Департамента Ю. Ю. Шоймов Отделение: «Горная электромеханика» 2023 год Курсовая работа По курсу

Содержание курсовой работы.
Аннотация курсовой работы включает в себя следующие разделы:
1. Введение
2. Задание и исходная информация для курсовой работы.
3. Расчет мощности электродвигателя и выбор типа.
4. Расчет пусковых сопротивлений электропроводки.
5. Выбор электротехнических устройств, подключающих электросистему к сети.
6. Создание схемы автоматического управления электроприводом.
При этом приводится список использованной литературы, который пишется на листе формата А4 для аннотаций.
Чертеж выполнен на бумаге формата А1 и представляет собой схему автоматического управления электроприводом.
Методические указания к курсовой работе.
Разделы курсовой работы выполняются в порядке, указанном ниже.
Входить
Дана краткая характеристика преимуществ электроприводов и их значения на горнодобывающих предприятиях.
Задание и предварительная информация по выполнению курсовой работы
В курсовой работе проводится работа по выбору электропривода с асинхронным фазным ротором клетьевой подъемной машины.
Приведены скоростная диаграмма работы подъемной машины (рис. 1) и диаграмма изменения нагрузки (рис. 2) (табл. 1-2).

Рисунок 1. Скоростная диаграмма работы подъемной машины.

Рис. 2. Схема изменения нагрузки грузоподъемной машины
Вариант №18

Данный:

Вм =9,1	t2=25,2 с
Дб=2,3	t3=17,4 с
Вопрос=2614	θ=15 с
Гонконг=545	F1=2000 кг
К=1,24	F2=1200 кг
р=1,5	F3=400 кг
я = 8,1	F4=200 кг
η=0,94	F5 =0 кг
t1=17,4 с	F6=-200 кг

Диаграммы и таблицы имеют следующие обозначения:

Vm- максимальная линейная скорость м/сек.
Диаметр D-барабана, м
Вес Q-нагрузки в кг
Высота подъема Hk-груза, м
K-коэффициент, учитывающий сопротивления
описание p-динамического режима
передаточное число i-редуктора
ФИК η-редукторной передачи
t 1- t период ускорения время сек
t1 - время цикла плавного (стабилизированного) движения, сек.
t 3- время периода торможения сек.
th-пауза, сек.
F1-сила, действующая на барабан в начале подъема, кг.
F2-сила, действующая на барабан в конце ускоряющего движения, кг.
F3-сила, действующая на барабан в начале плоского движения, кг.
F4-сила, действующая на барабан в конце плоского движения, кг.
F5 – сила, действующая на барабан в начале замедляющегося движения, кг.

F6-сила, действующая на барабан в конце подъема, кг.

Расчет мощности электродвигателя и выбор типа.
Поскольку режим работы подъемной машины представляет собой повторяющуюся кратковременную переменную нагрузку, то в первую очередь рассчитывают среднюю величину мощности и скорость вращения электродвигателя. Тип двигателя выбирается в зависимости от оборотов и расчетной мощности. Затем по методу эквивалентных сил определяется количество мощности двигателя по мощности двигателя и в результате выбирается точная модель. Средняя мощность электроприводного двигателя подъемной машины определяется по следующей формуле:
Порин =(K*Q*H)/(102*T*ē) *p= *1,5=461 кБт
Здесь: К=1,1-1,25 – коэффициент, учитывающий сопротивление трения воздуха, трение в направляющих при прохождении полотна через шкив и обхвата барабана, а также сопротивление трения подшипников шкива и барабана при подъем и опускание груза. Вес поднимаемого груза составляет от 10% до 25%.
Q-вес поднимаемого груза, кг.
Высота подъема Н-груза, м
Время подъема Т-груза, с (Т=t1+t2 + t3)=17,4+25,2+17,4=60 с
ФИК η-трансмиссии (η=0,95 для одноступенчатой, η=0,85-0,9 для двухступенчатой)
p=1,5~1,6 – описание динамического режима ячейки.
Частота вращения двигателя рассчитывается по следующей формуле:
n=(60*Вм/Дб*p) *i= *8,1=612,4 об/мин
Vm = максимальная линейная скорость, м/сек.
Db = диаметр барабана, м
i= количество передач редуктора
Определение величины мощности двигателя по методу эквивалентных сил проводится в следующем порядке. На основе диаграммы изменения нагрузки, показанной на рисунке 2, величина эквивалентной силы рассчитывается по следующей формуле.
Feq= ==966,8 кг
Сумма ∑(F2*t) за периоды процесса подъема на диаграмме равна:
Для первого периода ускоренного движения (за время t1)
∑(F2*t)=(F12+F22)*t1/2 =(20002+12002)* =47328000 кг2 сек
Для второго периода прямолинейного движения (в течение времени t2)
∑(F2*t)=(F32+F3 *F4+F42)*t2/3 =(4002+400*200+2002)* =2352000 кг2 сек
Для третьего периода остановки (во время t3)
∑(F2*t)=F62*t3/3 =2002* =232000 кг2 сек
∑(F2*t)=∑(F2*t1)+∑(F2*t2)+∑(F2*t3)= 47328000+2352000+232000=49912000 кг2сек
Эквивалентное время определяется по следующей формуле:
Время = 2/3*(t1+t3)+t2+(1/3)*th = *(17,4+17,4)+25,2+*15=53,4 сек.
th - время паузы, сек.
Введя рассчитанные величины в формулу эквивалентной силы, находится ее величина.
Эквивалентная мощность двигателя равна:
Пэкв =FekvVm/(102ē)= =91,2 кБт
На основании рассчитанной эквивалентной мощности и рассчитанной выше частоты вращения выбирается тип двигателя, при этом либо остается выбранный ранее двигатель, либо выбирается другой двигатель.
АК3-13-52-8
Pn= 500 кБт
нн=740
Выбранный двигатель проверяется на безнагрузочную работу.
Коэффициент кратковременного напряжения определяется по следующей формуле:
ᵞn =Фмак/Фекв= =2,06
Рассчитанный номинальный коэффициент напряжения определяется по следующей формуле:
ᵞn =Mmak/Mn= =0,47
Максимальный крутящий момент определяется по следующей формуле:
Mmax=Fmax*Rb/(i*ƞv)= =310,4 [кг·м]
Здесь Fmax — максимальная величина силы удара.
Rb – радиус барабана, [м]
Номинальный крутящий момент определяется по следующей формуле:
М_н=975*Pn/nn= = 658,8 [кг·м]
Здесь Pn — номинальная мощность выбранного двигателя в кВт.
nn - номинальная частота вращения выбранного двигателя, об/мин.
Номинальный коэффициент напряжения двигателя не должен быть меньше расчетного номинального коэффициента напряжения, в противном случае будет выбран двигатель большей мощности и проведена повторная проверка напряжения.Записываются паспортные показатели выбранного двигателя.
Расчет сопротивлений при запуске электропривода.
Расчет пусковых регуляторов производится графически.Для этого необходимо построить пусковую схему электропривода, а по паспортным показателям электродвигателя построить естественное механическое описание электропривода.Затем пусковую схему соответствующего двигателя построен.
Построение естественного механического описания осуществляется в следующем порядке. Количества показателей естественного механического описания рассчитывают по следующей формуле:
М=2Мк/(С/Ск+Ск/С)
Здесь: Mk=lMn критический момент, Нм.
Мк=lMn=2.06*6452,7=13292,6 [кг·м]
Mn=(Pn/nn)*9550=*9550=6452,7 номинальный крутящий момент. Нм
Sk=Sn(l+ )=0,02( 2.06+ )=0,08 критическое скольжение
Sn=(nc-nn)/nc= номинальное скольжение
nc - синхронная частота вращения, об/мин, если она не указана в паспорте двигателя, определяется по следующей формуле:
нк=60ф/п
Здесь f=50 Гц частота переменного тока
количество полюсов р-двигателя.
Используя приведенные выше выражения, M_ки Sk величины вычисляются и записываются в формулу естественного механического описания. Текущему слипу S присваиваются суммы от 0 до 1, и по ним рассчитывается и заносится в таблицу сумма текущего M.
M=2Mk/(Sn/Sk+Sk/Sn)==6255,3 Н*м
М1=0
M2=2Mk/(S2/Sk+Sk/ S2)= =3272,02 Н*м
M3=2Mk/(S3/Sk+Sk/S3)= =6255,3 Н*м
M4=2Mk/(S4/Sk+Sk/S4)= =8740,3 Н*м
M5=2Mk/(S5/Sk+Sk/S5)= =10634,1 Н*м
M6=2Mk/(S6/Sk+Sk/S6)= = 12760,9 Н*м
M7=2Mk/(S7/Sk+Sk/S7)= =13292,6 Н*м
M8=2Mk/(S8/Sk+Sk/S8)= =13093,1 Н*м
M9=2Mk/(S9/Sk+Sk/S9)= =9491,5 Н*м
M10=2Mk/(S10/Sk+Sk/S10)= =6902,7 Н*м
M11=2Mk/(S11/Sk+Sk/S11)= =5347,1 Н*м
M12=2Mk/(S12/Sk+Sk/S12)= =3650,4 Н*м
M13=2Mk/(S13/Sk+Sk/S13)= =2632,2Н*м
M14=2Mk/(S14/Sk+Sk/S14)= =2113,3 Н*м
n1 =nc -ncS1 =750 об/мин
n2 =nc -ncS2 =750 -750*0,01 =742,5 об/мин
n3 =nc -ncS3 =750-750*0,02 =735 об/мин
n4 =nc -ncS4 =750-750*0,03 =727,5 об/мин
n5 =nc -ncS5 =750-750*0,04 =720 об/мин
n6 =nc -ncS6 =750-750*0,06 = 705 об/мин
n7 =nc -ncS7 =750-750*0,08 = 690 об/мин
n8 =nc -ncS8 =750-750*0,1 =675 об/мин
n9 =nc -ncS9 =750-750*0,2 =600 об/мин
n10 =nc -ncS10 =750-750*0,3 =525 об/мин
n11 =nc -ncS11 =750-750*0,4 =450 об/мин
n12 =nc -ncS12 =750-750*0,6 =300 об/мин
n13 =nc -ncS13 =750-750*0,8 =150 об/мин
n14=0
Берем масштаб L = 20 см и находим масштаб графика следующим образом.
ММ= = =664,63
Мнк= = =37,5
M'1 =0 n'1 = = =20см
M'2= = = 4,9 см n,2 = =см
M'3= = = 9,4 см n,3 = = =19,6 см
M'4= = = 13,2 см n,4 = = =19,4 см
M'5= = = 16 см n.5 = = =19,2 см
M'6 = = = 19,2 см n,6 = = =18,8 см
M'7= = = 20 см n,7 = =18,4 см
M'8= = = 19,7 см n,8 = = =18 см
M'9= = = 14,3 см n,9 = = =16см
M'10= = = 10,4 см n,10 = = =14см
M'11= = = 8 см n,11 = = =10,6 см
M'12= = = 5,5 см n,12 = = =8см
M'13= = =4 см n,13 = = =4см
M'14===3,2 см n,14=0
Таблица величин натуральных механических характеристик

С	0	0,01	0,02	0,03	0,04	0,06	0,08	0,1	0,2	0,3	0,4	06	0,8	1
М, Нм	0	3272.02	6255.3	8740,3	10634.1	12760,9	13292,6	13093.1	9491,5	6902,7	5347,1	3650,4	2632,2	2113.3
пп	750	742,5	735	727,5	720	705	690	675	600	525	450	300	150	0

В этой таблицеТакже следует ввести количества Sk и Mk.
На основе заполненной таблицы строится естественный график механического описания в I квадранте системы координат. В этом случае значения движущего момента отложены по оси абсцисс.и значения скольжения даны по оси ординат.
Схема ввода в эксплуатацию в следующем порядкебудет построено (рис. 4)
Горизонтальная линия, параллельная оси абсцисс, проводится из точки ординаты 0 оси координат S в естественном механическом описании. Максимальный предел M₁а количество минимальных моментов M2 определяется с помощью следующих выражений:
M1≤(0,8÷0,9)*Mk =0,8* =10634,08 Н*м
M2≥(1,1÷1,2)*Mc =1,2*592,7=711,24 Н*м
Статический крутящий момент Mc определяется следующим образом:
Mc=(F*Rb)/(i*ƞ )*g =*9,81 =592,7 Н*м
g=ускорение свободного падения м/сек2
Rb=диаметр барабана
М по оси абсцисс₁и М2 определяют предельные моменты и проводят от них две вертикальные линии, параллельные оси ординат, до пересечения с горизонтальной линией. Между точками М1 на оси абсцисс и О на оси ординат проводят горизонтальную линию от точки пересечения вертикальной линии, проведенной от М2, с вертикальной линией, проведенной от М1. Между точкой их пересечения и точкой О на оси ординат снова проводится прямая. Снова проводится горизонтальная линия от точки пересечения этой линии с вертикальной линией М2 до пересечения с вертикальной вертикальной линией М1. Вертикальные и горизонтальные линии продолжаются в этой последовательности. Последняя нарисованная горизонтальная линия должна совпадать с пересечением вертикальных линий М1 с графиком естественной характеристики. В противном случае диаграмма будет перестроена путем принятия других значений моментов М1 и М2 в пределах, указанных выше.Этот процесс можно повторить несколько раз. Прямые линии, проведенные от точки 0 на оси ординат до вертикальной линии М1, представляют собой искусственное механическое описание электропроводности.
М'М1 = = = 16 см
М'М2 = = =1,07 см
Величина пускового регулировочного сопротивления рассчитывается в следующем порядке.М₂Точки пересечения горизонтальных естественных и искусственных механических характеристик, проходящих через точку 0, с вертикальной линией, обозначены буквами, как показано на рис. 4. Определяется количество шагов запуска m.
Сопротивление обмотки ротора электродвигателя определяется по следующей формуле:
Рп=(Вверх*Сн)/ *Тема) = =0,02 Ом
Здесь Sn = номинальное скольжение
Напряжение ротора повышающего двигателя, В
Ip- ток ротора двигателя А
Рис. 4. Схема пуска асинхронного фазнороторного двигателя
Отклонение естественной механической характеристики от сопротивления ротора, учитывая, что отклонение искусственной механической характеристики пропорционально дополнительным сопротивлениям, определяют масштаб сопротивления и ступенчатые сопротивления. Для этого измеряют расстояние по вертикали М от горизонтальной линии, проходящей через точку Ан падения скорости на пусковой диаграмме, до естественной характеристики, то есть dn=vd мм.
МР = = =0,1
Затем резисторы реостата r по числу ступеней m₁,r2...rms найдены. По вертикальной линии М2 измеряют расстояние, соответствующее каждой ступеньке, и с помощью шкал сопротивлений определяют сопротивления по следующим выражениям.
Rhb=l1*MR =0,7*0,1=0,07 Ом
Rbc =l2*MR =19,2*0,1= 1,92 Ом
определены. Здесь ah=0,1см, l1=hb=0,7см, l2=bc=19,2см.
Абсолютное сопротивление реостата
Rpes = Rhb+Rbc =1,99 Ом