с меньшей скоростью, а пустой крюк или ненагруженную тележку – с большей скоростью для увеличения производительности крана. Пониженные скорости необходимы также для осуществления точной остановки транспортируемых грузов с целью ограничения ударов при их посадке и облегчают работу оператора, т.к. не требуют многократного повторения пусков для снижения средней скорости привода перед остановкой механизма .

2. Обеспечение необходимой жесткости механических характеристик привода, особенно регулировочных, с тем чтобы низкие скорости почти не зависели от грузов.

3. Ограничения ускорения до допустимых пределов при минимальной длительности переходных процессов. Первое условие связанно с ослаблением ударов в механических передачах при выборе зазора, с предотвращением пробуксовки ходовых колес тележек и мостов, с уменьшением раскачивания подвешенного на канатах груза при интенсивном разгоне и резком торможении механизмов передвижения. Второе условие необходимо для обеспечения высокой производительности крана.

4.Реверсирование электропривода и обеспечение его работы как в двигательном, так и в тормозном режиме.

КП.140613.00.00.02.ПЗ

Лист

7

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

1.3. Выбор рода тока и напряжения

Выбор рода тока для электрооборудования крана имеет важное значение, поскольку с ним связаны такие показатели как технические возможности привода, капиталовложения и стоимость эксплуатационных расходов, масса и размеры оборудования, его надёжность и простота обслуживания.

В настоящее время на кранах чаще применяют простые системы электропривода, в которых двигатели получают питание от сети переменного или постоянного тока неизменного напряжения через пускорегулирующие резисторы.

Привод с асинхронным двигателем с короткозамкнутым ротором применяется для механизмов кранов небольшой мощности (10-15 кВт), работающих в лёгком режиме. Если необходимо регулировать скорость или обеспечить точную остановку механизма, то можно использовать двух или трехскоростные двигатели. Эти двигатели применяют редко из-за несколько пониженного пускового момента и значительных пусковых токов. Асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором иногда применяют при режимах Л и С (для механизмов подъема). Применение их на механизмах кранов, работающих в более тяжелом режиме, ограничено малой допустимой частотой включения и сложностью схем регулирования скорости.

Наибольшее распространение на кранах получил привод с асинхронными двигателями с фазным ротором и ступенчатым регулированием угловой скорости путем изменения сопротивления в цепи ротора. Этот привод применяется при средних и больших мощностях.

Если к электроприводу крановых механизмов предъявляются повышенные требования, то применяют двигатели постоянного тока. Их целесообразно применять в тех случаях, когда требуется плавное регулирование скорости в широких пределах, для приводов с большим числом включений в час, при необходимости регулирования скорости вверх от номинальной.

КП.140613.00.00.02.ПЗ

Лист

8

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

Однако использование двигателей постоянного тока влечет за собой необходимость преобразования переменного тока в постоянный, что осуществляется специальными преобразователями и связано с увеличением капитальных затрат, дополнительными потерями энергии и эксплуатационными расходами.

В России выпускаются асинхронные крановые и металлургические двигатели в диапазоне мощностей от 1,4 до 160 кВт при ПВ=40%. Асинхронные электродвигатели изготовляются для частоты 50 Гц и напряжения 220/380 и 500 В; для экспортных поставок (металлургическая серия) - для частоты 60 Гц на напряжение 220/380 и 440 В, для частоты 50 Гц на напряжении 240/415 и 440 В. Электродвигатели на частоту 50 Гц могут, как правило, включаться в сеть 60 Гц. При этом частота вращения увеличивается на 20%. Если напряжение сети 50 Гц, то номинальная мощность электродвигателя может быть увеличена на 10-15%, а кратность пусковых токов и моментов приближенно принимают неизменной.

КП.140613.00.00.02.ПЗ

Лист

9

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

2. Специальная часть

2.1. Расчет мощности и выбор приводного двигателя

Расчет производится методом номинальных режимов. Выбор мощности электродвигателей при этом методе основан на использовании средних статистических данных по фактическим режимам работы кранов.

Данные для расчёта.

Грузоподъемность – 25 т.

Вес моста – 18700 кг.

Вес тележки – 12400 кг.

Вес грузоподъёмного устройства (ГЗУ) – 470 кг.

Скорость моста – 2,1 м/мин.

Скорость тележки – 0,6 м/мин.

Скорость подъёма – 0,16 м/мин.

Радиус ходового колеса моста – 0,35 см.

Радиус ходового колеса тележки – 0,175 см.

Радиус оси ходового колеса тележки r m - 0,035 м

ПВ моста – 40 %.

ПВ тележки – 40 %.

ПВ подъёма – 40 %.

Длина главных троллей – 75 м.

Пролет крана – 22,5 м.

Высота подъема – 12 м.

Режим работы - весьма тяжелый

КП.140613.00.00.02.ПЗ

Лист

10

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

Напряжение – 220 В

Вид подшипников – качения

Род тока – постоянный

Перевод в основные единицы измерения.

G _н =25•1000•9,8 = 247250 Н

G _м = 18700•9,8 = 184943 Н

G _т = 12400•9,8 = 122636 Н

G _гзу = 470•9,8 = 4643,6 Н

V _м = 77 / 60 = 1,28 м/с

V _т = 34,5 / 60 = 0,57 м/с

V _п = 8,1 / 60 = 0,13 м/с

R _м = 35 / 100 = 0,35 м

R _т = 17,5 / 100 = 0,175 м

2.1.1. Расчет и выбор мощности электродвигателя механизма передвижения «Тележки»

1. Определим статическую мощность на валу электродвигателя при работе механизма с номинальным грузом

(5)

где, G _н – сила тяжести номинального полезного груза, Н;

G _мех – сила тяжести механизма передвижения тележки, Н;

V _т – скорость движения механизма тележки, м/с;

h - КПД механизм; ( h = 0,8)

КП.140613.00.00.02.ПЗ

Лист

11

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

P _ст = = 4,77 кВт

2. Продолжительность рабочей операции

t_p = ; сек (6)

где, B – длина рабочего пути, м (пролет крана)

t _р = = 37,5 сек

3. Определяем отношение времени пуска к времени рабочей операции по литературе /1/

= 0,2

4. Определяем коэффициент a в зависимости от по литературе /1/

a = 1,1

5. Определяем эквивалентную мощность на валу электродвигателя

P _э = a • P _ст ; кВт (7)

P _э = 1,1 •4,77 = 5,247 кВт

6. Определяем номинальную мощность электродвигателя при ПВ = 40%

P ₄₀ = k ₂ • P _э ; кВт (8)

где, k ₂ – коэффициент, зависящий от конкретного номинального режима работы по литературе /1/

P ₄₀ = 1•5,247 = 5,247 кВт

Из каталога крановых электродвигателей выбираем двигатель ближайший больший по мощности при заданной продолжительности включения. Техническую характеристику выбранного электродвигателя сводим в таблицу 1

Таблица 1 – Техническая характеристика двигателя

КП.140613. 00 .00. 0 2.ПЗ

Лист

12

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

2.2. Проверка выбранного двигателя по нагреву и перегрузочной способности

Выбор мощности электродвигателя механизмов крана является ориентировочным, поэтому необходимо произвести проверку данного электродвигателя по нагреву и перегрузочной способности. Для механизмов передвижения кранов выбранный электродвигатель, кроме того, должен обеспечивать запас по сцеплению при пуске и торможении. Проверка двигателя по нагреву осуществляется методом эквивалентного момента.

1. Определяем номинальный момент

М_н = ; Н•м (9)

где, P _н – номинальная мощность выбранного электродвигателя (кВт);

w _н – номинальная угловая скорость электродвигателя (рад/ c )

w _н = ; рад/ c (10)

w _н = = 136,07 рад/ c

М_н = = 47,77 Н•м

2. Статический момент на валу электрического двигателя при работе с грузом

M _ст = ; Н•м (11)

где, P _ст – статическая мощность на валу электродвигателя при работе механизма с грузом, кВт

M _ст = =35,06 Н•м

3. Момент на валу электродвигателя при работе механизма без груза

М₀ = ; Н•м (12)

где, P ₀ – мощность на валу электродвигателя при работе механизма без груза

КП.140613.00.00.02.ПЗ

Лист

13

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

P ₀ = ; кВт (13)

где, h ₀ – КПД механизма без груза

h ₀ = (14)

h ₀ = = 0,68

P ₀ = = 0,337 кВт

М₀ = = 2,48 Н•м

4. Маховый момент, приведенный к валу двигателя при работе механизма с грузом

GD ² _пр.гр = ; Н•м² (15)

где, GD ² _дв – маховый момент выбранного электродвигателя;

k – коэффициент, учитывающий разность угловых скоростей электродвигателя и механизма ( k = 1,15 - 1,2)

GD ² _дв = J_p •9,8•4; Н•м (16)

GD ² _дв = 0,15•9,8•4 = 5,88 Н•м

GD ² _пр.гр = = 100,64 Н•м²

5. Маховый момент, приведенный к валу двигателя при работе механизма без груза.

GD ² _пр.0 = ; Н•м² (17)

GD ² _пр.0 = = 57 Н•м²

6. Время пуска электродвигателя при работе механизма с грузом

КП.140613.00.00.02.ПЗ

Лист

14

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

t _п = ; с (18)

где, М_ср.п. – средний пусковой момент;

М_ср.п. = (1,7 ÷ 2)•М_н ,; Н•м (19)

М_ср.п. = 2•47,77 = 95,54 Н•м

t _п = = 5,66 с

7. Время пуска электродвигателя при работе механизма без груза

t ₀ = ; с (20)

t ₀ = = 2,085 с

8. Время торможения механизма при работе с грузом

t _т = ; с (21)

где, М_т – тормозной момент

М_т = k _т •М_ст ; Н•м (22)

где, k _т – коэффициент запаса торможения, для весьма тяжелого режима работы k _т = 2

М_т = 2•35,06 = 70,12 Н•м

t _т = = 9,76 с

9. Время движения механизма с установившейся скоростью

t _уст = ; с (23)

t _уст = = 5.118 с

10. Определяем эквивалентный момент на валу электродвигателя по формуле

КП.140613.00.00.02.ПЗ

Лист

15

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

М_э = ; Н•м (24)

М_э = = 45,33 Н•м

Должно выполняться условие М_э ≤ М_н .

45,33 ≤ 47,28

Условие выполняется двигатель проходит проверку по нагреву

Проверяем двигатель по перегрузочной способности

11. Момент динамический

М_дин = ; Н•м (25)

где, а- ускорение

а = ; м/ c ² (26)

а == 0,106 м/ c ²

М_дин = = 60,48 Н•м

Должно выполняться следущие условие:

k _зм •(М_ст +М_дин ) ≤ М_мах.дв

1,2•(35,06+60,48) ≤ 270

114,65 ≤ 270

Двигатель проходит проверку по перегрузочной способности и нагреву

2.3. Выбор системы управления, контроллеров и описание их работы.

Для механизмов передвижения кранов при режимах С, Т и ВТ в условиях металлургических цехов достаточно широко применяют системы электроприводов постоянного и переменного тока с параметрическим регулированием. Это объясняется

КП.140613.00.00.02.ПЗ

Лист

16

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

рядом их достоинств: относительно высокие регулировочные и энергетические показатели; высокие надежные показатели коммутационной аппаратуры постоянного тока при относительно небольших массах и габаритах. Контроллеры предназначены для управления крановыми электродвигателями – для пуска, остановки, регулирования скорости, торможения и реверсирования.

Силовые кулачковые контроллеры относятся к числу аппаратов ручного управления. Они находят широкое применение для управления элек­тродвигателями относительно небольшой мощности - номинальный ток кулачкового элемента силовой цепи должен составлять не более 63 А .

Их основными достоинствами являются простота конструкции и надёжность работы при сравнительно небольших габаритных размерах. Кулачковые контроллеры применяют для управления крановыми электродвигателями при частоте включений до 600 в час.

Магнитные контроллеры представляют собой комплектные устройства, обеспечивающие определённую программу переключений в главных цепях с помощью электромагнитных контакторов при подаче соответствующих команд в цепях управления.

Магнитные контроллеры предназначены для управления электродвигателями крановой и металлургической серий переменного (асинхронными с фазным и короткозамкнутым ротором) и постоянного тока .

Их целесообразно применять в следующих случаях: для кранов средней и большой производительности, работающих в напряжённом режиме (Т и ВТ); при частоте включений более 600 в 1ч; при необходимости дистанционного, автоматического и неавтоматического управления.

Срок службы магнитных контроллеров при одинаковых нагрузках в несколько раз выше, чем кулачковых в связи с применением для переключений в силовых цепях контакторов.

Для управления электродвигателями постоянного тока применение находят магнитные контроллеры серии П и ПС.

Магнитные контроллеры серии П и ПС применяют для управления электро-

КП.140613.00.00.02.ПЗ

Лист

17

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

двигателями постоянного тока последовательного возбуждения. Скорость регулируется путем ступенчатого изменения сопротивления резисторов, включенных в цепь якоря электродвигателя.

Все магнитные контролеры постоянного тока обеспечивают пуск, реверсирование, торможение, устойчивый диапазон регулирования скорости 4:1 - 5:1 и имеют максимальную и нулевую защиту.

Ориентировочный выбор системы управления (с кулачковыми или магнитными) выбирается в зависимости от мощности электродвигателя и режима работы данного двигателя.

Для механизма передвижения тележки с номинальным током двигателя 37 А выбираем магнитный контроллер типа П - 160, т.к. он подходит по максимальной мощности управляемого электродвигателя при ПВ=40% и по номинальному току при ПВ=100%.

2.4. Выбор защитной крановой панели

Крановые защитные панели предназначены для максимальной токовой защиты, нулевой защиты, конечной защиты и нулевой блокировки – запрет пуска электродвигателей, если хотя бы один из силовых контроллеров или командоконтроллеров находится не в нулевом положении. Помимо этого с помощью защитных панелей осуществляется отключение крановых установок при размыкании аварийного выключателя и контакта люка.

Защитные панели не применяют для тех типов магнитных контроллеров, которые имеют собственные виды защит.

На защитной панели устанавливают: линейный контактор, реле максимального тока, рубильник и предохранители цепи управления. Выбор защитной панели

КП.140613.00.00.02.ПЗ

Лист

18

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

производят по роду тока, напряжению и по суммарному току защищаемых электродвигателей и виду управления.

Наибольшее применение нашли защитные панели отечественного производства типов ПЗКБ-160, ПЗКБ-250 и ПЗКБ-400 – для кранов, получающих питание от сети переменного тока, и типа ППЗБ-160, ППЗБ-250 и ППЗБ-400 – для кранов, получающих питание от сети постоянного тока.

Тип защитной крановой панели выбирают по роду тока, напряжению сети, сумме номинальных токов электродвигателей и вида управления

I _S = I _{нс мост} + I _{нс тележка} + I _{нс подъем} ; А (27)

При расчете суммы токов не учитываем защитную панель двигателя подъема, т.к. в его контроллере уже предусмотрены все виды защит (ТСАЗ - 160).

Т.к. сумма номинальных токов меньше 160 А, то выбираем защитную крановую панель типа ППЗБ – 160.

2.5. Расчет реле максимального тока

Для защиты электродвигателя от перегрузки применяется реле максимального тока. Защита электропривода от перегрузок сводится к контролю пускового тока при ступенчатом пуске.

При правильно организованном ступенчатом пуске пусковой ток не должен превышать 230% тока, соответствующий расчетной мощности, поэтому защита, как правило, настраивается на ток срабатывания 250-275% номинального тока.

Определим ток уставки электромагнитного элемента реле максимального тока.

Для механизма передвижения тележки

I _уст = 2,5•37 = 81 ,4 А (28)

Выбираем электромагнитн jt реле максимального тока, технические данные которого представлены в таблице 4

КП.140613.00.00.02.ПЗ

Лист

19

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

Таблица 4

2.6. Расчет и выбор пускорегулирующих резисторов

Крановые резисторы предназначены для обеспечения пуска, регулирования скорости и торможения электродвигателей постоянного и переменного тока.

При расчете и выборе пускорегулирующих резисторов должно выполняться одновременно два условия:

1) получение необходимых механических характеристик электроприводов, обеспечивающих требуемый режим пуска и необходимый диапазон регулирования;

2) обеспечение соответствия теплового режима резистора режиму работы электродвигателя.

Для выполнения первого условия по механическим характеристикам крановых электроприводов определяют сопротивления ступеней резисторов, обеспечивающих требуемые пусковые моменты электродвигателей и диапазон регулирования частоты вращения.

Для выполнения второго условия определяют рассеиваемую мощность резистора и устанавливают нагрузку его отдельных ступеней.

Режимы пуска по времени электродвигателей может быть нормальным и форсированным (со значительными ускорениями при пуске). Последний режим недопустим для кранов металлургических цехов, перемещающих расплавленный металл (литейных, заливочных, разливочных).

По величине нагрузки различают следующие режимы пуска:

1) легкий (вхолостую или при половинной нагрузке);

КП.140613.00.00.02.ПЗ

Лист

20

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

2) нормальный (при полной нагрузке, или при нагрузке, большей половинной);

3) тяжелый (при полной нагрузке механизмов с большими маховыми массами)

Число ступеней сопротивления пусковых резисторов обычно определяют конструкцией и схемой выбранной серийно выпускаемой аппаратуры, т.е. силового или магнитного контроллера.

Расчет ведется по каталожным данным. Это приближенный метод расчета используется при наличии каталожных данных сопротивлений секций (в % от номинального сопротивления).

1. Номинальное сопротивление одной фазы ротора

r _н = ; Ом (29)

r _н = = 5,9 5 Ом

2. По католожным данным для выбранного ранее типа контроллера находим значение сопротивлений и токов секций резисторов в процентах по литературе /1/ Данные сводим в таблицу 5

Таблица 5 – значение сопротивлений и токов секций резисторов

3. Сопротивление каждой секции, и ток в каждой секции, определяются по формулам

r = ; Ом (31)

I = ; А (32)

КП.140613.00.00.02.ПЗ

Лист

21

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

P1 – P2

r = = 5,95 Ом

I = = 11,1 А

P2 – P3

r = = 1,5 Ом

I = = 15,54 А

P3 – P4

r = = 1,31 Ом

I = = 18,5 А

P4 – P5

r = = 0,65 Ом

I = = 21 ,83 А

Данные заносим в таблицу 6

КП.140613.00.00.02.ПЗ

Лист

22

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

Таблица 6 – Технические данные выбранных пусковых резисторов

P 1 – P 2

2ТД.750.02 4 - 41

R _п = 1,95+1,95+1,95 = 5,85 Ом

Подобранное сопротивление проверяется по формуле

D z % = (33)

D z % = = 1,68 %

Условие D z % ≤ ± 5% выполняется

P 2 – P 3

2ТД.75 4 .0 54 - 10

R _п = 0,4+0,4+0,4+0,4= 1,6 Ом

Проверка условия по формуле 33

D z % = = -3 ,2 %

Условие D z % ≤ ± 5% выполняется

КП.140613.00.00.02.ПЗ

Лист

23

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

P 3 – P 4

2ТД.750.020-35

R _п = 0,65+0,65 = 1,3 Ом

D z % = = 0,76%

P 4 – P 5

2ТД.754.054-09

R _п = 0,32+0,32 = 0,64 Ом

D z % = = 1,54%

КП.140613.00.00.02.ПЗ

Лист

24

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

Рисунок 1 – общая схема подключения секций резисторов

2.7. Расчет и выбор главных троллеев.

Жесткий троллейный токопровод применяют в виде: главных троллеев, расположенных вдоль подкранового пути и служащих для питания электрооборудования одного или нескольких кранов; системы вспомогательных троллеев, расположенных вдоль моста и служащих для питания электрооборудования тележек.

В качестве жестких троллеев используют стальные уголки, рельсы, швеллеры и другие профили. Гибкие троллеи применяют в виде стальных проводов круглого сечения или медных проводов круглого или специального профиля. Последние используются редко и только в качестве крановых троллеев в помещениях, где стальные троллеи могут подвергаться сильной коррозии.

Преимущество стальных троллеев: относительно высокая надежность, малый износ при значительных ПВ металлургических кранов, экономия цветного металла.

КП.140613.00.00.02.ПЗ

Лист

25

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

По условиям механической прочности стальные уголки размером менее 50•50•5 мм в качестве троллеев не применяются. Не рекомендуется применять в качестве троллеев стальные уголки размером более 75•75•10 мм из-за значительной массы.

Выбор сечения троллеев производят по расчетному эквивалентному току, который вызывает такой же нагрев, как и фактический ток постоянно изменяющийся с последующей проверкой выбранного сечения на потерю напряжения.

1. Расчетная мощность группы электродвигателей

P_p = K _и • P _S + c • P ₃ ; кВт (34)

где, K _и – коэффициент использования (по литературе /1/) ( K _и =0,36)

P _S - суммарная мощность всех двигателей при ПВ = 100%

P ₃ – суммарная мощность трех наиболее мощных электродвигателей при ПВ = 100%

с- расчетный коэффициент (по литературе /1/) (с = 0,6)

Мощность двигателя моста при ПВ = 100%

P ₁₀₀ = ; кВт (35)

P ₁₀₀ = = 4,3 кВт

Мощность двигателя тележки при ПВ = 100% (по формуле 35)

P ₁₀₀ = = 3,03 кВт

Мощность двигателя тележки при ПВ = 100% (по формуле 35)

P ₁₀₀ = = 22,13 кВт

P _S = P _нм + P _нт + P _нп ; кВт (36)

P _S = 6,8 + 4,8+ 35 = 43,4 кВт

P ₃ = 4,3 + 3,03 + 22,13 = 29,46 кВт

P_p = 0,36•43,4+0,6•29,46 = 33,23 кВт

2. Расчетное значение длительного тока

КП.140613.00.00.02.ПЗ

Лист

26

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

I _р = ; А (37)

где, U _н – номинальное напряжение сети;

h - усредненное значение КПД, группы двигателей

I _р = = 189,14 А

3. По таблице из литературы /1/ выбираем сечение троллеев, при этом должно выполнятся следующие условие: I _р ≤ I _доп

189,14 ≤ 315

Условие выполняется

4. На допустимую потерю напряжения крановую сеть, питающую группу двигателей проверяют по максимальному значению тока, который протекает при пуске самого мощного электродвигателя и работе оставшихся, в установившемся режиме.

I _мах = I_p + ( k _пус - 1)• I _н1 ; А (38)

где, к_пуск – коэффициент кратности пусвкового тока для Ад с фазным ротором ( к_пуск = 2)

I _н1 – номинальная сила тока, самого мощного электродвигателя при ПВ = 25%

I _н1 = ; А (39)

I _н1 = = 230,21 А

I _мах = 189,14+(2-1)•230,21 = 419,35 А

5. По монограмме (литература /1/), определяют потери напряжения D U на 1 м уголка, (В/м) (0,84)

6. Потери напряжения в % определяются по формуле:

D U ^| _% = (40)

где, l _р – расчетная длинна участка цепи, при определении потери напряжения в троллеях принимают расстояние от точки подключения питающей линии к троллеям до наиболее удаленного конца.

КП.140613.00.00.02.ПЗ

Лист

27

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

D U ^| _% = = 30%

т.к. D U ^| _% > 6%, необходимо запитать троллеи из другой любой точки

D U ^| _% = = 5%

.

КП.140613.00.00.02.ПЗ

Лист

28

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

3. Мероприятия по технике безопасности при обслуживании крановых электроустановок.

Безопасная эксплуатация кранов зависит от их исправности, правильно выполненного заземления, соблюдения необходимых условий при ремонте, также от правильной эксплуатации кранов.

Заземление металлоконструкций мостовых кранов и установка на них электрооборудования можно выполнять через подкрановые пути. Заземление тележек на кранах обеспечивается контактом через рельсы и ходовые колеса.

Присоединение заземляющего провода к рельсовым путям крана должно выполняться при помощи сварки, а присоединение к корпусам электродвига­теля, аппаратов и т.п. – болтовыми соединениями, обеспечивающие надежность контакта. В тех случаях, когда электрооборудование крана установлено на его заземленной металлоконструкции между ними имеется на­дежный контакт, при котором заземленное сопротивление заземления не превышает установленной нормы, присоединение добавочных заземляющих проводников не обязательно.

В электролизных установках мостовые краны обслуживают ряд электролизеров (ванн), работающих под напряжением 500 В и больше. На этих кранах правилами предусматривается устройство трехступенчатой изоляции грузозахватного устройства от земли. Необходимость такой изоляции вызывается рядом причин, одной из которых является возможность поражения током обслуживающего персонала при одновременном прикосновении к крюку крана и электролизеру во время работы. Изоляция производится текстолитовыми пластинами, прокладками, втулками.

Испытание заземляющих устройств по нормам и в объеме, предусмотренном ПУЭ, производится при сдаче устройства в эксплуатацию и периодически не реже 1 раза в год. Результаты измерений должны оформляться протоколам.

КП.140613.00.00.02.ПЗ

Лист

29

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

Некоторые краны мостового типа оборудованы двумя механизмами подъема – главными и вспомогательными, одновременная работа которых недопустима, поскольку крановщик не в состоянии контролировать, одновременно положение обоих крюковых подвесок и при неисправном концевом выключателе не исключена авария. Поэтому на кранах такого типа применяют электрическую блокировку, исключающую преднамеренное или случайное включения одновременно двух механизмов подъема.

Во избежание случаев соскальзывания съемных грузозахватных приспособлений с крюковой подвески крана в случаях ее наклона по отношению к вертикальной оси необходимо установить на крюке предохранительную скобу.

В целях исключения перегрузки мостовых кранов устанавливается ограничитель грузоподъемности. Также краны оборудуются следующими предохранительными устройствами:

1) Концевыми выключателями, обеспечивающими автоматическое прекращение движения в конце пути движения моста, тележки и подъема.

2) Звуковым сигналом (звонок, сирена) для предупреждении об опасности наезда на людей, находящихся вблизи перемещаемого груза.

3) Блок контактами, устанавливаемыми на крышке люка кабины крановщика, автоматически снимающими напряжение со всех токоведущих частей электрооборудования в случае открывания люка, выхода через него на галерею (например, при осмотре, смазке и т.д.), и блокировкой двери кабины крана, исключающей движения крана при открытой двери.

4) Вводное устройство системы электропитания оборудуется специальным замком, ключ которого замыкает цепь управления и без которого не может быть подано напряжение на электропривод крана.

Для поддержания кранов в технически исправном состоянии производятся все виды ремонтов, предусмотренных работ системой планово-предупредительного ремонта (ППР), а также периодические осмотры .

КП.140613.00.00.02.ПЗ

Лист

30

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

Литература

1. Б.М. Рапутов «Электрооборудование кранов металлургических предприятий», М.: «Металлургия» 2000, 272с

2. А.Г. Яуре, Е. М. Певзнер «Крановый электропривод», М.: «Энергоатомиздат»1988, 344с

3. К.К. Александров «Электротехнические чертежи и схем» М.: «Энергоатомиздат» 2002г, 246с

4. М.М. Фотиев «Электрооборудование предприятий горной металлургии», М.: « Металлургия» 1998г. 312с

5. М. М. Кацман «Электрический привод» М.: «Академия»,2008, 384с

КП.140613.00.00.02.ПЗ

Лист

31

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

КП.140613.00.00.02.ПЗ

Лист

32

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

КП.140613.00.00.01.ПЗ

Лист

33

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата

КП.140613.00.00.01.ПЗ

Лист

34

Изм

Лист

№ документа

Подпись

Дата