Дипломная работа (ВКР) - бакалавр, специалист на тему Модернизация электропривода механизма вылета стрелы ЖД крана грузоподъемностью 16 т .

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ 4
1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ КРАНА И МЕХАНИЗМА 5
1.1 Техническое описание механизма 5
1.2 Требования, предъявляемые к электроприводу механизма вылета стрелы 10
2 АНАЛИЗ ВОЗМОЖНЫХ СИСТЕМ ПРИВОДА 11
3 РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ВЫЛЕТА СТРЕЛЫ 17
3.1 Технические данные электродвигателя 17
3.2 Расчёт эквивалентного момента инерции 17
3.3 Проверка существенности упругого звена 21
3.4 Выбор элементов электропривода 22
3.4.1 Выбор вентилей 22
3.4.2 Выбор сглаживающего дросселя 23
3.4.3 Расчёт резистора и его выбор 23
3.4.4 Выбор автоматического выключателя 25
3.4.5 Выбор конденсаторов для электрического торможения 25
4 РАЗРАБОТКА ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДОМ 26
5 РАЗРАБОТКА СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ УГЛОВОЙ СКОРОСТИ 34
5.1 Составление схемы замещения цепи ротора 34
5.2 Расчёт параметров схемы замещения 41
5.3 Разработка принципиальной схемы широтно-импульсного регулятора ШИР 42
5.4 Схема датчика тока 48
6 РАЗРАБОТКА СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ СИСТЕМЫ И СИНТЕЗ РЕГУЛЯТОРОВ 49
6.1 Построение структурной схемы системы 49
6.2 Синтез регуляторов 49
7. ОХРАНА ТРУДА 53
8. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ 54
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 60
ЛИТЕРАТУРА 61

Введение:

ВВЕДЕНИЕ
Подъёмно-транспортная техника представляет собой широкий класс механизмов, используемых в промышленности, строительстве и сельском хозяйстве.
Особенностью крана является его постоянная работа в переходных режимах, ввиду чего особенно важным является обеспечение необходимых благоприятных динамических характеристик.
Рассмотрению подлежит электропривод механизма вылета стрелы, на функционирование которого существенное влияние оказывают различные значения груза, приводящие к изменению момента инерции, статических и динамических нагрузок на валу двигателя механизма вылета стрелы.
В приводе механизма вылета стрелы используется асинхронный двигатель с фазным ротором. Предлагается использовать импульсное параметрическое регулирование угловой скорости двигателя, что позволит устранить явление раскачивания груза. В исходной схеме это достигалось путём увеличения числа ступеней пусковых сопротивлений. Таким образом контакторы ускорения устраняются, благодаря этому повышается надёжность системы электропривода.
До сих пор, в основном, исследовались статические режимы каскадов и их энергетические показатели при регулировании угловой скорости. Динамические характеристики учитывались недостаточно полно, что приводит к неправильному выбору параметров системы автоматизированного электропривода и соответственно напряжённому режиму работы оборудования. Поэтому синтез и анализ замкнутых систем автоматизированного управления представляется весьма важным и необходимым.
Целью настоящей работы является модернизация электропривода механизма вылета стрелы с импульсным параметрическим регулированием угловой скорости.

Заключение:

В первой главе проанализировали технологический процесс блюминга, а также конструкцию крана. Выявили недостатки эксплуатации электропривода крана и основные пути решения проблем.
Исследовали силовую часть преобразователя. Рассчитали преобразователь с учетом действительных параметров элементов схемы.
Исследовали и рассчитали аналоговые элементы системы управления.
Разработали структурную схему каналов управления по току и скорости и рассчитали параметры регулятора. В качестве источника для выполнения условий проекта выбрали два источника переменного трехфазного напряжения, которые выражены в блоках AC Voltage Source.
В качестве управляемых выпрямителей используем блок Universal Bridge, перед которым устанавливаем блоки Series RLC Branch как анодные индуктивности тиристоров.
В расчетной части разработана модель силовой части и модель системы управления. Систему автоматического регулирования смоделировали, используя главным образом блок Transfer F cn , задающий передаточную функцию в виде отношения полиномов.
Отдельно смоделировали контур тока, контур скорости, затем соединили контуры вместе для получения искомой двухконтурной системы автоматического регулирования.
Доказали экономическую целесообразность магистерского исследования.
экономический эффект от модернизации составил 21561,6 руб /год;
Срок окупаемости затрат для модернизации составляет 0,46 года

Фрагмент текста работы:

1 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ КРАНА И МЕХАНИЗМА
Техническое описание механизма
Исходные данные.
грузоподъёмность mг = 16000 кг;
высота подъёма H = 14 м.
скорость подъёма V = 0,14 м/с.
кратность полиспаста а = 4.
масса крюковой подвески mкр = 150 кг.
Выбор каната и барабана.
Находим грузоподъёмную силу по формуле[1]:

где g = 9,81 м/с〖^2〗- ускорение свободного падения.
Получим
F_гр=(16000+150)9,81=158,8 кН
Определяем КПД полиспаста по следующей формуле:
η_a = ,
где η_1 = 0,98 – КПД блока на подшипниках качения;
к = 1 – число обводных блоков.
Получим
ƞ_4=((1+0,98+〖0,98〗^2+〖0,98〗^2)/4)*0,98=0,96
Рассчитываем наибольшее натяжение ветви каната, набегающей на барабан при подъёме груза по формуле:

где μ = 1 – число полиспастов.
Получим