Курсовая работа: Система управления тиристорного электропривода продольно-строгального станка

При логическом сигнале «0»  на выходах обоих пороговых элементов на выходе ФСИ формирует синхроимпульс (сигнал логической «1»); который осуществляет разряд ёмкости - С2 ГПН через открывшийся транзистор V6. Напряжение ГПН начинает снова линейно нарастать от нуля до 10 B. домен превышения напряжения ГПН над управляющим Uу, поступающим c выхода УО через резистор R1фиксируется нуль-орган НО, который изменяя. свое состояние c «1» на «0», и происходит переключение RS-триггера, вызывая появление на выходе ФДИ импульса, который совместно с сигналам пороговых элементов ПЭ1 и ПЭ2 формирует управляющие импульсы на выходах усилителей импульсов УИ «а» или  УИ «х». Усилители импульсов собраны на транзисторах V9...V14, нагрузкой которых являются излучающиё диоды оптронных, тиристоров  или вводные устройства ВУ при использовании обычных тиристоров (без оптронного входа).

Вводное устройство (ВУ) служит для гальванического разделения силовой цепи и цепи управления и состоит из 12 импульсных трансформаторов - защитных диодов и резисторов.

Усилители импульсов имеют два входа : один для «своего» импульса, другой - для «чужого» поступающего с другого формирователя импульсов сдвигом на 60 эл. градусов. Это необходимо – для получения сдвоенных импульсов, обеспечивающих  нормальную работу трехфазной мостовой схемы выпрямления.

Управляющий орган (УО) выполнен  на микросхеме А2.2 и служит для согласование выхода сигнала регулирования с входами СИФУ, а так же для установки углов амин, амакс, анач. Начальный  угол регулирования (анач) устанавливается примерно 120 эл. градусов переменным резистором R20 при нулевых сигналах на входе УО. Угол  амин устанавливается резисторам R40, угол амакс - резистором R39.

3. Экономическая часть

3.1.1 Энергетические показатели систем электроприводов

Оценка свойств электроприводов осуществляется с помощью энергетических показателей. К их числу относятся:

- коэффициент полезного действия – к. п. д.;

- коэффициент мощности – cosφ;

- потери мощности - ∆P;

- потери энергии - ∆A.

Эти показатели широко используют при создании новых, так и оценке работы уже действующих электроприводов.

Очевидно, что предпочтение должно быть отдано тому электроприводу, который обеспечивает требования заданного технологического процесса рабочей машины и имеет более высокие по сравнению с другими вариантами энергетические показатели. Эти же показатели позволяют оценить и эффективность уже работающих электроприводов, указывают на необходимость проведения модернизации электропривода или выполнения мероприятий по их повышению. Обеспечение высоких энергетических показателей  работы электропривода весьма актуально в настоящее время, когда экономия энергетических и материальных ресурсов является задача первостепенной важности.

3.1.2 Расчетная таблица энергетических показателей систем электропривода

Таблица 12 – Энергетические показатели систем электропривода

Вывод: по результатам технико-экономического сравнения энергетических показателей проектируемого и базового вариантов получены лучшие показатели по разрабатываемому проекту:

- общий КПД электропривода составляет 0,85/0,88

- суммарные потери мощности составляют 15,79/11,83

- суммарные годовые потери энергии в установившемся режиме 63160/47320

- общие потери электроэнергии в электроприводе с учетом переходных процессов 131,62/136,13

- коэффициент мощности электропривода 0,8/0,85

Таким образом, энергетические показатели характеризуют более высокую эффективность проектируемого варианта.

4. Охрана труда

4.1 Организационные и технические мероприятия, обеспечивающие  безопасность работ при эксплуатации электропривода

Организационными мероприятиями, обеспечивающими безопасность работы в электроустановках являются:

- оформление работы нарядом или распоряжением;

- допуск к работе;

- надзор во время работы;

- оформление перерыва работы в работе, перевод на другое место после окончания работы.

Остановимся подробнее на некоторых из них.

Оформление работы нарядом или распоряжением. Наряд – это письменное распоряжение на работу в электроустановках, определяющее место, время начала и окончания работы, условия её безопасного проведения, состав бригады и лиц, ответственных за безопасность работ.

Допуск к работе. Перед допуском к работе ответственный руководитель и производитель работ совместно с допускающим проверяют выполнение технических мероприятий по подготовке места работы. Проверка оформляется подписью ответственного руководителя в графе «Подготовку рабочего места проверил». После проверки выполнения технических мероприятий производится допуск бригады, который заключается в том, что допускающий проверяет, соответствует ли состав бригады и квалификация включенных в нее лиц записи в наряде.

Надзор во время работы. С момента допуска бригады к работам надзор за ней в целях предупреждения нарушений техники безопасности возлагается на производителя работ или наблюдающего. Изменения в составе бригады с оформлением в наряде могут быть внесены ответственным руководителем работ по данному наряду или лицом, имеющим право выдачи наряда по данной электроустановки.

Технические мероприятия, обеспечивающие безопасность. Для подготовки рабочего места при работах с частичным или полным снятием напряжения должны быть выполнены в указанной ниже последовательности следующие технические мероприятия:

- производство необходимых отключений и принятие мер, препятствующих подаче напряжения к месту работы вследствие ошибочного или самопроизвольного включения коммутационной аппаратуры;

- вывешивание плакатов: «не включать – работают люди», «не включать – работа на линии», «не открывать – работают люди» и при необходимости установка ограждений;

- присоединение к «земле» переносных заземлений, проверка отсутствия напряжения на токоведущих частях, на которые должно быть наложено заземление;

- наложение заземлений (непосредственно после проверки отсутствия напряжения), т.е. включение заземляющих ножей или там, где они отсутствуют, наложение переносных заземлений;

- ограждение рабочего места и вывешивание плакатов: «Стой – высокое напряжение», «Не влезай – убьет», «Работать здесь», «Влезать здесь». При необходимости производится ограждение оставшихся под напряжением токоведущих частей; в зависимости от местных условий установка этих ограждений выполняется до и после наложения заземлений.

4.2 Техника безопасности при эксплуатации автоматизированных электроприводов

Характерным для эксплуатации схем автоматизированного управления электроприводами является то, что обслуживающий их персонал частично или полностью освобожден от ручных операций. Это значительно облегчает труд персонала, особенно в тех случаях, когда управление коммутационными аппаратами требует больших физических усилий.

В схемах управления автоматизированными электроприводами широко применяются контакторы, реле, сопротивления, выпрямители, тиристоры, различного рода датчики и блокировочные устройства.

Схемы автоматизированных электроприводов отличаются от схем ручного управления большей сложностью. Естественно, что электротехнический персонал, обслуживающий автоматизированные устройства, должен иметь значительно больший объем знаний, чем это требуется для обслуживания электроприводов с ручным управлением.

Перед тем как приступить к какой-либо работе по обслуживанию электропривода, проверяют состояние защитного заземления, но лишь при снятом напряжении. В отсутствии напряжения на электроприводе убеждаются с помощью указателя напряжения, при приближении которого к части электроустановки, заведомо находящейся под напряжением, он должен подтверждать наличие напряжения.

При осмотрах элементов работающего электропривода не следует приближаться к токоведущим частям электроустановки, необходимо проявлять осторожность при очистке элементов электропривода, так как такие работы, выполняемые без снятия напряжения, создают опасность для исполнения. Следует учитывать, что опасность, вызванная нарушением правил техники безопасности, при обслуживании электроприводов возрастает в цехах, которые относятся к категории помещений с «повышенной опасностью» и «особо опасных».

Без снятия напряжения с электроустановки, но с соблюдением мер предосторожности можно при эксплуатации выполнять такие работы, как чистку и обтирку корпусов электрооборудования, доливку масла в подшипники электродвигателей, замену трубчатых или пробочных предохранителей, шлифовку колец и коллекторов по специальным инструкциям.

Если требуется произвести какие-либо ремонтные работы в электродвигателях или аппаратах управления, а также заменить плавкие вставки открытого типа, то их поручают одному лицу после предварительного отключения электродвигателя или аппарата от источников питания не менее чем в двух местах (например, на щите и непосредственно на месте работы) рубильником, со снятием предохранителей. На месте работ, на рукоятках отключающих аппаратов, при помощи которых может быть подано напряжение, вывешивают предупредительные плакаты «Не включать – работают люди». По окончании работ плакаты снимают.

Если указанное отключение по каким-либо причинам не может быть выполнено, ремонтные работы производятся двумя лицами.

Ручное управление пусковыми устройствами, имеющими открытые токоведущие части, является операцией, могущей при несоблюдении правил техники безопасности представлять опасность для обслуживающего персонала, поэтому указанную операцию выполняют в диэлектрических перчатках, а перед пусковыми устройствами кладут изолирующие прокладки.

В процессе эксплуатации может возникнуть необходимость в том, чтобы открыть ящик пускового устройства, находящийся под напряжением. При напряжении электродвигателя выше 1000 В и установке его пускового устройства в цехе открывать ящик разрешается лишь лицу, имеющему необходимую для таких работ квалификацию. Если необходимо выполнять какие-либо работы внутри ящика, предварительно с ремонтируемого устройства снимают напряжение.

При вращении электродвигателей производить какие-либо работы в его цепях опасно, но если это все же необходимо, то нужно поднять щетки или полностью вывести реостат. Эту работу выполняют в диэлектрических перчатках или инструментом с изолированными рукоятками, стоя на резиновом коврике.

Если электродвигатель длительно работает с повышенной вибрацией (вредно для здоровья обслуживающего персонала), то её необходимо устранить в короткий срок.

5. Специальная часть

5.1. Возможные неисправности, причины возникновения и способы их устранения

Таблица 14 – возможные неисправности и способы их устранения

Заключение

В курсовом проекте был выполнен расчет системы управления тиристорного электропривода продольно-строгального станка.

Был выполнен расчет мощности главного двигателя станка, которая составила 41.4 кВт. Исходя из расчета, был выбран двигатель серии 4ПФ180S мощностью 45кВт. Для питания данного двигателя был выбран трехфазно мостовой тиристорный преобразователь серии ЭПУ 1-2-46-40,М рассчитанный на мощность 75кВт. Также были рассчитаны силовые тиристоры в схеме выпрямления преобразователя. Был выбран тиристор типа Т134-50 (Iм.ср=78,5А; Iн.в=50А; Uобр.м=50В; Uпр.м=100-1200В; ∆Uпорог=1,03В; Iобр ток утечки=6А). Мощность  силового согласующего трансформатора составила 57,1 кВт и был выбран трансформатор типа ТСП-100/0,7 УХЛ4 мощностью 93кВт.

Для защиты схемы и системы управления были выбраны аппараты защиты в силовой цепи, в цепи двигателя и в управляющей цепи. Для защиты силовой цепи были выбраны аппараты: быстродействующий автоматический выключатель QF1 марки ВА52-36 и контактор КМ1 марки МК3-20Е. Для защиты цепи двигателя были выбраны аппараты автоматический выключатель QF3 марки ВА51-32  контактор КМ2 марки КТ6023Б. Для защиты системы управления был выбран автоматический выключатель QF2 марки ВА51Г-25.

В экономической части курсового проекта было произведено сравнение существующего и проектируемого вариантов системы электроприводов. По результатам технико-экономического сравнения энергетических показателей, лучшие показатели показал проектируемый вариант.

В графической части курсового проекта были выполнены:

Лист 1 – Силовая и функциональная схемы тиристорного ЭП. Графики характеристик.

Лист 2 – Принципиальные схемы блоков и устройств системы управления ЭП.

Таким образом, выполненный курсовой проект соответствует объему задания, все вопросы раскрыты, результата расчетов подтверждаются техническими условиями, и таблицами. Расчетно-пояснительная записка оформлена с соблюдением требований ЕСКД, графическая часть в целом отвечает требованиям ГОСТов. В разработанном проекте нашли отражение новые современные решения по проектированию систем электроприводов.

Список используемой литературы

1.  Москаленко В.В. Электрический привод. – М.: Высшая школа, 2001

2.  Москаленко В.В. Системы автоматизированного управления электропривода. – М.: Инфра – М. 2004

3.  Ковалев Ф.И. Мостокова Г.П. полупроводниковые выпрмители. – М: Энергия, 1981

4.  Розанов Ю.К. Основы силовой преобразовательной техники – М.: Энергия, 1983

5.  Сандлер А.С. Электропривод и автоматизация металорежующих станков. – М.: Высшая школа, 1980

6.  Чиженко И.М. Справочник по преобразовательной технике. Киев, Техника, 1978

7.  Зимин Е.Н. Электрооборудование промышленных предприятий и установок. – М.: Энергоиздат. 1983

8.  Копылов И.П. Справочник по электрическим машинам, Том 1,2 – М.: Энергоиздат. 1989

9.  Справочник по ред. Замятина В.Я. и др. Мощные полупроводниковые приборы – тиристоры. – М.: Радио и связь. 1988

10.   Вахлер В.Л.Справочник. Насосные установки – М.: Металургия, 1987

11.   Перельмутер В.М. Справочник. Комплектно тиристорные электроприводы. – М.: Энергоатомиздат, 1988