Материал: Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов. курсовое проектирование. Крысанов В.Н., Киселёва О.А

В.Н. Крысанов о.А. Киселёва автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов: курсовое проектирование Учебное пособие

Воронеж 2010

ГОУВПО «Воронежский государственный

технический университет»

В.Н. Крысанов О.А. Киселёва

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ТИПОВЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ МЕХАНИЗМОВ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ: КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Утверждено Редакционно-издательским советом

университета в качестве учебного пособия

Воронеж 2010

УДК62-581.6

Крысанов В.Н. Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов: курсовое проектирование/ В.Н. Крысанов, О.А. Киселёва. – Воронеж: ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет», 2010.129 с.

Издание соответствует требованиям Государственного образовательного стандарта высшего профессионального образования по направлению 140600 «Электротехника, электромеханика и электротехнологии», специальности 140604«электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов», дисциплине « Теория электропривода». Предназначено для студентов очной формы обучения.

Учебное пособие подготовлено в электронном виде текстовом редакторе MS Word 2010 и содержится в файле Курсовая-АЭП-ТПМиТК(электронная).doc

Курсовой проект оформляется согласно требованиям СПТ ВГТУ 62-2007

Табл. 14. Ил. 30. Библиогр.: 100 назв.

Рецензенты: кафедра автоматизации технологических

процессов Воронежского государственного архитектурно-строительного университета (зав. кафедрой д-р техн. наук, проф. В.Д. Волков);

д-р.техн. наук, проф. В.М. Питолина

Крысанов В.Н., Киселева О.А.,2010

 Оформление. ГОУВПО «Воронежский

государственный технический

университет», 2010

ГОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»

СПРАВОЧНИК МАГНИТНОГО ДИСКА

(кафедра автоматики и информатики в технических системах)

В.Н. Крысанов, О. А. Киселева

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД

ТИПОВЫХ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ

МЕХАНИЗМОВ: КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Учебное пособие

Курсовая-АЭП-ТПМи ТК(электронная).doc 3894 КБ 6,2 уч.-изд. л.

имя файла обьем дата обьем издания

Введение

Курс «Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов» (АЭП ТПМ и ТК) является одним из завершающих курсов в обучении студентов специальности 140604 (180400) «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов».В этом курсеу студентов формируются понятия и приобретаются ими навыки работы с комплектными автоматизированными электроприводами, используемыми в различных общепромышленных установках.

Содержание курсовой работы направлено на развитие у студентов навыков инженерного подхода к особенностям автоматизированных электроприводов типовых производственных механизмов и технологических комплексов, а также умения оценивать целесообразность применения типовых комплектных электроприводов для повышения рентабельности промышленных объектов.

Анализируя функциональные особенности технологического оборудования, в котором используются электромеханические системы с регулируемыми электроприводами, можно их свести к типовым группам оборудования:

- металло-, дерево -, и камнеобрабатывающие станки;

- резальное оборудование (гильотинные, барабанные, летучие ножницы, дисковые и ленточные пилы, резальные станки и др.);

- обжимное, кузнечное, прессовое и штамповочное оборудование;

- горнодобывающие (роторные и ковшовые экскаваторы, угледобывающие машины, буровое оборудование и др.);

- предназначенные для транспортировки и обработки гибких материалов;

- промышленные роботы и манипуляторы;

- подъемно-транспортноеобурудование (краны, транспортеры, конвейеры, рольганги, монорельсы, лифты и др.);

- электротранспорт;

- предназначенное для физической и химической переработки вещества и содержащее энергоемкие однодвигательные электроприводы с продолжительным режимом работы (насосы, компрессоры, вентиляторы, мельницы, дефибреры, смесители, центрифуги и др.);

- контрольно-испытательное (измерительные машины, испытательные стенды, имитаторы и др.);

- мониторинговое (телевизионные системы наблюдения за технологическим процессом, телескопы, радиотелескопы, оптические системы космического наблюдения и др.).

При исследовании вариантов применяемых электроприводов используют различные способы классификации, например, виды движения электродвигателей:

- вращательный;

- поступательный;

- линейный;

- многокоординатный.

Способы соединения двигателя с исполнительным органом:

- редукторный;

- безредукторный;

- конструктивно-интегрируемый.

Регулируемость выходной частоты:

- нерегулируемый;

- многоскоростной;

- регулируемый.

По числу исполнительных органов:

- индивидуальный;

- групповой.

По числу электродвигателей:

- однодвигательный;

- многодвигательный.

По степени автоматизации:

- ручной;

- полуавтоматический;

-следящий;

- позиционный;

- стабилизирующий;

- программный.

К классификационным признакам также относятся: функциональное назначение, принцип преобразования электрической энергии в механическую, структура электропривода и его техническая реализация, энергосберегающие возможности электроприводов, их электромагнитная совместимость с технологической средой.

Основные тенденции развития электроприводов:

- замена нерегулируемых электроприводов регулируемыми в энергоемком оборудовании (насосы, компрессоры, вентиляторы, кондиционеры и др.) с целью энергосбережения;

-расширение применения регулируемых электроприводов в промышленном оборудовании, транспорте, авиационной и космической технике, медицине, бытовой технике для достижения новых качественных результатов в технологии;

- распространение блочно-модульных принципов построения электроприводов, информационных средств, средств управления и систем управления в целом;

- внедрение систем диагностирования, обслуживания и визуализации технологических процессов.

Автоматизация современных технологических объектов сопровождается применением различных электромеханических систем, с помощью которых решается задача повышения качества продукции и эффективности технологического оборудования. Во многих случаях автоматические системы управления электроприводами следует рассматривать как взаимосвязанные системы, так как в состав технологического оборудования могут входить десятки электроприводов, объединенных по цепям управления, питания и нагрузки. Стремление к энергосбережению в результате замены нерегулируемых регулируемыми электроприводами приводит к необходимостирассматривать взаимосвязи электромеханических систем по цепям нагрузки в объектах.

Развязка или декомпозиция систем наиболее эффективно выполняется не только средствами и алгоритмами управления, но и использованием параметров и свойств электрических, механических и функциональных компонентов автоматизированных технологических комплексов, то есть тех компонентов, которые традиционно относятся к объектам управления и при проектировании систем считаются неизменными. Это важно учитывать при проектировании новых объектов и модернизации действующих.

Современные электроприводы с микропроцессорным управлением оснащены большой библиотекой программных средств, с помощью которых можно решать многие функциональные задачи управления технологическим оборудованием разного производственного оборудования.

Эти средства распространяются на нижний (управление локальным оборудованием) и средний (координированное управление оборудованием) уровни управления и ориентированы на связь с верхним (административным) уровнем.

Обеспечение оптимального управления в электромеханической системе с электроприводом подразумевает синтез таких алгоритмических средств, которые бы давали возможность достижения заданных технических и субъективных показателей качества управления в условиях активного воздействия возмущений.

Интенсивность любых производственных процессов неизбежно ведёт к росту нагрузки на различные агрегаты, возрастанию напряжений в элементах машин, ускорению темпов износа деталей и сокращению сроков их службы, поэтому часто возникает вопрос определения фактически действующих нагрузок и возможности демпфирования колебаний с помощью регулируемого электропривода.

В связи с большим многообразием промышленных комплексов и технологических процессах, где применяются автоматизированные электропривода постоянного и переменного тока, и необходимости поиска альтернативных решений выбора электроприводов для их модернизации, приведен расширенный список литературы, позволяющий студентам использовать необходимый материал для выполнения своего задания в курсовом проекте.

Содержание курсовой работы

В курсовой работе по дисциплине «Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов и технологических комплексов» проводится модернизация одного или нескольких электроприводов электромеханической системы, применяемой в производственном механизме или технологическом комплексе.

Курсовая работа должна содержать описание технологического процесса и самого оборудования.

Во введении курсовой работы необходимо отразить актуальность разрабатываемой темы и цель модернизации технологического объекта или промышленного комплекса, а также задачи, которые необходимо решить.

Пример введения курсовой работы

Введение

Актуальность темы:Научно-технический прогресс невозможен без применения регулируемого электропривода, поэтому при проектировании промышленных установок, транспортных средств, механизмов непрерывных технологий и т.д., характерны увеличение числа управляемых электродвигателей одной рабочей машины, усложнение функций, выполняемых электроприводом, а также взаимосвязь этих функций в едином цикле работы. Среди многообразия многодвигательных систем электропривода важнейшее место занимают следящие системы, воспроизводящие заданную траекторию движения рабочего органа в плоскости (двумерные системы) или в пространстве (трехмерные системы).

Характерным примером этого класса систем служат следящие системы многодвигательного электропривода копировально-фрезерного станка. Модернизация таких систем является актуальной.

Целью курсовой работы является модернизация электроприводов копировально-фрезерного станка.

В соответствии с данной целью в курсовой работе необходимо решить следующие задачи:

- проанализировать технологический процесс, выполняемый копировально-фрезерным станком;

- разработать требования к модернизированному электроприводу;

- провести обзор отечественных и зарубежных аналогов автоматизированных электроприводов, которые применяются или имеют возможность применения в заданном технологическом процессе;

- рассчитать мощность двигателя и преобразователя;

- обосновать выбор электроприводов для модернизации копировально-фрезерного станка;

- рассмотреть вопросы экономии электрической энергии в данном электроприводе, особенности конструктивного решения;

- проанализировать необходимость защит, используемых в данном комплектном электроприводе;

- рассмотреть вопросы параметрирования и наладки электропривода.

Курсовая работа должна содержать обзор отечественных и зарубежных аналогов автоматизированных электроприводов, которые применяются или имеют возможность применения в заданном технологическом процессе.

В работе должны быть обязательно сформулированы требования к модернизируемому электроприводу.

Пример требований, предъявляемых к электроприводу

Требования, предъявляемые к электроприводу дымососа промышленной котельной модели ДН12.5у:

- система управления электропривода должна поддерживать требуемую частоту от 0 Гц до 300 Гц;

- при динамическом торможении максимальное время торможения не должно превышать 15 с;

- электропривод должна иметь защиту потокоограничению, защиту от перегрузок и от перегрева;

- при срабатывании защиты на дисплей пульта управления должно выводиться соответствующее значение, пять последних сообщений защит должны запоминаться;

- параметры регулирования должны вводиться вручную с пульта управления, либо с помощью подключения к сетям с общепромышленными протоколами;

- электропривод должен сохранять работоспособность в среде со степенью загрязнения 3 по ГОСТ Р 50030.1;

- система управленияэлектропривода должна сохранять работоспособность при температуре от -10 до +40 градусов;

- система управления электропривода должна сохранять работоспособность при влажности до 85 % (без конденсата);

- обеспечить высокий ресурс системы управления;

- питание электропривода должно осуществляться от трехфазной сети с напряжением (380 – 460) В ±10 % и частотой (50 – 60) Гц ± 5 %.

Используя техническую документацию на комплектные автоматизированные электропривода постоянного и переменного тока, которые применяются в типовых промышленных механизмах и технологических комплексах в промышленности, справочную и техническую литературу, студент выбирает серийный электропривод для данного технологического процесса. Анализирует особенности механизма, влияющего на выбор электропривода.

Расчетная часть курсовой работы должна содержать:

- определение статических и динамических нагрузок, влияющих навыбор комплектного электропривода;

- расчет мощности двигателя и преобразователя;

- вопросы экономии электрической энергии в данном электроприводе, особенности конструктивного решения;

В работе должны быть рассмотрены вопросы:

- параметрирования и наладки электропривода;

- электромагнитной совместимости электроприводов и остального оборудования;

- защиты, используемой в данном комплектном электроприводе;

- необходимого технического обслуживания;

В каждой курсовой работе должен быть рассмотрен специальный вопрос, согласованный с преподавателем, касающийся специфики выбранной темы. В расчетной части могут быть заменены некоторые разделы, исходя из специфики выбранной темы.

В заключение курсовой работы необходимо отразить результаты анализа и проведенных исследований, а также обосновать необходимость модернизации электропривода данной электромеханической системы.