Пояснительная записка дипломного проекта

http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Факультет вечернего и заочного обучения
Кафедра «Электропривод и автоматика промышленных установок»
Допускаю к защите
Заведующий кафедрой ___________ / Хорошавин В.С. /
Пояснительная записка дипломного проекта
На тему:______________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
ТПЖА _____________________ ПЗ
Разработал студент гр. ЭП
Фамилия И.О.
подпись
дата
Фамилия И.О.
подпись
дата
по организационноэкономическому разделу
Фамилия И.О.
подпись
дата
по безопасности
жизнедеятельности
Фамилия И.О.
подпись
дата
Фамилия И.О.
подпись
дата
Руководитель
Консультанты:
Нормоконтролер
Киров 2004
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Содержание
Введение
Стр.
4
1. Техническое описание козлового крана ЛТ-62
6
1.1. Технические данные крана ЛТ-62
15
1.2. Цель работы
16
2. Расчётная часть
18
2.1. Расчёт двигателей перемещения крана
18
2.1.1. Расчёт предварительной мощности двигателя
21
2.1.2. Расчёт статического момента на валу двигателя
22
2.1.3. Расчёт динамического момента на валу двигателя
23
2.1.4. Расчёт полного момента на валу двигателя
23
2.2. Выбор двигателя
24
2.3. Проверка двигателя по техническим условиям
25
2.4. Выбор преобразователя
30
2.5. Расчёт и построение естественной механической характеристики
двигателя
33
2.6. Выбор системы регулирования и расчёт показателей качества
регулирования
39
2.7. Моделирование динамических режимов работы привода в
пакете System View
43
2.8. Расчёт и выбор тормозного резистора
для моста передвижения
50
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дат
а
Лист
2
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
2.9. Расчёт размеров герметичного шкафа для преобразователя
51
2.10. Расчёт и построение нагрузочной диаграммы
52
2.11. Расчёт энергетических характеристик электропривода
53
3. Техническое описание и выбор устанавливаемого
оборудования преобразователя
56
4. Охрана труда и техника безопасности при обслуживании
козлового крана
76
4.1. Анализ травмоопасных и вредных производственных
факторов
77
4.2. Технические характеристики крана
77
4.3. Технологический регламент процесса
79
4.4. Карта аттестации рабочего места по условиям труда
80
4.5. Средства защиты от травмоопасных и вредных
производственных факторов
84
4.6. Выбор средств защиты от поражения электрическим током
88
4.6.1. Расчёт защитного заземления для крана
89
5. Экономический расчёт
93
6. Заключение
107
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
3
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Введение
Возрастающие технологические требования к качеству
производственных процессов, необходимость использования высоких
технологий обуславливают устойчивую тенденцию внедрения в
различные отрасли промышленного производства современных
регулируемых электроприводов.
В настоящее время самым распространённым двигателем
промышленных электроприводов является трёхфазный асинхронный
двигатель с короткозамкнутым ротором. Он является в настоящее время
самым простым, надёжным и дешёвым электроприводом в широком
диапазоне частоты вращения и мощности.
Применение частотно-регулируемого асинхронного электропривода в
механизмах подъёмно-транспортного оборудования является
эффективным методом повышения технологичности производства.
Использование таких приводов позволяет:
1. Значительно, до 40% снизить энергопотребление крана, что особенно
актуально при растущих тарифах на энергоносители.
2. Осуществить разгон и торможение двигателя плавно, по линейному
закону от времени, при варьировании времени разгона и времени
торможения от долей секунд до 50 минут.
3. Повысить комфортные показатели при движении крана и
долговечность механического оборудования благодаря плавности
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
4
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
переходных процессов.
4. Защитить двигатель от перегрузок по току, перегрева, утечек на
землю и от обрывов в цепи питания двигателя.
5. Снизить эксплуатационные расходы на капитальный ремонт
оборудования за счёт значительного снижения динамических нагрузок в
элементах кинематической цепи.
6. Изменять скорости и ускорения движения механизмов крана
применительно к конкретным технологическим задачам.
Эффективность и экономичность таких приводов в значительной
степени зависит от правильности выбора номинальных параметров их
основных элементов, т.е. двигателя и преобразователя частоты.
Преобразователь ALTIVAR 71, применяемый для модернизации в
данном крановом приводе, обладает всеми необходимыми функциями
для управления крановыми приводами. Контроль состояния тормоза,
позиционирование с помощью концевых выключателей, выравнивание
нагрузки, управление тормозом, адаптированное для механизмов
перемещения, управление моментом, измерение нагрузки – это далеко не
полный перечень возможностей данного преобразователя.
Крановые электроприводы с этими преобразователями прошли проверку
и испытание при работе не только в России, но также за рубежом,
поэтому компания Schneider Electric, выпускающая данную приводную
технику, получила положительные отзывы со стороны потребителей.
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
5
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
1. Техническое описание козлового крана ЛТ-62
В данном дипломном проекте проведена модернизация электропривода
козлового крана ЛТ-62 для более надёжного и экономичного
использования оборудования, которое позволяет более безопасно и
эффективно осуществлять работу при пусковых и тормозных режимах
для передвижения крана.
Козловой кран ЛТ-62(перегрузчик хлыстов), предназначен для разгрузки
хлыстов или деревьев с лесовозного транспорта, при создании запасов
на нижних складах леспромхозов, для подачи их к раскряжевочным
агрегатам, а также для погрузки на лесовозный транспорт и других
погрузочно-разгрузочных работ.
1.1.
Устройство и работа составных частей перегрузчика
Схема перегрузчика представлена на сборочном чертеже крана.
Несущая конструкция перегрузчика состоит из решётчатого ригеля 1,
опирающегося на одну жёсткую 2 и одну шарнирные опоры, которые
установлены на одну жёсткую 2 и одну шарнирную опоры, которые
установлены на двух механизмах передвижения с ведущими катками 4
и двух ведомых катках 5. В концевых участках ригеля расположены две
грузовые лебёдки 6 и лебёдка 7, для перемещения грузовой тележки.
На жёсткой опоре установлена кабина 8. На двух полиспастах подвешен
грузозахватный орган – траверса с грейфером 9. По рельсам,
Лист
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
6
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
установленным по верху ригеля, перемещается грузовая тележка 10.
Перегрузчик обеспечивает три основных рабочих движения: подъём и
опускание траверсы с грейфером 9 или крюковой подвеской,
передвижение грузовой тележки и передвижение перегрузчика. Грейфер
обеспечивает захват лесоматериала, поворот его и укладку без помощи
стропальщика. Токопровод к перегрузчику осуществляется троллеями,
к грейферу – гибким кабелем 11. Для электропитания перегрузчика на
жёсткой опоре должен быть установлен балкон с троллейным
токосъёмником. Ограничение хода перегрузчика по рельсовым путям
осуществляется с помощью линейки ограничительной, установленной в
конце рельсового пути, которая воздействует на конечный выключатель,
расположенный на ведущей тележке механизма передвижения. В конце
пути устанавливаются тупиковые упоры.
Металлоконструкция перегрузчика (см. ТПЖА.482170.934.01.СБ)
состоит из ригеля 1 прямоугольного сечения, состоящего из отдельных
секций, позволяющих по их соединению изменять пролёт перегрузчика,
шарнирной опоры 3, состоящей непосредственно из жёсткой ноги, двух
вставок: верхней, с установленной в ней кабиной и нижней, а также
лестницей. По верху ригеля уложены рельсы, снабжённые тупиковыми
упорами 13. Металлоконструкция опирается на фланцы затяжек, которые
соединяются с ведущими и ведомыми тележками балансированными
осями. Шарнирная опора соединена с ригелем посредством шарнира 15,
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
7
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
а с торцов ригеля закреплены балки с направляющими блоками 16.
Механизм передвижения с ведущими катками и катки ведомые.
Механизм передвижения с ведущими катками (рис.2) состоит из рамы 1,
двух ходовых колёс 2 с зубчатыми венцами 3, опоры 4, промежуточной
шестерни 5, противоугонного захвата 6 и привода.
С торцов рамы установлены щиты 7, предназначенные для очистки
рельсов от посторонних предметов. С помощью винта 8 противоугонные
захваты зажимают головку рельса, благодаря чему перегрузчик
удерживается от перемещения.
Привод, состоящий из электродвигателя 9, муфты 10, тормоза 11,
редуктора 12 и выносной опоры 13, смонтирован на отдельной раме и
с помощью шестерни 14, зацепляется зубчатым венцом одного колеса.
На одном из механизмов передвижения установлен конечный
выключатель 15, ограничивающий движение перегрузчика по рельсовым
путям. Колёса и тормоз закрыты кожухами. С одной стороны механизма
установлен упругий упор 16.
Катки ведомые отличаются от механизмов передвижения отсутствием
привода, зубчатых венцов на колёсах и промежуточной шестерни. При
работе двух и более перегрузчиков на одном рельсовом пути на
ведомых катках должны быть установлены отключающие штанги.
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
8
9
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Механизм передвижения
13
4
14
9
16
1
1008
8
6
5
3
2
12
15
7
10
11
Рис.2.
Кинематическая схема механизма передвижения
1
3
2
6
4
5
Рис.3.
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
9
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Обозначения на рис.3:
1 – тормоз;
2 – двигатель;
3 – муфта;
4 – редуктор;
5 – открытая зубчатая пара;
6 – ходовое колесо.
Лебёдка тяговая.
Лебёдка тяговая (для передвижения грузовой тележки) (рис.3) состоит из
рамы 1, редуктора 2, тормоза 3, тормозной муфты 4, электродвигателя
5, барабана 6, подшипника 7. Тормоз закрыт кожухом 8.
Канат тяговой лебёдки закреплён нижней ветвью на грузовой тележке,
верхней опирается на роликовую опору, установленную на грузовой
тележке.
Лебёдка грузовая.
На перегрузчике установлены две грузовых лебёдки (рис. 4),
работающие одновременно, с их помощью производится подъём
траверсы с грейфером. Лебёдка грузовая состоит из рамы 1, редуктора
2, барабана 3, опоры барабана 4, тормоза 5, тормозной муфты 6,
электродвигателя 7. Тормоз закрыт кожухом 8.
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
10
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Лебёдка грузовая
2
3
4
11
10
9
8
5
6
7
1
Рис.4.
Кабина.
Металлический каркас кабины 1 (рис. 5) полностью остеклён
небъющимся стеклом, обшит внутри теплоизоляционным материалом,
древесно-волокнистой плитой и пластиком. Кабина имеет распашную
дверь 2, фонарь 3, с раздвижным окном. Кабина устанавливается на
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
11
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
площадку верхней вставки жёсткой опоры перегрузчика. Кабина
снабжена регулируемым по высоте и горизонтали поворотным сидением
4 и электротепловентиляторами 5. Расположение в кабине
электрооборудования и другого оборудования представлено на рис. 5.
В кабине установлены контроллеры 12, которыми производится
управление краном. Рычаги приводов контроллеров выведены на пульте
управления. Нулевые положения контроллеров должны совпадать с
нулевыми положениями табличек и рукояток управления. Рабочие
перемещения рычагов должны совпадать с направлениями движения
груза.
Тележка грузовая.
Тележка грузовая (рис.6) состоит из рамы 1, грузовых блоков 2 и
ходовых колёс 3.
На верхней плоскости тележки установлены пять поддерживающих
роликов 4, исключающих трение тягового и грузового канатов о раму
тележки. Тяговый канат при помощи талрепов, закреплён на раме
тележки. С торцов рамы тележки закреплены деревянные брусья 6,
смягчающие удары тележки о тупиковые упоры ригеля; тележка имеет
металлический настил, ограждения и ремонтные площадки 8. В раме
тележки имеется гнездо 9 для установки крана ручного консольноповоротного. Для предохранения тележки грузовой от опрокидывания в
процессе работы на раме устанавливаются четыре
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
12
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
противоопрокидывающих захвата 7, по два с каждой стороны, которые
находятся в зацеплении с рельсом.
Траверса.
Траверса (рис.7) состоит из балки 1, двух пар блоков 2 и специального
устройства 3 для навешивания грейфера или крюковой подвески.
Подвод электропитания к грейферу.
Рис.7. Траверса
2
1
3
Схема подвода электропитания к грейферу
Вдоль ригеля на крюках установлен канат, по которому на кольцах
скользит гибкий кабель. На площадке грузовой тележки
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
23
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
установлена стойка, на которой фиксируется кабель. За счёт
собственного веса кабель свисает прямо в корзину, установленную на
траверсу.
Электрооборудование.
Перегрузчик рассчитан для работы от электрической сети трёхфазного
переменного тока, напряжением 380 вольт, частотой 50 герц. Цепь
управления электроприводами перегрузчика выполнена также на
переменном токе, напряжением 380 вольт, а цепь управления грейфером
на 110 вольт. Цепь общего освещения выполнена на 220 вольт, а цепь
освещения в кабине и на ригеле – 12 вольт, через трансформатор
380/110/12В.
Цепь для ремонтного освещения выполнена через тот же понижающий
трансформатор, напряжением высокой стороны 380 вольт и вторичной
обмотки на 12 вольт.
Для приводов механизма перегрузчика применяют крановые
электродвигатели с фазным ротором, рассчитанные для работы в
повторно-кратковременном режиме. Обмотки электродвигателей для
работы от трёхфазной сети напряжением 380 вольт соединены в звезду.
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
14
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
1.2. Технические данные
1.2.1. Основные параметры и характеристики приведены в табл.1.
Таблица 1 Основные параметры и характеристики крана
Наименование показателей
Грузоподъёмность номинальная, т
Наибольшая высота подъёма груза, м
Скорость подъёма груза, м/мин
Норма
32
11,8
13,4  1,0
Скорость передвижения тележки
32,6  1,0
Скорость плавной посадки груза
12,0  1,0
Скорость передвижения перегрузчика
51,0  2,0
Установленная мощность, кВт, не более 129
Режим работы двигателей, ПВ %
средний 25
Длина пролёта, м:
40 – 0,04
Масса конструктивная, т
95,6
1.2.2. Технические данные канатов, установленных на перегрузчике,
приведены в таблице 2.
Наименование
Диаметр, мм
Длина
пролёт, м
32
40
Обозначение
Канат грузовой
(2 конца)
21,5
187
203
21,5-Г-В-Н-180 ГОСТ 3079-69
Тяговой канат
передвижения
тележки
15,0
102
126
15-Г-1-Н-170 ГОСТ 3081-69
1.2.3. Технические данные лебёдки грузовой:
– Тяговое усилие номинальное, Н – 3899
– Тяговое усилие максимальное, Н – 4506
– Диаметр каната, мм – 21,5
– Число слоёв навивки – 1
– Диаметр барабана, мм –571,5
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
12
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
– Передаточное число редуктора У2У-400Н-25-22М – 25
1.2.4. Технические данные механизма передвижения перегрузчика:
Передаточное число редуктора У2У-200-12,5-22 – 12,5
Передаточное число открытой зубчатой зубной пары – 2,82
Общее передаточное число – 35,4
Диаметр ходового колеса, мм – 600
1.2. Цель работы
В настоящее время большинство крановых механизмов, также как
данный кран ЛТ-62, снабжено асинхронными двигателями с фазным
ротором. Процесс пуска осуществляется по характеристикам реостатного
управления, когда из ротора дискретно выводятся ступени
сопротивления. Торможение крана осуществляется за счёт использования
режима противовключения двигателя. Частые переключения из
двигательного в тормозной режим при подходе к заданной точке
останова механизма перемещения крана приводят к возникновению
максимальных ударных моментов двигателя, ускоренному выходу его из
строя и снижению времени безаварийной работы. Режим пониженной
скорости обеспечивается введением в ротор сопротивлений, что связано
с возрастанием скольжения двигателя и увеличением электрических
потерь. Отсюда следует, что применяемая система асинхронного
электропривода не решает технологических задач и приводит к
повышенному энергопотреблению.
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
16
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Использование частотно-регулируемого асинхронного электропривода с
короткозамкнутым асинхронным двигателем позволяет существенно
повысить надёжность работы подъёмного крана, увеличить период его
безаварийной работы и уменьшить электропотребление.
Поэтому целью данной работы является модернизация привода
передвижения крана, то есть выбор такого преобразователя частоты,
который будет обеспечивать плавный пуск асинхронного двигателя, а
значит, плавное изменение момента двигателя, потому что
электропривод перемещения крана при пуске обладает большими
маховыми массами и большим диапазоном регулирования по скорости
по сравнению с другими приводами крана. Но прежде выбора
преобразователя необходимо рассчитать мощность механизма и
асинхронного короткозамкнутого двигателя, которым нужно заменить
применяемый двигатель с фазным ротором.
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
17
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
2. Расчётная часть
2.1. Расчёт двигателей перемещения крана
Грузоподъёмные машины характеризуется степенью загрузки.
Коэффициент использования крана по грузоподъёмности:
К гр 
Qср
Qном
, К гр 
30000
 0,94 ,
32000
(2.1)
где Qср  30000кг – среднее значение поднимаемого груза за смену, кг.
Кран имеет чётко выраженный циклический режим работы, поэтому
для него характерна типовая циклограмма работы козлового
крана(рис.1.1).
Типовая циклограмма работы крана
Операция с грузом
Возврат к исходному
положению
v
Подъём
0
1
2
t,c
v
Передвижение крана
0
t,c
v
Передвижение
тележки
0
Застроповка
Расстроповка
t,c
Время цикла
Рис.1.1.
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
2
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Данные для расчёта:
грузоподъёмность на крюке, кг: Q1  32000кг;
масса моста, кг: J m  88000кг;
масса тележки с траверсой, кг: J t  3000кг;
номинальная скорость передвижения перегрузчика, м/с: vном = 0,85м/с ;
КПД механизма передвижения: = 0,85 ;
диаметр цапфы(подшипников) ходового колеса: d = 0,15м;
диаметр ходового колеса: D = 0,6м;
передаточное отношение механизма: i = 35,4;
передаточное отношение редуктора: i р = 12,5 ;
передаточное отношение открытой зубчатой зубной пары: i ЗП  2,82;
коэффициент трения качения колеса:   0,5  103 ;
коэффициент трения качения реборды колеса: k p  2;
коэффициент формы ходового колеса: k рб  1,3 ;
коэффициент трения в подшипнике: f = 0,015;
коэффициент, учитывающий режим работы механизма, вид
управляющего устройства и электропривода, см. табл. в [],
для асинхронного односкоростного двигателя в системе частотного
регулирования: k Т  1,15 (при лёгком режиме работы, 60 включений в
час);
маховый момент ротора двигателя, кг  м2 : J d  0,538кг  м 2 ;
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
19
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
маховый момент тормозного шкива, кг  м2 : Jsh  0,065кг  м2 ;
маховый момент муфты, кг  м2 : J mf  0,7кг  м 2 ;
номинальная скорость вращения ротора, об/мин: n ном  945об / мин;
требуемое ускорение при пуске, м / с2 : a  0,5м/с2 ;
время разгона, с: t =4с;
сервис-фактор(допустимая перегрузка двигателя при номинальном
напряжении и частоте питающего напряжения) для электродвигателей
принимаем   1;
коэффициент запаса, с учётом влияния динамических нагрузок,
принимаем согласно ТЗ: k Z  1,15;
коэффициент влияния масс механизма:   1,1;
коэффициент снижения момента от температуры окружающей среды,
для температуры окружающей среды 40 С : f t  1;
коэффициент снижения момента при высоте над уровнем моря выше
1000м над уровнем моря: f h  1;
коэффициент снижения момента при посадках напряжения питания;
согласно ТЗ напряжение питания 380  10% В, так как максимальный
момент уменьшается согласно квадрату напряжения, при его посадке на
10% значение коэффициента снижения момента будет f U  0,92  0,81;
коэффициент снижения момента при скорости вращения ротора выше
синхронной f   1 ;
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
20
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
число приводных колёс: n pr  2;
общее число колёс: n = 4;
число механизмов передвижения: n К  2 ;
ускорение свободного падения, м / с2 : g = 9,81;
масса редуктора, кг: 50кг;
масса ходового колеса, кг: 40кг
2.1.1. Расчёт предварительной мощности двигателя
Расчётная статическая мощность для козловых и любых кранов,
работающих на открытом воздухе, кроме судовых или работающих в
портах, с учётом ветровой нагрузки, определяется по формуле:
Pст.г 
vном 

 f  d  2

3
3
G

Q
k



160
0,8
G

0,2
Q


1 

рб

103   
D



Pст.г 
0,85

103  0,85


(2.2)


 0,015  0,15  2  0,5  103

  91000  32000  
1,3  0,01  160 0,8 3 G  0,2 3 Q  
0,6






 8,9кВт.
Расчёт предварительной мощности производится по формуле:
PC 
Pст.г 8,9
=
 8,1кВт.
k Т 1,1
(2.3)
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
21
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
2.1.2. Расчёт статического момента на валу двигателя
Для крановых механизмов типовая продолжительность включения
принята ПВ% = 40%. Поэтому расчётные моменты будут относится к к
стандартным ПВ в расчётах.
Для расчёта принимаем следующие условия:
1) два электропривода, по одному на каждой торцевой балке;
2) тележка с краю,(т.е. нагрузка на электропривод моста делится
поровну, а нагрузка от тележки и груза полностью воздействует на
один из приводов).
Статический момент на валу наиболее нагруженного двигателя равен:
J

k p  m  J t  Q1   f  d  2     g
2

M st  
;
2i
(2.4)
 88000

2
 3000  32000   0,015  0,15  2  0,5  103   9,81
2

M st  
 83,7Н  м.
2  35,4  0,85
Статический минимальный момент на валу двигателя (без учёта груза):
M st.min
M st.min
J

kp  m  Jt f  d  2    g
2

 
;
2i
(2.5)
 88000

2
 3000   0,015  0,15  2  0,5  103   9,81
2

 
 49,8Н  м.
2  35,4  0,85
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
22
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
2.1.3. Расчёт динамического момента на валу двигателя:
Динамический момент на валу двигателя равен:
J
 2
0,975   m  Q1   vном
g
  (J d  Jsh  J mf )  n ном  g
2


Md 

;
375  t
n ном  t  
(2.6)
1,1  (0,538  0,065  0,7)  945  9,81 0,975  (44000  32000)  0,852  9,81
Md 


375  4
945  1,7  0,85
 172,3Н  м.
Динамический минимальный момент на валу двигателя(без груза):
Md.min
M d.min
J  2
0,975   m   v ном
g
  (J d  Jsh  J mf )  n ном  g
2 



;
375  t
n ном  t  
(2.7)
1,1  (0,538  0,065  0,7)  945  9,81 0,975  44000  0,852  9,81



375  1,7
945  1,7  0,85
 103,5Н  м.
2.1.4. Расчёт полного момента на валу двигателя:
Максимальный момент на валу электродвигателя при пуске механизма
будет равен:
M max 
M st  M d
83,7  102,3
; Mmax 
 229,6Н  м.
f t  fh  f U  f
1  1  0,81  1
(2.8)
Минимальный момент на валу электродвигателя при пуске механизма
будет равен:
M min 
M st.min  Md.min 103,5  49,8

 189,2Н  м.
f t  fh  f U  f
1  1  0,81  1
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
(2.9)
Лист
23
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
2.2. Выбор двигателя
Двигатель выбирается по номинальному моменту по двум критериям.
Первый критерий – номинальный момент двигателя должен быть больше
статического расчётного момента приведённого к валу одного двигателя:
Mн 
Mst  k Z
, где n – количество двигателей;
n
Mн 
83,7  1,15
 96,2Н  м.
11
(2.10)
Для электродвигателей принимаем кратность максимального момента
по отношению к номинальному:  дв 
M max
 3.
Mн
(2.11)
Тогда, согласно второму критерию номинальный момент одного
двигателя должен быть не меньше момента:
M н.дв 
M max
229,6
; Mн.дв 
 76,5Н  м.
 дв
3
(2.12)
Исходя из двух условий: Mн.дв  76,5Н  м.
Для данных условий подходят двигатели, приведённые в таблице 3.
Номинальный момент двигателя МТКF (H) 412-6 равен:
Мн.дв 
PH 30  PH 11000  30


 115,4Н  м.
Н   n Н
3,14  910
(2.13)
Значит, Mн.дв  115,4Н  м  76,5Н  м.
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
24
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Технические характеристики двигателя МТКF (H) 311-6. Таблица 3
f,
Гц
Uн,В Pн,кВт, КПД,
S3%
40%
cos 
50
Гц
380В 11кВт
0,76
Jдв, кг  м
2
0,213 кг  м
2
77,5
Масса m,
кг
155кг
I1Н , А М п ,
n ном ,
М макс ,
Iп , А
об / мин
Нм
Нм
910об/мин 28,5
А
373
Нм
383 Н  м
Число пар
полюсов, p
3
130А
Степень защиты
по ГОСТ 17516-72
IP44
2.3. Проверка двигателя по техническим условиям
2.3.1. Проверка запаса сцепления колёс
Электропривод механизмов передвижения необходимо проверить по
запасу сцепления при пуске и торможении для наиболее
неблагоприятных условий работы. Запас сцепления должен
удовлетворять условию:
K 
J pr  
 a n pr
d
без груза
Wпер
 J kr   
 
n
D
g
 1,1,
(2.14)
где а – ускорение моста, из формулы:
a
vном 0,85

 0,2м / с2 ;
t
4
(2.15)
J pr  суммарное давление на приводные колёса при условии, что
тележка находится посредине моста и без груза,
J kr  суммарное давление на колёса при условии, что тележка
находится посредине моста и без груза,
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
25
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
без груза
Wпер
 сопротивление качения моста колёс без груза,
определяется по формуле:
без груза
Wпер
 kр   Jt  Jm 
d
;
D
без груза
Wпер
 2   3000  88000 
(2.16)
0,5  103  0,15
 22,7кг.
0,6
Суммарное давление на приводные колёса равно:
J pr 
J t  J m n pr
3000  88000 2

; J pr 
  22750кг;
2
n
2
4
(2.17)
суммарное давление на колёса равно:
J kr 
Jt  Jm
3000  88000
; J kr 
 45500кг.
2
2
(2.18)
Запас сцепления равен:
K 
22750  0,2
 4,8  1,1 
 0,2 2
3 0,15 
22,7  45500 
  0,5  10 
0,6 
 9,81 4
(2.19)
следовательно, условие выполняется.
2.3.2. Проверка выбора электродвигателя по максимально
допустимому ускорению
Условия сцепления определяют верхний предел ускорений.
Максимальные значения средних ускорений для открытого воздуха
должны быть не больше:
a макс  0,85  0,2 ,
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
(2.20)
Лист
26
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
где   отношение числа приводных колёс к общему числу колёс.
Минимальное ускорение определяется максимально возможным временем
пуска:
а мин 
vном
.
t макс
(2.21)
Проверка выполнения условий сцепления производится для реального
ускорения выбранного двигателя:
1 103 k П  П  Pном  Pст.г   
а 
,
   J m / 2  J t  Q1  vном 
где  
J
JП

(2.22)
(2.23)
отношение суммарного момента инерции к моменту инерции
поступательно движущихся масс;
k П  коэффициент использования двигателя по пусковому моменту,
 П  кратность отношения максимального пускового момента к
номинальному моменту двигателя, примем  П  3 ; k П  0,9 при пуске
двигателей от ТП постоянного или переменного тока, см. справочник по
крановому электроприводу, [].
Найдём радиус приведения для механизма:

D
0,6

 0,008.
2  i 2  35,4
(2.24)
Суммарный момент инерции равен:
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
27
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
J   k З (Q1  J m  J t )2 ,
(2.25)
J   1,3(32000  88000  3000)0,0082  10,2кг  м2 ;
где k З  коэффициент запаса, принимается равным 1,3.
Момент инерции поступательно движущихся масс равен:
J П  0,2J дв 
2
91 J m  J t  0,7Q1  vном
n К  n 2ном  
(2.26)
;
9188000  3000  0,7  32000  0,85 2
J П  0,2  0,213 
 5,9кг  м 2 ;
2
0,77  2  910
коэффициент  равен:
 
10,2
 1,7.
5,9
Требуемое ускорение по условиям сцепления с рельсами равно:
3
1 10  0,9  3  0,85  11  8,1  0,85  
2
а

  0,2м / с .
1,7   32000  44000  3000  0,85 
(2.27)
Тогда время пуска при данной скорости перемещения:
vном 0,85
(2.28)

 4,2с  4c.
а
0,2
Согласно рекомендуемым значениям посадочных и доводочных
tП 
скоростей механизмов кранов различного назначения на основе практики
многолетней эксплуатации, согласно табл. 1.4, см. [], для козлового
лесопогрузчика принимаем минимальную скорость передвижения крана:
vмин  0, 2м / с ; максимальную скорость передвижения крана принимаем
согласно технических условий: vмакс = 0,85м/с.
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
28
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
2.3.3. Проверка электродвигателя по тепловому режиму
Для этого проведём расчёт увеличения потерь на регулировочных
характеристиках систем параметрического регулирования, которое
учитывается с помощью коэффициента:
k р  1  1,2(р.р   р.р.б ), k р  1  1,2(0,1  0,05)  0,94;
(2.29)
где р.р  продолжительность включения при регулировании, в
зависимости от группы режимов работы механизма по ГОСТ
25835-83, для данного крана:  р.р  0,1 (режим работы 4М; ПВ =40%;
среднее число включений в час: ( Nв.ср  120 ), см. табл. 6.4, [];
 р.р.б  базовая продолжительность включения при регулировании,
принятая при расчёте зависимости экв. от числа включений, см. рис.
6.5, []. Примем при 
экв.б
 0,94 для односкоростного асинхронного
двигателя в системе частотного регулирования: р.р.б  0,05.
Найдём эквивалентный КПД, характеризующий энергетические
характеристики кранового электропривода:
экв. 
экв.б
2
экв.б  экв.N J   n макс 
1

экв.N
1,2J дв  1000 
,
(2.30)
где экв.N  эквивалентный КПД, определяемый по графикам рис. 6.5,
см. [], при числе пусков N в ; примем экв.N  0,78 при N в  120;
n макс  синхронная частота вращения двигателя, n макс  1000об / мин.
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
29
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
экв. 
0,94
0,94  0,92
10,2  1000 
1



0,92
1,2  0,213  1000 
2
 0,5
Общая расчётная формула для выбора мощности двигателя по
тепловому режиму:
р
k з k экв k н
Pном.т 
ном
k0kр
где Pст.ном 

экв.б
экв.б
Pст.ном ;
 k д (экв.б  экв. )
(2.31)
Pст.г 8,9

 4,4кВт, р  0,4 , согласно табл. 6.4, см. [],
2
2
k 0  1,
см. рис.6.12, [].
1  0,63  1 
Pном.т 
0,4
0,4
1  0,94

0,94
8,8
=5,6кВт .
0,94  1(0,94  0,5) 2
Двигатель удовлетворяет по теплу, так как PH  Pном.т = 5,6кВт.
2.4. Выбор преобразователя
Для двигателя существует уравнение равенства механической и
электрической энергии:
M max 

 n ном  3  I max  U Н  cos   ,
30
(2.32)
где n ном  номинальная частота вращения двигателя;
U H  номинальное напряжение сети;
cos  коэффициент мощности, находим по таблице технических
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
30
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
характеристик.
Исходя из этого, максимальный потребляемый ток двигателя
вычисляется по формуле:
I m ax 
Imax 
  M max  n ном
30  3  U Н  cos   
(2.33)
;
3,14  383  910
 94,7А.
30  3  380  0,76  0,77
Поскольку I max =150%  I Н , номинальный ток ПЧ должен быть не менее:
IH 
Iмакс 94,7

 63А.
1,5
1,5
(2.34)
Так как в данном приводе используются два двигателя, управляемые
одним преобразователем, тогда номинальный ток ПЧ для данного
привода должен быть не менее:
I H  2  63  126А.
По номинальному току I H выбираем преобразователь частоты
ATV71HD37M3X мощностью 37кВт(на заводской табличке) для
номинального режима работы, полная мощность 52,8 кВ  А ,
в количестве 1шт. Номинальный ток преобразователя равен 144А для
номинальной частоты коммутации 4кГц в продолжительном режиме. С
учётом требования ТЗ мощность преобразователя должна превышать
мощность двигателя на 20%. Тогда по формуле:
PПЧ  1,2  PH  1,2  37  44,4кВт.
(2.35)
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
31
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Условие выполняется.
Проверочный расчёт из условия, что преобразователи обеспечивают
перегрузочный пусковой момент 170% от номинального момента.
Расчётный максимальный момент на валу двигателя МТКF (H) 311-6
равен:
I
М дв.макс  1,7М н  н.п
 Iн.дв

 ;

(2.36)
 144 
М дв.макс  1,7 115,4 
  495,6Н  м,
2

28,5


где I Н.П  номинальный ток преобразователя частоты, А,
I Н.ДВ.  номинальный ток двигателя, А;
Мдв.макс  Мmax  229,6Н  м.
Окончательно выбираем преобразователь ATV71HD37M3X.
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
32
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
2.5. Расчёт и построение естественной
механической характеристики двигателя
Определим номинальную угловую скорость двигателя:
2n ном
2  3,14  910

 95,3рад / с.
60
60
ном 
(2.37)
Определим скорость идеального холостого хода, перегрузочную
способность по моменту, номинальное скольжение:
0 
2f 2  3,14  50

 104,7рад/с ;
p
3
(2.38)
М 
М макс
383

 3,3;
М ном 115,4
(2.39)
sном 
0  ном 104,7  95,3

 0,09.
0
104,7
(2.40)
Определим критическое скольжение в двигательном режиме:




sк  sном  м   м2  1  0,09 3,3  3,32  1  0,6.
(2.41)
Рассчитаем параметры схемы замещения(рис.1.1); найдём номинальный
приведённый ток ротора:
I2НОМ  I1Н  cos Н
 28,5  0,76
2 м
м  м  1
2
2  3,3
3,3  3,32  1

(2.42)
 21,9А.
Найдём приведённое активное сопротивление ротора:
R 2 
М н 0sном 115,4  104,7  0,09

 0,75Ом.
2
3I2НОМ
3  21,92
НАЗВАНИЕ ДОКУМЕНТА
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
(2.43)
Лист
33
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Найдём реактивную мощность в номинальном режиме:
Qном  3Uф I1ном sin н  3  220  28,5  0,65  12225В  А.
(2.44)
Найдём ток намагничивания:

s сosн
I  I1ном  sin н  ном
sк


  15А.

(2.45)
Рассчитаем индуктивное сопротивление короткого замыкания:
Xк.з 
Qном  3Uф I
3I2НОМ
2

12225  3  220  15
 1,6Ом.
3  21,92
(2.46)
Найдём активное сопротивление цепи статора, используя формулу для
критического момента:
3U ф2
Мк 
2
20 R1  R12  X к.з.

R1 
 3U 2
ф
0  М к 
 20 М к

2

2
  Xк.з.

3  Uф 2

;
(2.47)




 3  220 2  2

2
383  104,7 

1,6


2

104,7

383




 0,2 Ом.
2
3  220
(2.48)
Найдём коэффициент а:
а
R1 0,2

 0,3.
R 2 0,75
(2.49)
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
34
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Подставим найденные значения в формулы для определения момента:
М
М
2Мк 1  а  sк 
887,5

;
s
0,6
s sк

 0,36
  2  а  sк
0,6
s
sк s
(2.50)
887,5
.
104,72  
62,8

 0,36
62,8
104,72  
(2.51)
Определим момент короткого замыкания (при s = 1):
Мк.з. 
887,5
 345,7Н  м.
104,72  0
62,8

 0,3
62,8
104,72  0
(2.52)
По полученным данным построим зависимости f = M(s) и f = М(  ),
см. кривые 1 и 2 на рис.3.1.
Рис.3.1. Естественная механическая характеристика f = M(w)
100
386
w
50
0
0
100
200
300
400
M ( w)
Рассчитаем механические характеристики привода при следующих
соотношениях частоты и напряжения двигателя:
Лист
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
25
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
1.
U
 const при f1  5; 10; 15; 20; 25;30; 35; 40; 45; 50Гц.
f
Найдём индуктивное сопротивление в номинальном режиме по формуле;
где U ном  фазное напряжение статора:
Uном 220

 14,6Ом.
Iном 15
x 
(2.52)
Расчёт выполним по формулам:
0 
2f1
;
pп
(2.53)
2
 R1 
1 
 x   f 
f1i
1* 

;
 f1 ; s kj = +R 2
2
2
f1Н
R1  x к  f1*2
sj 
0 j  
0 j
(2.54)
;
(2.55)
x    L ;
L 
Мк 
М
xн
н
(2.56)
(2.57)
;
3  U1j2

20  R1 


R
2
1
 x к2  f1* 2

R12
1

  x 2 f 2
 1*

3  U1j2  R 2

0 js j  x 2к  f1*2 



R 
 R1  2 
sj 

2
R1  R 2 

s j  x   f1* 


 
 
;
.
(2.58)
(2.59)
Результаты расчётов сведём в таблицу.
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
36
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Табл. . Результаты расчёта механических характеристик асинхронного
двигателя при частотном регулировании
Характеристика
f1
U1 j ,
0 j ,с-1 s кj
Естественная
характеристика:
220В, 50Гц
U1 / f1  const ,
30Гц
1,0
1,0
1,0
0,6
0,6
0,6
0,3
0,3
0,3
0,1
0,1
0,1
1,5
1,5
1,5
2,0
2,0
2,0
В
220
220
220
132
132
132
66
66
66
22
22
22
220
220
220
220
220
220
104,7
104,7
104,7
62,83
62,83
62,83
31,42
31,42
31,42
10,47
10,47
10,47
157,1
157,1
157,1
209,44
209,44
209,44
U1 / f1  const ,
15Гц
U1 / f1  const
5Гц
U1  220В,
f1  75Гц
U1  220В,
f1  100Гц
0,5
0,5
0,5
0,76
0,76
0,76
1,44
1,44
1,44
2,96
2,96
2,96
0,31
0,31
0,31
0,23
0,23
0,23

0 j
s j
j
M
3,3
3,3
3,3
3
3
3
2,5
2,5
2,5
1,31
1,31
1,31
1,5
1,5
1,5
0,88
0,88
0,88
0,99
1,0
1,0
0,6
0,6
0,6
0,3
0,3
0,3
0,1
0,1
0,1
1,5
1,5
1,5
2,0
2,0
2,0
1
2
3
0,99
2,8
4,4
1
4,4
7,7
0,99
4
7,1
1
1,7
2,34
0,99
1,5
2,0
1,0
0,9
0,8
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0,1
0,07
0,04
1,5
1,4
1,3
2,0
1,9
1,8
1
2,3
2,9
0,81
1,98
2,6
0,34
1,5
2,1
0,14
0,49
0,74
0,85
1,22
1,44
0,6
0,77
0,85
Построим механические характеристики(см. рис.) по формуле (2.59):
М=
3  U1j2  R 2
2


R 2 
R 1  R 2 
2
2


0 j  s j x к  f1*   R1 
 

s
s

x

f

j 
j
н
1* 



.
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
37
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Механические характеристики асинхронного двигателя при частотном
регулировании
200
1
2
150
3
4
100
5
6
50
0
0
100
200
300
400
M1 1  M2 2  M3 3  M4 4  M5 5  M6 6
Рис.
Вывод: при частотном(скалярном) регулировании вниз от номинальной
частоты питающей сети, критический момент остаётся практически
постоянным, незначительно снижаясь при снижении частоты, на низкой
частоте он падает, следовательно, перегрузочная способность тоже
уменьшается вследствие уменьшения индуктивного сопротивления
контура намагничивания двигателя, падение напряжения на активном
сопротивлении статора увеличивается.
Постоянство момента независимо от нагрузки можно получить только
при компенсации скольжения, что применяется в векторной системе
управления.
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
38
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
2.6. Выбор системы регулирования и расчёт показателей качества
регулирования
Составим структурную схему управления приводом, см. рис. 3..
Структурная схема управления приводом передвижения крана
kc(p)

Wп1(р)
Wдв1(р)
Wзи(р)
M1(p)
(p)
Wо(р)
Wп1(р)
Wдв2(р)
M2(p)
MC(p)

kc(p)
Рис.3.
Эту структурную схему выбираем из следующих причин:
1). Так как двигатель удовлетворяет условиям сцепления, то в
применении перекрёстных обратных связей для синхронизации
скорости двигателей обоих опор с помощью датчиков скорости нет
необходимости.. Достаточно применение внутренней обратной связи
по скорости для каждого канала привода.
2). Оба канала регулирования двигателей должны быть одинаково
настроены.
Запишем передаточные функции её составляющих звеньев:
WП1 (p) 
k п1
– передаточная функция 1-го преобразователя;
1+ТП1 p
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
(2.60)
Лист
39
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
WП2 (p) 
k п2
– передаточная функция 2-го преобразователя;
1+ТП2 p
(2.61)
Wдв1 (p) =
1
– передаточная функция 1-го двигателя;
1+Т Э1p
(2.62)
Wдв2 (p)=
2
– передаточная функция 2-го двигателя,
1+Т Э2 p
(2.63)
WЗИ (p) – передаточная функция задатчика интенсивности при линейном
задании напряжения:
WЗИ (p) 
kП
;
Ти p
(2.64)
kc(p) – передаточная функция усилительного звена с коэффициентом 1;
где k п1 , k п2  коэффициенты усиления преобразователей;
k П  коэффициент усиления задатчика интенсивности;
ТП1 ,ТП2  постоянные времени преобразователей;
1 , 2  жёсткость характеристики 1-го и 2-го преобразователей;
Т Э1 ,Т Э2  электромагнитные постоянные времени двигателей;
Т и  постоянная времени интегрирования, равная времени линейной
развёртки управляющего напряжения, где Т и  t П  4с.
Средний момент равен:
Mср 
Ммакс  Ммин 229,6  189,2

 209,4Н  м;
2
2
(2.64)
Диапазон регулирования скорости равен:
D=
vмакс 0,85

 4,25;
vмин
0,2
(2.65)
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
40
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Примем требуемую точность поддержания скорости 10%: доп =0,1.
Жёсткость механических характеристик двигателей будет составлять:

D  М макс  М мин    доп  М макс +М мин 
20  доп

(2.66)

4,25(229,6  189,2)  0,1(229,6  189,2)
 10,2.
2  104,7  0,1
Электромеханическая постоянная привода равна:
Тм 
J


10, 2
 1c.
10, 2
(2.67)
Постоянная времени преобразователя равна:
ТП 
1
f ШИМ

1
 2,5  104 с,(Т П = Т П1  Т П2 );
4000
(2.68)
где f ШИМ – частота коммутации( f ШИМ = 4кГц, см. каталог
преобразователей, []).
Коэффициент усиления задатчика интенсивности равен:
kП 
0
104,72

 10,5;
U yмакс
10
(2.69)
где U yмакс  U ЗС  10В  максимальное напряжение управления(задания
скорости). Примем U ЗС  10В.
Коэффициент усиления преобразователя равен:
k П1 
UП.НОМ 220

 27,5;
U y.ном
8
(2.70)
где U П.НОМ  фазное напряжение питания преобразователя ( U П.НОМ  220В );
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
41
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
U y.ном  напряжение управления, примем U y.ном  8В .
Электромагнитная постоянная времени равна:
Т Э  Т Э1  Т Э2 
sк =
0,75
 0,5
1,48
R
1
, где sк = 2 ; при R1 = 0 ;
0sк
Xк.з
ТЭ  ТЭ1  ТЭ2 
1
 0,02с.
104,7  0,5
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
(2.71)
Лист
42
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
2.7. Моделирование динамических режимов работы привода в
пакете System View
Задача на моделирование:
1) Необходимо составить схему моделирования в пакете System View
2) Проверить работоспособность системы и её технических
характеристик(задать разные значения жёсткости для модели
каждого двигателя и проанализировать полученные значения моментов)
3) Описать структурную схему и проанализировать полученные
результаты исследования
1. Составим структурную схему в программе System View,
соответствующую составленной схеме.
Примем для схемы моделирования следующие параметры:
напряжение задания скорости: U ЗС =10В;
момент статической нагрузки реактивный: М С  98Н  м.
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
43
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Схема моделирования электропривода крана
Рис.4.
График переходного процесса   f (t) при постоянном
реактивном моменте нагрузки М С
Рис.5.
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
44
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
График переходного процесса М = f(t) при постоянном
реактивном моменте нагрузки для каждого двигателя
Рис.6.
2. Рассчитаем значения жёсткости для каждого двигателя при
различных значениях приведённого сопротивления ротора, которые
отличаются друг от друга на 10%.
Если значения полученных моментов при моделировании будут
отличаться друг от друга не более чем на 10%, то систему можно
считать работоспособной. Таким образом, проверим работоспособность
системы привода при различных значениях параметра двигателей.
При R 2Н  0,75Ом номинальный момент равен: М н  114,5Н  м;
Н  95,3рад / с.
Найдём новое значение приведённого сопротивления ротора для 1-го
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
45
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
двигателя:
R 2Н1  1,1  R 2Н  1,1  0,75  0,82Ом.
Найдём новое значение приведённого сопротивления ротора для 2-го
двигателя:
R 2Н 2  1,2  R 2Н  1,2  0,75  0,9Ом.
Тогда найдём номинальный момент для 1-го двигателя:
М Н1 
2
3  I2НОМ
 R 2Н1 3  21,92  0,82

 125,9Н  м.
0  sном
104,72  0,09
(2.72)
Найдём номинальный момент для 2-го двигателя:
М Н2
2
3  I2НОМ
 R 2Н2 3  21,92  0,9


 137,4Н  м.
0  sном
104,72  0,09
(2.73)
Найдём номинальную скорость для 1-го двигателя:
Pном 11000

 87,4рад / с.
М Н1 125,9
Н1 
(2.74)
Найдём номинальную скорость для 2-го двигателя:
Н 2 
Pном 11000

 80рад / с.
М Н 2 137,4
(2.75)
Найдём жёсткость для каждого двигателя по формуле:

М

; 1 
М Н  М Н1 115,4  125,95

 1,33.
Н  Н1
95,3  87,4
(2.76)
Жёсткость для 2-го двигателя равна:
2 
МН  МН2
115,4  137,4

 1,44.
Н  Н 2
95,3  80
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
(2.77)
Лист
46
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Проверим на схеме моделирования(см. рис.) результаты исследования.
График переходного процесса М = f(t) двигателя 1-го канала при
R 2 Н1  0,82Ом
Рис.
График переходного процесса М = f(t) двигателя 2-го канала при
R 2Н 2  0,9Ом
Рис.
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
42
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
При сравнении полученных графиков момент 1-го двигателя:
М Н1  247,7Н  м. Момент 2-го двигателя: М Н 2  254,6Н  м.
Сравним эти значения; подадим сигнал с выхода звена 5 на схеме
моделирования(см. рис.) напрямую на сумматор(звено 23), а сигнал с
выхода звена 15 через инвертор(звено 24). Полученный выходной
параметр(см. рис.) с выхода сумматора образовался вычитанием этих
сигналов.
Схема моделирования при сравнении сигналов
График выходного момента, полученный при сравнении моментов
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
43
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Рис.
Полученные значения моментов отличаются на 2,7%, значит систему
можно считать работоспособной.
. Описание структурной схемы моделирования
Структурная схема моделирования(рис.) состоит из следующих
элементов:
0 – задатчик интенсивности;
1 – блок ограничения;
2,6,19,22 – блок анализа System View;
3,7,8,18 – сумматор;
4,14 – передаточная функция линейного звена(преобразователя);
5,15 – передаточная функция линейного звена(электромагнитной части
двигателя);
9 – интегратор;
10 – усилительное звено;
11 – блок ограничения(Limit);
20,21 – усилитель с коэффициентом усиления = -1.
Прикладной пакет System View выбран потому, что эта программа
наиболее полно позволяет производить моделирование и анализ
переходных процессов в электрических цепях и необходима для
моделирования процессов в простых структурных схемах.
Моделирование показало удовлетворительные результаты при анализе
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
44
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
работоспособности схемы, схема подходит для заданных условий.
2.8. Расчёт и выбор тормозного резистора для моста передвижения
Средняя тормозная мощность моста определяется по формуле:
Pf 
Pf
 Q1  J t  J m / 2  v2
2t
;
32000  3000  88000/ 2  0,852


24
(2.77)
 7,1кВт
Требуемая тормозная мощность равна:
Pfr 
Pf  (  fc  dv )
7,1  (0,85  0,98  0,76)
, Pfr 
 4,5кВт
n пч
1
(2.78)
где n пч  количество преобразователей в приводе;
fc  КПД преобразователя частоты;
dv  КПД двигателя;
  КПД механизма.
Постоянная мощность резистора с учётом работы механизма:
Pr 
Pfr  t
4,5  4
 0,6кВт.
, Pr 
30
tc
(2.79)
где t – время торможения, t c  время цикла, за основу взяли режим
передвижения крана, 4с – разгон, 22с – постоянная скорость, 4с –
торможение.
Максимальная мощность торможения равна:
Pfrмакс  2  Pfr =2  4,5=9кВт.
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
(2.80)
Лист
50
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Постоянная мощность резистора, рассчитываемая с учётом цикла
работы механизма:
R макс
Udc2
7742


 66,5Ом.
Pfrмакс 9000
(2.81)
Необходим резистор с сопротивлением в диапазоне 8,1-66,5 Ом с
постоянной мощностью 9кВт при условии что рассеет 4,5кВт в течении
4с. Выбираем резистор типа VW 3 A7 805 с параметрами:
Сопротивление, Ом – 8,1 Ом;
Средняя мощность, кВт – 44кВт;
Рассеиваемая мощность за 10с – 10кВт.
2.9. Расчёт размеров герметичного шкафа для преобразователя
Установка шкафа в герметичном корпусе(степень защиты IP 54)
необходима при некоторых неблагоприятных условиях окружающей
среды: пыль, коррозийные газы, большая влажность с риском
конденсации и каплеобразования, попадания брызг, и.т.д.
Такое размещение позволяет использовать преобразователь в шкафу при
температуре до 50 С.
Определим максимальное тепловое сопротивление шкафа:
R th 
  е
50  40
 0,13 С / Вт,
, R th 
76
Pрас
где   максимальная температура в шкафу в С ( 50 С );
е  максимальная внешняя температура в С (примем 40 С );
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
51
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Pрас  полная рассеиваемая мощность в герметичном шкафу,
Вт( Pрас  76Вт для преобразователя ATV71HD15M3X), см.
рекомендации по установке, [].
Поверхность рассеивания тепла шкафа(боковые поверхности, верхняя
часть, передняя панель при настенной установке, м 2 ) равна:
S
K
0,12
, S
 0,9м2 ,
R th
0,13
(2.82)
где К – тепловое сопротивление 1 м 2 шкафа( К = 0,12 С/Вт для
металлического шкафа с внутренним вентилятором).
2.10. Расчёт и построение нагрузочной диаграммы
Путь, проходимый краном за время t1  t 3  4c ,
где t1 , t 3  время пуска и торможения двигателя:
S1  S3  vном  t1 =0,85  4  3,4м.
(2.83)
Путь, проходимый краном за время t 2  22c ,
где t 2  время установившейся скорости:
S2  vном  t 2  0,85  22  18,7м.
(2.84)
Максимальный момент на валу двигателя в период разгона:
М1  Mst  J 
d
95,3  0
 83,7  8,1
 276,7Н  м .
dt
40
(2.85)
Момент на на валу двигателя в период движения с установившейся
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
52
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
максимальной скоростью: М 2  M st  83,7Н  м.
Момент на валу двигателя в период торможения:
М1  Mst  J 
d
95,3  0
 83,7  8,1
 109,3Н  м .
dt
40
(2.85)
Диаграммы скорости и момента приведены на рис. 3.2.
Рис. 3.2. Диаграмма скорости и момента на валу двигателя
Нагрузочная диаграмма и тахограмма двигателя
скорость, момент; w, M
M1  276,7Н  м
300
250
200
150
100
  95,3рад/ с
50
М2  83,7Н  м
0
0
5
10
15
20
25
30
35
-50
-100
М1  109,3Н  м
-150
время,t
2.11. Расчёт энергетических характеристик электропривода
Полные потери в электродвигателе равны:
P  K  V ,
(2.86)
где К – постоянные потери; V – переменные потери.
Рассчитаем потери мощности при работе двигателя в номинальном
режиме:
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
53
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Pном 
Pном 1  ном 
ном
; Pном 
111  0,77 
 3,3кВт ;
0,77
(2.86)
Переменные потери мощности в номинальном режиме,
выделяющиеся в роторе двигателя:
2
 2  R1  I2ном
Vном  3   I1ном
 R 2 
 3  28,52  0,6  21,92  0,75  2,5кВт.
(2.87)
Постоянные потери мощности:
K  Pном  Vном  3,3  2,5  0,8кВт.
(2.88)
Найдём потери мощности в переходных процессах при реостатном
регулировании и в системе «преобразователь-двигатель» и проведём их
сравнительный анализ. Найдём потери мощности при пуске вхолостую
при реостатном регулировании.
Потери мощности при пуске от нуля до синхронной
скорости(ступенчатая подача напряжения):
А 20
2
J  0  sнач
 sкон2 

,
2
А20Н 
10,2  104,722 12  02 
2
(2.89)
 55928Дж;
где sнач ,sкон  начальное и конечное скольжение во время переходного
процесса.
При динамическом торможении потери равны:
А пп.хх  А 20Н  55928Дж.
Для определения полных потерь найдём потери в цепи статора:
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
54
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
А10  А 20 
R1
0,6
; А10  55928 
 44742,4Дж.
R 2
0,75
(2.90)
Тогда полные потери в двигателе составят:
А  А10  А 20  44742,4  55928  100670,4Дж.
(2.91)
Теперь рассчитаем итоговые потери при пуске двигателя вхолостую в
системе «преобразователь-двигатель»:
А 20П 
А 20Н  2  Т м 55928  2  1

 27964Дж;
tп
4
(2.92)
где t п  время линейного нарастания скорости от нуля до
установившейся. При плавном нарастании напряжения снижение потерь
будет составлять:
tп
4

 2 раза.
2  Тм 2  1
Сравнительный анализ показывает, что даже в режиме холостого хода
переменные потери энергии в двигателе с частотным регулированием
в 2 раза меньше чем в двигателе с реостатным, т. е. частотное
регулирование является более экономичным по сравнению с реостатным.
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
55
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
3. Техническое описание и выбор устанавливаемого
оборудования преобразователя
4.1. Внешний вид, комплектация и технические характеристики
преобразователя ATV71HD37M3X
Внешний вид преобразователя представлен на рис. 4.1
Рис.4.1
4.1.1. Характеристики привода:
1. Диапазон выходной частоты: f = 0 – 1000Гц.
2. Диапазон скорости: D = 1000 в замкнутой системе с импульсным
датчиком тока, D = 100 в разомкнутой системе.
3. Статическая точность при изменении момента от 0,2Мн до Мн:
0,01% номинальной скорости в замкнутой системе с применением
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
56
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
импульсного датчика; 10% номинального скольжения без обратной
связи по скорости.
4. Точность поддержания момента: 5% в замкнутой системе; 15% в
разомкнутой системе.
5. Переходной перегрузочный момент: 170% номинального момента
двигателя(типовое значение 10% ) в течении 60с, 220%
номинального момента двигателя(типовое значение 10% ) в течении
2с.
6. Тормозной момент: 30% номинального момента двигателя без
тормозного сопротивления, до 150% номинального момента двигателя
с тормозным сопротивлением.
7. Переходный максимальный ток: 150% номинального тока
преобразователя частоты в течении 60с; 160% номинального тока
преобразователя частоты в течении 2с.
8. Постоянный момент при 0Гц для ATV71HD15M3X: преобразователь
Altivar 71 может в продолжительном режиме обеспечить
номинальный ток преобразователя.
9. Закон управления асинхронным двигателем: векторное управление с
обратной связью по скорости(вектор тока), система адаптации
мощности для неуравновешенных механизмов, векторное управление
без обратной связью по скорости(вектор тока или напряжения), в
данном случае – закон «напряжение/частота» по 2 или 5 точкам.
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
52
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
10. Контур регулирования частоты: ПИ-регулятор с перестраиваемой
структурой для получения характеристик по скорости,
адаптированных к механизму(точность и быстродействие).
11. Компенсация скольжения: автоматическая, не зависящая от характера
нагрузки, возможны настройка или отключение, но при данном
выбранном законе управления «напряжение/частота» не используется.
4.1.2. Электрические характеристики привода:
1. Сетевое питание для для ATV71HD75N4: U = 380 15%В , 480  10%В ,
трёхфазное.
2. Частота: f  50  5%  60  5%Гц.
3. Сигнализация: 1 красный светодиод, если преобразователь под
напряжением, то светодиод горит.
4. Выходное напряжение: максимальное трёхфазное напряжение равно
напряжению сети.
5. Уровень шума преобразователя в соответствии с директивой 86188/ЕЕС: 63,7дБ.
6. Гальваническая развязка: между силовыми и управляющими
цепями(входы, выходы, источники).
4.2. Характеристики подключения:
4.2.1. Характеристики соединительных кабелей при монтаже в шкафу:
одножильный кабель МЭК, окружающая температура 45 С , медь
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
58
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
90 С XLPE/EPR или медь 70 С PVC.
4.2.2. Подключение к клеммам питания, двигателя, промежуточного
звена постоянного тока: к клеммам питания (L1/R, L2/S, L3/T)
–8 мм2 ;1,3Н  м ; максимальное сечение проводников и момент затяжки:
4  120мм 2 , 2,5Н  м ; к клеммам двигателя (U/T1, V/T2, W/T3) –
2  (3  70мм 2 ) , 2,5Н  м ; к клеммам промежуточного звена постоянного
PA/+) – 2  120мм 2 .
тока (PC/-, P0,
Таблица 4.3. Электрические характеристики цепей управления
Наличие внутренних источников
AI-/AI+
Аналоговые входы
AI2
Другие входы
Защищённые от коротких замыканий и
перегрузок: 1 источник постоянного тока
стабилизированный, U  10,5В  5% для
задающего потенциометра(от 1 до
10кОм), максимальный ток 10мА;
1 источник постоянного тока
стабилизированный, 24В(минимум 21В,
максимум 27В), максимальный ток
200мА
1 аналоговый дифференциальный
двухполярный вход, постоянное
стабилизированное напряжение 10 ,
максимальное неразрушающее 24В ;
время дискретизации:  2  0,5мс
1 аналоговый вход, конфигурируемый по
напряжению или по току:
аналоговый вход по напряжению 0-10В;
полное сопротивление 30 кОм;
аналоговый вход по току X-Y мА с
программированием X-Y от 0 до 20 мА,
максимальное полное сопротивление
нагрузки 242 Ом
См. дополнительные карты
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
59
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Продолжение табл.4.3
Аналоговые конфигурируемые
выходы по напряжению и
по току
АО1
Другие выходы
Дискретные входы
U1-U5
Релейные конфигурируемые
выходы
R1A,
R1B,
R1C
R2A,
R2B
1 аналоговый выход, конфигурируемый
по напряжению или току: аналоговый
выход по напряжению 0-10В,
постоянный стабилизированный ток,
минимальное сопротивление нагрузки 470
Ом; аналоговый выход по току X-Y мА
с программированием X-Y от 0 до 20
мА, максимальное полное сопротивление
нагрузки 500 Ом
См. дополнительные карты
5 программируемых дискретных входов,
постоянный ток, 24В, совместимых с
ПЛК стандарт МЭК 65-68, уровень 1,
полное сопротивление 3,5 кОм,
максимальное напряжение 30В, время
дискретизации:
 (2  0,5мc); многократное назначение
позволяет совмещать несколько
функций на один вход(например: U1 –
вперёд и заданная скорость 2, U3 – назад
и заданная скорость 3)
1 релейный выход с переключающим
контактом; минимальная переключающая
способность: 3мА при 24В постоянного
стабилизированного тока; максимальная
переключающая способность: при
активной нагрузке( cos   1 ): 5А для
250В переменного тока или 30В
постоянного тока; при индуктивной
нагрузке( cos   0, 4 и L/R =7 мс): 2А
для 250В переменного тока или 30В
постоянного тока; время дискретизации:
 7  0,5мс ; количество коммутаций:
100 000
1 релейный выход с НО контактом;
минимальная переключающая
способность: 3мА при 24В постоянного
тока; максимальная переключающая
способность: при активной
нагрузке( cos   1 ): 5А для 250В
переменного тока или 30В постоянного
тока; при индуктивной
нагрузке( cos   0, 4 и L/R =7 мс): 2А
для 250В переменного тока или 30В
постоянного тока; время дискретизации:
 7  0,5мс ; количество коммутаций:
100 000
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
60
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Дискретные
входы
U6
Положительная
логика(Source)
Вход
безопасности
1 дискретный вход, конфигурируемый
переключателем на дискретный вход
или вход для подключения
терморезисторов РТС, характеристики
идентичны U1-U5, вход для
подключения до 6 терморезисторов,
соединённых последовательно:
номинальное значение < 1,5кОм;
сопротивление отключения 3кОм;
возврата 1,8кОм; защита от к.з. < 50
Ом
состояние 0, если  5В или
дискретный вход не подключен,
состояние 1, если  11В
Отрицательная
логика(Sink)
состояние 0, если  16В или
дискретный вход не подключен,
состояние 1, если  10В
Другие входы
PWR
см. дополнительные карты
1 вход для защитной функции
блокировки преобразователя:
питание: 24В пост. тока(  30В );
полное сопротивление: 1,5кОм;
состояние 0, если <2В, состояние 1,
если >17В
Максимальное сечение проводников
и момент затяжки входов-выходов
2,5мм , (AWG14); 0, 6Н  м
Кривые разгона и торможения
Формы кривых: линейная, с
раздельной настройкой от 0,01 до
999,9с
S, U-образная или индивидуальная;
автоматическая адаптация темпа
торможения при превышении
тормозной способности, возможно
запрещение такой
адаптации(использование тормозного
сопротивления)
Торможение до полной остановки
Динамическое торможение: при подаче
сигнала на назначаемый дискретный
вход; автоматически при уменьшении
частоты ниже 0,1Гц в течении от 0 до
60с или постоянно; ток настраивается
от 0 до 1,2Iн (только в разомкнутой
системе)
2
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
61
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Продолжение таблицы
Основные защиты и характеристики
безопасности преобразователя
частоты
Защита двигателя
Тепловая защита: от чрезмерного
перегрева; перегрева силового каскада,
защита от: коротких замыканий между
выходными фазами, обрыва фазы сетевого
питания, перегрузки по току между
выходными фазами и землёй;
перенапряжений в звене постоянного тока;
обрыва цепи управления, превышения
ограничения скорости.
Функции защиты: от пониженного или
повышенного напряжения питания, потери
фазы для трёхфазного питания
Встроенная в преобразователь тепловая
защита посредством постоянного расчёта
2
Электрическая прочность
ATV71HD75N4
Сопротивление изоляции
относительно земли
Разрешение по
частоте
Характеристики
функциональной
безопасности
I t с учётом скорости: сохранение
теплового состояния двигателя при
отключении питания преобразователя
частоты ПЧ, изменяемая функция с
помощью аналоговых средств в
зависимости от типа охлаждения
двигателя(естественное или
принудительное).
Защита от обрыва фазы двигателя.
Защита с помощью резисторов РТС
Между силовыми цепями и землёй:
3535В постоянного тока.
Между цепями управления и силовыми
цепями: 5092В
>1Мом(электрическая изоляция), 500В
постоянного тока в течении 1мин
индикация на
экране
0,1Гц
аналоговые
входы
0,024/50Гц(11бит)
механизм
Защитная функция блокировки ПЧ(Power
Removal-PWR), форсирующая остановку
привода и запрещающая в соответствии с
категорией 3 стандарта EN 954-1 и
проектом стандарта МЭК/EN61800-5-2
несанкционированный пуск двигателя
Защитная функция блокировки ПЧ(Power
Removal-PWR), форсирующая остановку
привода и запрещающая
несанкционированный пуск двигателя в
соответствии с характ. SIL2.
технологический
процесс
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
62
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
4.4. Характеристики коммуникационных портов
Табл. Характеристики для применяемого протокола Modbus
Тип
Структура
Физический
интерфейс
Режим
передачи
Скорость
передачи
Формат
Адресация
Сервисы
Сообщения
Контроль связи
Диагностика с помощью
светодиодов
Терминальный разъём
Modbus RG45
RS485, двухпроводной
Сетевой разъём
Modbus RG45
RTU
Конфигурируемая с
помощью терминала
или программного
обеспечения PowerSuite:
9600 или 19200бит/с
Конфигурируемая с
помощью терминала или
программного
обеспечения PowerSuite:
4800, 9600, 19200бит/с
или 38,4Кбит/с
Фиксированный, 8 бит, Конфигурируемая с
контроль чётности, 1
помощью графического
стоповый бит
терминала или
программного
обеспечения PowerSuite: 8
бит, контроль нечётности,
1 стоповый бит; 8 бит,
контроль чётности, 1
стоповый бит; , 8 бит,
без контроля чётности, 1
стоповый бит; 8 бит, без
контроля чётности, 2
стоповых бита.
Адрес ПЧ конфигурируется с помощью терминала
или программным обеспечением PowerSuite
от 1 до 247. Могут быть сконфигурированы 3
адреса, обеспечивающим доступ к данным ПЧ,
программируемой карты
встроенного контроллера и коммуникационной
карты. Эти 3 адреса идентичны для сетевого и
терминального разъёма
Чтение внутренних регистров(03),  63 слов, запись
одного регистра(06), запись несколько
регистров(16),
 61 слов, чтение-запись несколько регистров(23),
 62 / 59 слов, чтение идентификатора
устройства(43),
диагностика(08)
Может быть замаскирован, настраиваемый тайм
аут: от 0,1 до 30с
Один светодиод активизации на встроенном
терминале. Один светодиод для каждого порта
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
63
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Продолжение таблицы
Диагностика
С помощью
графического терминала
Один светодиод активности.
Принятое управление.
Принятое задание.
Для каждого порта:
количество принятых пакетов,
количество ошибочных пакетов
4.5. Дополнительное оборудование для преобразователя
4.5.1. Коммуникационные карты и карта контроллера
В данный преобразователь частоты ATV71HD75N4 установлена
дополнительно коммуникационная карта Modbus/Uni-Telway с общим
разъёмом сети Modbus для точного управления с высоким
быстродействием, конфигурирования, настройки и контроля. Второй
разъём позволяет подключить операторскую панель Magelis для диалога
с преобразователем. Программируемая карта встроенного контроллера
Controller Inside, которая тоже входит в комплект, превращает
преобразователь в звено структуры автоматизации: карта обладает
собственными входами и выходами и может управлять входамивыходами преобразователя и карты расширения; карта содержит
прикладные программы, написанные на языках, соответствующих
стандарту МЭК 61131-3, что уменьшает время отклика системы
автоматизации; благодаря наличию порта CANopen Master, карта может
управлять другими преобразователями и проводить опрос модулей
входов-выходов и импульсных датчиков.
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
64
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Третья карта, встраиваемая в данное оборудование: интерфейсная карта
цифрового датчика с дифференциальными выходами, совместимыми с
RS 422, с открытым коллектором и с выходом типа push-pull.
Для данного преобразователя подходит интерфейсная карта VW3 A3
401, (см. характеристики в табл.), с выходами совместимыми с RS-422,
так как симметричный интерфейс RS-422, использующий
дифференциальные сигнальные линии, обеспечивает принцип изменения
напряжения на этих линиях. Этот принцип кодирования делает данный
стандарт устойчивым к внешним возмущениям.
Интерфейсная карта импульсного датчика(цифрового датчика
перемещений с относительным отсчётом), обеспечивает оптимальную
работу привода в векторном управлении, независимо от нагрузки на
валу. Но при данном выбранном законе управления U/f = const позволяет
улучшить статическую точность системы регулирования скорости.
Интерфейсная карта также используется для обеспечения превышения
скорости механизма крана при превышении скорости, обеспечивает
задание управляющего сигнала на преобразователь Altivar 71 с выхода
датчика. Такое применение предназначено для синхронизации скорости
приводов двух двигателей механизма передвижения крана, двигателя
правой и левой опоры крана. Карта устанавливается в предназначенное
для неё место в преобразователе частоты.
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
65
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
.5.2. Диалоговые средства
Элементы обеспечивают многоточечное подключение графического
терминала к нескольким преобразователям. Для такого подключения
используется терминальный разъём Modbus, расположенный на передней
части ПЧ. Пример многоточечного подключения для двух
преобразователей для выбранного привода представлен на рис. 4.1.
Рис.4.1. Пример подключения преобразователей ATV71HD75N4
5
2
4
VW3 A1 102
2
ATV71
1
6
3
ATV71
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
66
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Назначение и номера каталогов соединительных принадлежностей
представлены в таблице 4..
Табл. 4. .
Назначение
№ на
рисунке
Концентратор Modbus, 10
соединителей RJ45 и один
винтовой клеммник
Т-образный С кабелем
ответвитель длиной 0,3м
Modbus
Сетевой
терминатор
Modbus
Выносной
комплект
Комплект
поставки
1
С кабелем
длиной 1м
Для
соединителя
RJ45:
R=120Ом;
С=1нФ
Для установки
графического
терминала
VW3 A1 101
2
Номер по каталогу
LU9 GC3
Масса
0,5кг
2
–
VW3 A8 306 TF03
–
2
–
VW3 A8 306 TF10
–
3
2
VW3 A8 306 RC
0,01кг
4
–
VW3 A1 102
0,15кг
Соединительные кабели(оснащены двумя разъёмами RJ45). Табл. 4. .
Назначение
№ на рисунке
Выносная установка
преобразователя Altivar 71
и графического терминала
VW3 A1 101
Шина Modbus
длина
Номер по
каталогу
0,15кг
5
3м
VW3 A1 104 R30
6
3м
VW3 A8 306 R30
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Масса
0,13кг
Лист
67
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
4.5.2. Программное обеспечение Power Suite
Программное обеспечение Power Suite предоставляет пользователю
следующие возможности:
1. отображение сообщений на 6 языках(английский, испанский,
итальянский, китайский, немецкий, французский;
2. подготовку баз данных без подключения преобразователя к
персональному компьютеру ПК;
3. сохранение конфигураций настроек на дискете или на жёстком диске,
а также перезагрузку в преобразователь;
4. печать; преобразование файлов, сохранённых ПЧ Altivar 58 или
Altivar 58F, для загрузки их в преобразователь Altivar 71;
5. визуализацию осциллограмм.
После подключения ПК к приводному устройству программное
обеспечение Power Suite может использоваться для: пересылки
подготовленной конфигурации; настройки; контроля, включая новые
функциональные возможности: осциллограф; быстрый
осциллограф(минимальная развёртка 2мс); визуализацию
коммуникационных параметров; управления; сохранения конечной
конфигурации. При обслуживании для облегчения операций Power Suite
позволяет: сравнивать текущую конфигурацию с ранее сохранённой;
управлять установленным оборудованием; структурировать его по
уровню; хранить сообщения по обслуживанию; облегчать подключение к
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
58
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
сети Ethernet путём сохранения IP-адреса.
Для пользовательского интерфейса программное обеспечение Power
Suite позволяет: представлять классифицированные по функциям
параметры устройства в виде иллюстрированных диаграмм или простых
таблиц; задавать пользовательские имена параметров; создавать:
пользовательское меню (выбор индивидуальных параметров); приборные
доски контроля с графическими элементами (движки потенциометров,
измерительные приборы); выполнять сортировку параметров; отображать
тексты на пяти языках. Выбор языка осуществляется мгновенно и не
требует перезагрузки программы.
Power Suite включает в себя также справочную систему:
по средствам Power Suite;
по функциям приводных устройств путём прямого доступа к
руководствам по эксплуатации.
4.5.3. Выносной графический терминал
Графический терминал(см. рис. 4.) устанавливается на лицевой
поверхности преобразователя частоты. Терминал для данного привода
используется дистанционно с помощью принадлежностей для выносной
установки, подключенный к двум ПЧ с помощью соединительных
проводов для многоточечной связи(см. рис.4.1). Терминал применяется с
целью: управления, настройки и конфигурирования преобразователя
частоты, визуализации текущих значений(входов-выходов
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
59
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Рис.4..Описание графического дисплея
1
2
F1
F2
F3
F4
ENT
3
stop
ESC
reset
4
FWD
RUN
REV
7
6
5
преобразователя частоты), сохранения и перезагрузки конфигураций; 4
файла с конфигурациями могут быть сохранены. Максимальная
температура его эксплуатации до 60 С , степень защиты IP 54.
Описание:
1 – графический дисплей, 8 строк, 240  160 пикселей; крупные цифры,
видимые с 5 м, отображение в виде барграфов(индикаторных линеек);
2 – функциональные клавиши F1, F2, F3, F4, которые применяются для
диалоговых функций: прямой доступ, экраны помощи, навигация;
прикладных функций: локальное/дистанционное управление, заданные
скорости;
3 – клавиша STOP/RESET: локальное управление остановкой двигателя,
сброс неисправностей;
4 – клавиша RUN: локальное управление пуском двигателя;
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
60
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
5 – навигационная клавиша: нажатие – сохранение текущего
значения(ENT); вращение  : увеличение или уменьшение текущего
значения, переход на следующую или предыдущую строку;
6 – клавиша FWD/REV: реверс направления вращения двигателя;
7 – клавиша ESC: отказ от значения, параметра или меню для возврата
к предыдущему выбору.
Клавиши 3, 4 и 6 позволяют непосредственно управлять
преобразователем.
4.5.4. Дроссель постоянного тока
Дроссель позволяет уменьшить гармонические составляющие тока для
соответствия стандарту 61000-3-2 для преобразователей частоты с
сетевым током от 16 до 75А. Преобразователь оснащён дросселем,
который соответствует стандарту МЭК/61000-3-12 при соблюдении
кратности тока короткого замыкания большей или равной 120 в точке
подключения к сети(см. рис.4.).
Рис. 4..
P0
PA/+
L1
M
L2
L3
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
61
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
4.5.5. Выходной фильтр
Дроссель позволяет(см. рис.4..):
ограничить нарастание напряжения
dU
В
до значения 500
;
dt
мкс
ограничить перенапряжение на зажимах двигателя до значения:
1000В при переменном 400В(эффективное значение);
отфильтровать помехи, обусловленные срабатыванием контактора,
находящегося между фильтром и двигателем;
уменьшить ток утечки на землю двигателя.
Рис.4..
M
Altivar 71
Дроссель двигателя
Предельная длина экранированного кабеля: l  50м.
Таблица 4.. Основные характеристики дросселя:
Тип
дросселя
Частота
Макс.
коммутации выходная
ПЧ
частота
ПЧ
Постоянного
4кГц
100кГц
тока
Ном. ток Потери
90А
350Вт
№ по
каталогу
Масса
VW3 A5 103
10кг
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
62
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
4.5.6. Сетевой дроссель
Сетевой дроссель(см. рис. 4..) позволяет обеспечить лучшую защиту от
сетевых перенапряжений и уменьшить гармоники тока, вырабатываемые
преобразователем. Рекомендуемые дроссели позволяют ограничить
линейный ток. Они разработаны в соответствии со стандартом EN
50178(VDE10160, уровень 1 перенапряжения большой мощности в
питающей сети). Значение индуктивности соответствует падению
напряжения от 3 до 5% номинального напряжения сети. Более высокое
значение вызывает потерю момента. Дроссель устанавливается на входе
преобразователя частоты. Использование сетевого дросселя необходимо,
так как существует параллельная работа двух преобразователей с близко
расположенными соединениями.
Таблица 4..
Преобразователь
Сетевой
ток к.з.
ATV71HD15M3X 22кА
Индуктив- Ном.ток
ность
0,3мГн
100А
Потери
260Вт
№ по
каталогу
VW3 F4 556
Масса
16кг
Рис. 4..
Сетевой дроссель
L1
L2
Altivar 71
M
L3
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
62
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
4.5.7. Тормозное сопротивление
Тормозное сопротивление обеспечивает работу преобразователя Altivar
71 при торможении до полной остановки или во время снижения
скорости путём рассеивания энергии торможения. Оно обеспечивает
максимальный переходной тормозной момент. Сопротивление
предназначено для установки вне шкафа. Необходимо обеспечить
естественную вентиляцию устройства. Воздух не должен содержать
примесей пыли, коррозийных газов и конденсата.
Табл. . Основные характеристики тормозного сопротивления
Тип
преобразователя
Значение R при
20град С, Ом
Средняя
мощность, кВт
Номер по
каталогу
Масса
при 50 С
ATV71HD15M3X
8,1
44
VW3 A7 805
92кг
Среднее значение мощности, рассеиваемое сопротивлением в кожухе
при 50 С , определяется коэффициентом нагрузки, соответствующим
наиболее частым применениям.
Для ATV71HD15M3X: торможение в течении 100с с моментом 1Мн для
цикла 200с; торможение в течении 20с с моментом 1,6Мн для цикла
200с. Так как режим рекуперации в данном приводе не играет
большой роли из-за малого времени торможения и махового момента
инерции, то модуль рекуперации не используется, применяется
тормозное сопротивление.
НАЗВАНИЕ ДОКУМЕНТА
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
74
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
4. Охрана труда и техника безопасности
4.1. Анализ травмоопасных и вредных производственных факторов
Грузоподъёмный кран ЛТ-62 в соответствии с Федеральным законом
116 Ф3 относится к опасным производственным объектам. Наиболее
травмоопасными факторами являются механические и электрические.
Опасные и вредные производственные факторы (ГОСТ 12.0.003 – 74)
подразделяются на следующие группы: физические, химические,
биологические, психофизиологические.
К опасным физическим производственным факторам на кранах
относятся: движущиеся части механизмов, механизмы подъёма и
передвижения, перемещаемые грузы. К вредным производственным
факторам относятся: повышенная или пониженная температура рабочей
зоны; высокая скорость движения воздуха (например, 15м/с); влажность
воздуха, недостаточная освещённость рабочих мест, проходов и
проездов. В зависимости от вида трудовой деятельности работника
существуют различные опасные факторы: например, для электромонтёра,
обслуживающего ремонт электрооборудования крана есть опасность
поражения электрическим током; для стропальщика – опасность получить
травму от перемещаемого оборудования или груза, от применяемых в
работе приспособлений: крюков, стропов, при неправильных
действиях в процессе своей работы; для крановщика – опасность
опрокидывания крана в случае ошибочных действий при сильной
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
75
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
ветровой нагрузке, а значит, смертельная опасность для него и
работников, находящихся в рабочей зоне крана.
Во многих случаях наличие вредных факторов способствует проявлению
опасных факторов. Например, чрезмерная влажность повышает
опасность поражения человека электрическим током.
4.2. Технические характеристики крана
Кран ЛТ-62 имеет следующие технические характеристики:
грузоподъёмность номинальная , т: 32 т;
наибольшая высота подъёма груза, м: 11,8м;
скорость подъёма груза, м/мин: 13,4  1,0м/ мин ;
скорость передвижения тележки, м/мин: 32,6  1,0м/ мин ;
скорость плавной посадки груза, м/мин: 12,0 1,0м/ с;
скорость передвижения перегрузчика, м/мин: 51  2,0м/ с;
установленная мощность, не более, кВт: 129кВт;
режим работы двигателей, средний, ПВ%: 25%;
длина пролёта, м: 32м;
масса конструктивная, т: 88т.
4.2.1. Технические данные грузовой лебёдки:
тяговое усилие номинальное, кгс: 4500кгс;
тяговое усилие максимальное, кгс: 5200кгс;
диаметр каната, мм: 21,5мм;
число слоёв навивки: 1;
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
76
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
канатоёмкость барабана, м: 64м;
диаметр барабана, мм: 571,5;
передаточное число редуктора У2У-400Н-25-22М: 25;
скорость навивки каната на барабан, м/мин: 49,9м/мин.
4.2.2. Технические данные лебёдки передвижения тележки:
тяговое усилие, кгс: 1400;
диаметр каната, мм: 15мм;
число слоёв навивки: 1;
канатоёмкость барабана, м: 62м;
диаметр барабана, мм: 400мм;
передаточное число редуктора (РЦД-400-22У2): 25;
скорость навивки на барабан, м/мин: 32,6м/мин.
4.2.3. Технические данные механизма передвижения перегрузчика:
передаточное число редуктора (У2У-200-12,5-22): 12,5;
передаточное число открытой зубчатой зубной пары: 2,82;
общее передаточное число: 32,4;
диаметр ходового колеса, мм: 600мм.
4.2.4. Прочие технические данные:
сигнальный прибор: сирена электрического типа СС-1;
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
77
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
давление колеса перегрузчика на рельс, т, пролёт 32т: 20т;
рельсы типа: Р-43; Р-50; Р-65;
род тока: переменный трёхфазный;
напряжение питания электродвигателей, тормозов, В: 380В;
напряжение питания электродвигателей, электромагнитов перегрузчика,
В: 380В;
напряжение освещения в кабине: 12В;
напряжение освещения ригеля: 12В;
напряжение освещения переносное: 12В;
напряжение освещения внешнее(прожекторное): 220В;
напряжение питания теплоэлектровентиляторов: 220В;
управление перегрузчиком: контроллерное из кабины;
питание перегрузчика: с помощью кабеля с питающей подстанции.
4.3. Технологический регламент процесса
Перегрузчик хлыстов ЛТ-62 предназначен для разгрузки хлыстов или
деревьев с лесовозного транспорта, при создании запасов на нижних
складах леспромхозов, для подачи их к раскряжёвочным агрегатам, а
также для погрузки на лесовозный транспорт и других погрузоразгрузочных работ. В настоящее время данный кран используется для
погрузки и разгрузки лома из цветных и чёрных металлов, а также
погрузки и разгрузки оборудования, поставляемого на базу оборудования
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
78
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Котласского филиала ООО «Илим Палп ЭКСИМ», г. Коряжма.
4.4. Карта аттестации рабочего места по условиям труда
Организация: Котласский филиал ООО «Илим Палп ЭКСИМ», дочернее
предприятие ЗАО «Илим Палп Энтерпрайз».
Адрес организации: 1651651, Россия, Архангельская обл., г. Коряжма,
территория ОАО «Котласский ЦБК».
Таблица
Карта аттестации №77 рабочего места по условиям труда
Данные
Профессия,
должность
Наименование, обозначение
Электромонтёр по обслуживанию и
ремонту электрооборудования
Код
19861
Производственный
объект
Управление складским комплексом
006
Цех(отдел)
Участок
Сектор
Рабочее место №
Количество
аналогичных
рабочих мест
Участок ремонта и обслуживания
Нет
Нет
08
Нет
002
000
000
08000000002006
Строки 010-050 Общие сведения о рабочих местах(рабочем месте)
№ строк
010
011
020
030
040
Данные
Выпуск ЕТКС, КС
Раздел
Параграф
Категория
персонала
Количество
рабочих на одном
РМ
Количество
рабочих на всех
аналогичных РМ
Из них женщин
Наименование, обозначение
ЕТКС 01
Профессии рабочих, общие
для всех отраслей
народного хозяйства
343-347
Рабочий
Код
4
1
Нет
Нет
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
79
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Продолжение таблицы
№ строк
050
Данные
Наименование, обозначение
Форма организации Индивидуальная
труда
Форма организации Единичное
производства
Тип оборудования
Распределительные
устройства РУ-0,4кВ-11шт.,
РУ-0,5-5шт.; электроталь
(рег. № 13 г/п 1т); заточной
станок; вертикальносверлильный станок;
электрозащитные средства;
электроизмерительные
приборы; пояс
предохранительный; лазы
монтёрские; съёмные
грузозахватные
приспособления; лестницы
диэлектрические; ручной
изолирующий и слесарный
инструмент
27
Количество
оборудования
Операция
Ремонт и техническое
обслуживание
электрооборудования
перегрузочных машин,
ремонт и обслуживание
электрооборудования
предприятия
Используемые
Электроизоляционные
материалы и сырьё материалы, металл
Код Наименование
ПДК,
Фактический
Велифак- производственного ПДУ,
уровень
чина
тора фактора, единица
допусти- производствен- отклоизмерения
мый
ного фактора
нения
уровень
1
2
3
5
6
4.00 Физические
факторы
3
С
06-07.07.2007г.
Аэрозоли, мг/м
4.01 Кремний карбид
0,45
по
4.49
6
4.50
4.53
Шум, дБА
80
Инфразвук, дБ
Код
100
Класс
условий
труда,
степень
вредности
7
2,0
100%
2,0
100%
06-07.07.2007г.
73
2,0
100%
06-07.07.2007г.
78
2,0
2,0
100%
100%
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Продолжительность
воздействия
8
Лист
80
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Продолжение
таблицы
Микроклимат
4.62 Холодный период,
град. С
-37,5
Открытая
территория –
–12,8
2,0
70%
0,2/0,12
1,0
30%
48/44,7
1,0
30%
0,9/0,9
2,0
2,0
30%
30%
2,0
30%
2,0
30%
Тёплый период,
град. С
4.63
4.64
4.67
4.68
4.70
18-27
18-27
не
более
25
Скорость движения
0,2
воздуха, м/с
Влажность
15-75
воздуха, %
Освещение
Коэффициент
0,5
естественной
освещённости
КЕО, %
Освещённость
200
рабочей
300
поверхности Е, лк
500
Прямая/отражённая Отсутблёскость
ствует
06-07.07.2007г.
06-07.07.2007г.
06-07.07.2007г.
06-07.07.2007г.
06-07.07.2007г.
06-07.07.2007г.
205
312
360
Соотв.
Продолжение таблицы
Код Наименование
производственного
фактора, единица
измерения
ПДК,
ПДУ,
допустимый
уровень
4.71 Коэффициент
пульсации
освещённости Кп,
%
С
Тяжесть
5.00 трудового
по
процесса
5.14
Напряжённость
трудового
процесса
20
15
10
Фактический
уровень
производственного фактора
Величина
отклонения
06-07.07.2007г.
11
12
10
Класс
Продолжительусловий
ность воздейтруда,
ствия
степень
вредности
и
опасности
2,0
30%
2,0
100%
2,0
100%
Июль 2007г.
Июль 2007г.
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
83
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Итоговая таблица по оценке условий труда работника по степени
вредности и опасности
Факторы
Класс условий труда
оптимальный допустимый вредный
опасный
1,0
2,0
3,1 3,2 3,3 3,4
4
Химический
Биологический
Аэрозоли ПФД
Акусти- Шум
ческие
Инфразвук
Ультразвук
Вибрация общая
Вибрация локальная
Ультразвук
контактный
Ионизирующие
излучения
Микроклимат
Освещение
Тяжесть труда
Напряжённость
труда








Общая оценка
4.4. Средства защиты от травмоопасных и вредных
производственных факторов
Анализ электротравматизма показывает, что большинство несчастных
случаев с работниками, обслуживающими электроустановки, происходит
в результате потери им ориентировки при осмотрах, ремонтах и
испытании. Электрические блокировки являются наиболее надёжным
средством защиты обслуживающего персонала от поражения
электрическим током. Они препятствуют доступу работающих к
токоведущим частям электроустановок, находящихся под напряжением.
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
84
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Ограничители так же как электрические блокировки, служат для
защиты людей и оборудования при неправильных действиях в процессе
работы. Сигнализация является средством, позволяющим работникам
ориентироваться в случае аварийной ситуации и принять необходимые
меры предосторожности. На кранах обычно применяют звуковую
сигнализацию, срабатывающую при сильном ветре.
Средствами защиты от травмоопасных и вредных производственных
факторов на козловом кране являются приборы и устройства
безопасности:
ограничители грузоподъёмности – осуществляют ограничение
грузоподъёмности при помощи конечных выключателей типа ВК-300А,
установленных на ограничителях, см. рис.7.;
ограничители крайнего верхнего положения траверсы – осуществляют два
конечных выключателя типа ВУ-250М или четыре ВПК-1110,
соединёнными с валами грузовых лебёдок;
ограничитель концов рабочего участка рельсового пути при
передвижении перегрузчика – осуществляет ограничение пути крана
конечным выключателем типа КУ-701;
блокировка двери кабины – препятствует включению перегрузчика в
работу при открытой двери кабины, осуществляется конечным
выключателем ВПК-1110;
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
83
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Рис.7. Крепление конца каната на барабане грузовой лебёдки
9
7
8
2
3
5
6
4
1
Обозначения на рис. 7:
1 – ось на балке ригеля;
2 – регулирующий винт настройки конечного выключателя(толкатель);
3 – конечный выключатель;
4 – корпус;
5 – пружина;
6 – гайка нажатия пружины;
7 – коуш;
8 – зажим винтовой;
9 – торцевая балка ригеля;
10 – барабан грузовой лебёдки.
нулевая блокировка(блокировка от самопускания электродвигателей) –
препятствует включению двигателей в работу после выхода из
аварийной ситуации или ремонта, если контроллеры не установлены в
нулевое положение, осуществляется при помощи нулевых контактов
контроллеров КГ-К10, КД-К10, КТ-К12, включенных в цепь питания
катушки главного контактора.
При превышении на 10% установленной грузоподъёмности
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
84
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
перегрузчика пружина ограничителя грузоподъёмности сжимается,
происходит срабатывание выключателя и отключается контактор-реверса
движения «Подъём» - ПВ1.
Ограничение концов рабочего участка передвижения тележки
осуществляется конечным выключателем типа ВУ-250М или двумя
путевыми выключателями типа ВПК-1110.
Конечный выключатель соединён с валом лебёдки передвижения
тележки. При повороте барабана лебедки на определённое количество
оборотов, что соответствует крайнему положению лебёдки: «вперёд» или
«назад», происходит срабатывание конечного выключателя, контакт
«ВК1-1» или «ВК2-1» размыкается и включается контактор защитной
панели (см. электрическую принципиальную схему).
Блокировка двери кабины, препятствующая работе на перегрузчике при
открытой двери осуществляется конечным выключателем «ВК4»(типа
ВПК-1110). Контакт конечного выключателя «ВК4» включен в цепь
питания катушки контактора защитной панели. При открытой двери,
контакт «ВК4» разомкнут и работать на перегрузчике невозможно.
Таким образом, приборами безопасности для козлового крана
являются: ограничители грузоподъёмности, конечные выключатели для
крайнего положения траверсы и выключатели для ограничения конца
рабочего пути, выключатель блокировки двери кабины.
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
85
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
4.5. Средства защиты от поражения электрическим током
Средства защиты от поражения электрическим током согласно ГОСТ
12.1.019, делятся на основные и дополнительные.
Основные изолирующие электрозащитные средства обладают
изоляцией, способной выдерживать рабочее напряжение установки,
поэтому ими разрешается касаться токоведущих частей, находящихся
под напряжением. К основным средствам защиты от поражения
электрическим током относятся:
в электроустановках до 1000В
– диэлектрические перчатки;
– изолирующие штанги;
– изолирующие и электроизмерительные клещи;
– слесарно-монтажный инструмент с изолирующими рукоятками;
– указатели напряжения;
К дополнительным средствам защиты до 1000В относятся:
– диэлектрические галоши;
– диэлектрические ковры;
– изолирующие подставки.
4.6. Выбор средств защиты от поражения электрическим током
В качестве защитного средства от поражения электротоком также
применяется защитное заземление. Цель защитного заземления – снизить
до безопасной величины напряжение на металлических частях
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
86
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
оборудования, нормально не находящихся под напряжением, но могущих
оказаться под напряжением вследствие нарушения изоляции
электроустановок.
Все металлические нетоковедущие части электрооборудования
перегрузчика: корпуса электродвигателей, контроллеров, конечных
выключателей и остальной аппаратуры, а также металлические трубы
электропроводок заземляются на металлическую конструкцию
перегрузчика. Заземление осуществляется перемычками из гибкого
медного провода.
Для заземления металлоконструкции перегрузчика рельсовые пути
должны быть заземлены на собственный контур заземления не более 4
Ома ( R з  4Ом для установок до 1000В). Для выполнения этого условия
выполним расчёт заземления.
Расчёт заземления сводится к определению длины горизонтального
заземлителя(обвязка) и числа вертикальных заземлителей(стержней) при
заданных условиях.
4.6.1. Расчёт одиночного искусственного заземления
Данные для расчёта
Тип
заземления
Стальная
труба
Длина, Диаметр, Глубина
l, м
d, мм
заложения
заземлителя,
H0 , м
2,5м
50мм
0,8м
Расстояние
между
одинарными
заземлителями,
а, м
2,5м
Удельное
Доп.
сопротивление сопр.
грунта для
R з ,Ом
супеска, гр ,
Ом  м
400 Ом  м
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
4 Ом
Лист
87
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Тип обвязки вертикальных заземлителей, расположенных по контуру:
стальная полоса.
Определим общее сопротивление одиночных заземлителей для
вертикально заглублённых в грунте и глубину заложения середины
электрода от поверхности грунта:
R ОБ 
ГР  2l 1 4H  l 
 ln  ln
;
2l  d 2 4H  l 
(4.6.1)
1
H  0,8  2,5  2,05м;
2
R ОБ 
(4.6.2)
400
 2  2,5 1 4  2,05  l 
ln
 ln
 120ом,
2  3,14  2,5  0,05 2 4  2,05  l 
(4.6.3)
где l, d и H – длина, диаметр и глубина заложения середины электрода от
поверхности грунта, м.
Так как общее сопротивление заземлителя больше допустимого, то
необходимо принять несколько заземлителей. Определим количество
заземлителей по формуле:
n
R ОБ
120

 42шт.,
R  В 4  0,72
(4.6.4)
где  В – коэффициент использования вертикальных заземлителей,
определяемый из табл. 3. .
Примем В  0,72 при размещении по контуру.
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
88
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Таблица 3.2.
Коэффициенты использования  В заземлителей из труб или уголков
без учёта влияния полосы связи
Отношение
расстояния
между трубами
(уголками к их
длине)
При размещении в ряд
Число труб
(уголков)
2
3
1
При размещении по контуру
В
Число труб (уголков)
0,84-0,87
0,76-0,8
0,67-0,72
0,56-0,62
0,51-0,56
0,47-0,5
5
10
15
20
4
6
10
20
40
60
В
0,66-0,72
0,58-0,65
0,52-0,58
0,44-0,5
0,38-0,44
0,36-0,42
Таблица 3.3.
Коэффициенты использования  Г параллельно уложенных полос
Длина
каждой
полосы, м
15
Число
параллельных полос
2
15
10
Расстояние между параллельными полосами, м
1
0,56
0,37
0,25
2,5
0,65
0,49
0,37
5
0,75
0,60
0,49
10
0,80
0,73
0,64
15
0,85
0,79
0,72
Определим сопротивление соединительной полосы заземлителей в
грунте по формуле:
R ПОЛ
гр
2l2ПОЛ

ln
, lПОЛ  1,05  a  (n  1),
2lПОЛ b  H0
(4.6.5)
где а – расстояние между заземлителями, принимаемое по табл. 3.3;
n – количество заземлителей, принимаемое из расчёта;
lПОЛ  длина соединительной полосы.
Примем а = 1м, тогда Г  0,25 при числе полос: n п  10.
Длина полосы равна:
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
89
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
lПОЛ  1,05  1  (42  1)  43,05м .
(4.6.6)
Сопротивление соединительной полосы:
R ПОЛ 
400
2  43,052
ln
=17,2Ом.
2  3,14  43,05 0,02  0,8
(4.6.7)
Определим общее сопротивление заземляющего устройства
(заземлителей и соединительных полос) по формуле:
R общ 
R ОБ  R ПОЛ
;
R ОБ  ПОЛ  R ПОЛ  В,Г  n
R общ 
120  17,2
 3,78Ом.
120  0,21  17,2  0,71  42
(4.6.8)
где ПОЛ - коэффициент использования соединительной полосы,
определяется по табл. 4, В,Г - коэффициент использования заземлителей
( В  0,72 ).
При расположении полосы по контуру труб выбираем
ПОЛ  0,21 .
Полученное значение полного сопротивления защитного заземления
удовлетворяет условию: R общ  R з  4Ом .
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
90
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Защитное заземление
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
91
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
5. Экономический расчёт
5.1. Постановка задачи.
Транспортировка и погрузо-разгрузочные работы осуществляются
козловым краном ЛТ-62 в течении одной смены в день– 8
часов, грузоподъёмностью 32 т, максимальной мощностью 129 кВт.
Установленная мощность крана составляет 129 кВт. В электроприводе
данного крана используется двигатель типа MTF 311- 6, номинальной
мощностью 11кВт, КПД  = 78% ; стоимостью 22000руб. за 1шт., в
количестве 2шт., контакторы КТ, стоимостью 3000руб., за 1шт., в
количестве 2шт., прочее оборудование(провода, кабеля) –
4000руб. Производится модернизация электропривода крана за счёт
использования преобразователя ATV71HD37M3X мощностью 37кВт и
стоимостью 150000руб.(по состоянию на 2008г.), 1шт.; двигателя MTKF
311-6, стоимостью 20500руб. за 1шт., в количестве 2 шт.; также в
стоимость нового оборудования входят: комплект интерфейса
для связи преобразователя с ПК – 1234 руб., 1шт.; программное
обеспечение Power Suite – 6171 руб., 1шт.; сетевой дроссель для
преобразователя – 8000 руб., 1шт.; прочее оборудование (кабеля,
контакторы, кнопки, входной дроссель) – 31400руб. Общая стоимость для
всего привода – К Ц  171405руб. . Требуется оценить срок окупаемости
производимой модернизации за счёт экономии электроэнергии.
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
92
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Условия расчёта:
1) одноставочный тариф на потребляемую электроэнергию составляет
1,97руб/ кВт  ч для Архангельской обл., введённый с 1января 2007г.;
2) затраты на проведение НИОКР отсутствуют, так как выпускается
широкая номенклатура преобразователей частоты для крановых приводов
и на многочисленных примерах реализации показана целесообразность
этой модернизации;
3) затраты на пусконаладочные работы составляют 8% от стоимости
преобразователя частоты;
4) затраты на монтаж преобразователя частоты принимаются в размере
10% от его стоимости;
5) годовые амортизационные отчисления по преобразователю частоты
и новым двигателям составляют 6,4% в год;
6) транспортные расходы принимаются в размере 1% от стоимости
преобразователя частоты;
7) транспортные расходы, монтаж и пусконаладочные работы новых
двигателей принимаются в размере 3% от его стоимости;
8) заменяемые двигатели становятся резервными и их ликвидационная
стоимость равна нулю;
9) КПД крана и двигателя при расчёте примем неизменными и равными
номинальным;
10) численность и заработная плата обслуживающего персонала крана
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
93
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
не изменились;
Экономию электроэнергии находим, сопоставляя потребление
электроэнергии реостатного и частотно-регулируемого управления по
скорости электропривода.
Расчёт:
Установленная максимальная потребляемая мощность крана:
Pпотр  129кВт  ч ; время работы за год – TГ = 2500часов.
В результате предварительной оценки потребления электроэнергии
новым электроприводом была установлена потребляемая мощность
80кВт.
5.2. Расчёт капитальных затрат
Себестоимость проектируемого изделия: СП  236805руб.
Затраты на транспортные расходы, а также на монтаж и
пусконаладочные работы нового оборудования составят:
ЗТР   41000  0,03  150000  0,01  45805  0,01  3188руб.
(5.2.1)
Капитальные затраты при модернизации составят:
КЗ  С П  ЗТР
(5.2.2)
КЗн  236805  3188  239993руб.
Капитальные затраты на проектирование и исследование
электропривода вычисляются по следующей формуле:
К  Кокр  К Ц  Кн  Кс ,
(5.2.3)
где К н  затраты на доставку к месту использования,
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
94
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
монтаж,наладку,освоение;
К Ц  расчет цены проектируемого объекта;
К с  сопутствующие капитальные вложения;
К окр  затраты на НИИ и ОКР.
Капитальные затраты при старом приводе составляют:
КЗст  54000  540  54540руб.
(5.2.4)
5.3. Расчёт расходов по содержанию и обслуживанию средств
автоматизации
Расходы по содержанию и обслуживанию средств автоматизации
включают заработную плату обслуживающего персонала с отчислениями
органам социального страхования и расходы на материалы, используемые
в процессе обслуживания.
В состав обслуживающего персонала входит электрик или
электромеханик по ремонту и обслуживанию оборудования. Заработная
плата электрика и электромеханика– 10000руб. в месяц.
Часовая тарифная ставка электромеханика и электрика: 25,62руб.
Расчёт расходов по содержанию обслуживающего персонала
проводится по формуле:


Ротр.р.  Ф эф  Т ч  0  1  п  1  д  1  р.н. 1  с.н.  ;
(5.2.5)
где Фэф - годовой эффективный фонд рабочего времени;
Тч - часовая тарифная ставка, соответствующая разряду рабочего;
о – коэффициент занятости по обслуживанию данного объекта;
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
95
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Таблица 7.. Затраты на материалы и комплектующие изделия
Материал
Ед.
Количество
измерения
Цена за
Сумма,
единицу,
руб.
руб.
Основные материалы
Силовые кабели
м
100
120
12000
м
140
60
8400
преобразователя
Силовые кабели
двигателя
Преобразователь
ATV71HD37M3X
1
150000
150000
2
20500
41000
шт.
Двигатель MTKF
шт.
311-6
Вспомогательные материалы
Контакторы
шт.
2
Кнопки
шт.
10
Дроссель
шт.
1
4000
8000
300 3000
8000
8000
выходной
Сетевой дроссель
шт.
1
10000
10000
Комплектующие материалы
программное
шт.
1
6171
1
1234
6171
обеспечение
Power Suite
Комплект
шт.
1234
интерфейса
п - коэффициент премии;
д - коэффициент дополнительной зарплаты;
рн - районный коэффициент;
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
96
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
сн - коэффициент отчисления на социальные нужды.
В данном случае: п  0,5; д  0,3 ; с.н.  0, 26 ; р.н.  0,15 ; 0  1 ;
Т ч  25,62руб. (часовая тарифная ставка электромеханика и электрика:
по 4 разряду −25,62руб).
Расчёт эффективного фонда времени работы рабочего осуществляется
по формуле:
Ф эф  20011  Н  ;
(5.2.6)
где 2001 – среднегодовая номинальная величина рабочего времени, час;
Н  коэффициент плановых невыходов на работу работника
(принимаем Н = 0,16 ).
Тогда эффективного фонда времени работы рабочего составляет:
Ф эф  20011  0,16   1680,84ч.
Затем по формуле:
Ротр.р.  1680,84  25,62  1  1  0,5 1  0,3 1  0,15 1  0,26   239646,3руб.
Вторая составляющая расходов по содержанию и эксплуатации
оборудования - затраты на материалы, потребляемые в процессе
обслуживания и эксплуатации, - определяются исходя из годового их
расхода и цен на них. Затраты на материалы:
Мо=3000 руб.,
Подставляя численные значения, рассчитываются расходы по
содержанию и обслуживанию средств автоматизации:
ИО  Ротр.р.  Mo  239646,3  3000  242646,3руб.
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
(5.2.7)
Лист
97
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Расчёт заработной платы по монтажу нового агрегата найдём по
формуле:
Р з  t общ  Tч  1  п  1   д  1   р.н.  ,
(5.2.8)
где Tч  часовая тарифная ставка работника, осуществляющего
ремонт;
 п  коэффициент премии, принимается равным 0,3;
Д  коэффициент дополнительной зарплаты, принимается
равным 0,1;
 Р.Н.  районный коэффициент(15% от основной заработной
платы и дополнительной;
t общ  общая трудоёмкость автоматизации.
Общая трудоёмкость монтажа находится по формуле:
t общ  t м  1   пр  ,
(5.2.9)
где t м  трудоёмкость монтажа оборудования примем равным
100часов;
пр  коэффициент, учитывающий трудоёмкость механических и
прочих работ, принимается равным 1.
Тогда общая трудоёмкость монтажа будет равна:
t общ  100  1  1  200час.
Расходы на заработную плату по монтажу нового оборудования
составят:
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
98
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Рз  200  25,62  1  0,31  0,11  0,15   18190,2руб.
Отчисления на единый социальный налог(ЕСН) определяются ставкой
26% от суммы заработной платы производственных рабочих. ЕСН
включает: 26 % в пенсионный фонд, 3,6 % в фонд медицинского
страхования и 4% в фонд социального страхования;
Ос.н.  0,26  Р з  0,26 18190,2  4729,45руб.
(5.2.10)
Косвенные расходы принимаются равными 200% от расходов на
заработную плату:
Н  2  Р з  2  18190,2  36380,4руб.
(5.2.11)
Стоимость материалов
и комплектующих изделий дана в таблице 7..
Таким образом, полная себестоимость модернизации привода равна:
Спр  Мо  Мв  Мк  Рз  Врк  Осн  Н к ;
(5.2.12)
Спр  211400  27800  7405  18190,2  2728,5  4729,45  36380,4  308633,6руб.
5.4. Расчёт расходов на электроэнергию
Найдём расход электроэнергии старого привода в год в рублях:
ЗГ.СТ  Pпотр  TГ  ЦЭ  129  2500  1,97  635325руб.
(5.2.13)
Найдём потребление электроэнергии нового привода в год:
ЗГ.Н.  Pпотр  TГ  ЦЭ  80  2500  1,97  394000руб. ,
(5.2.14)
где Ц Э  тариф на электроэнергию;
Pпотр  потребляемая мощность привода.
Экономия затрат при новом приводе составит:
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
99
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
ЗЭК  ЗГ.СТ.  ЗГ.Н.  635325  394000  241325руб.
(5.2.15)
5.5. Расчёт амортизационных отчислений
Найдём коэффициент амортизации при старом оборудовании, время
службы старого оборудования Т сл  20лет :
а 
1
1

 0,05.
Т сл 20
(5.2.16)
Найдём коэффициент амортизации при новом оборудовании, время
службы нового оборудования по проекту – Т сл  10лет :
а 
1
1
  0,1.
Т сл 10
(5.2.17)
Найдём амортизационные отчисления при старом приводе по формуле:
Аа.ст  а  Кц.ст  0,05  51000  2550руб.,
(5.2.18)
Найдём амортизационные отчисления при новом приводе по формуле:
Аа.н  а  Кц.н  0,1171405  17140,5руб.,
(5.2.19)
где Кц.ст ;Кц.н  стоимость старого и нового оборудования.
Показатель прибыли принимается равным 20% от себестоимости
модернизации:
П  0,2  Сп  0,2  308633,6  61726,7руб.
(5.2.20)
Таким образом, цена кранового электропривода равна по формуле:
К Ц  Сп  П  308633,6  61726,7  370360,3руб.
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
(5.2.21)
Лист
100
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
5.6. Расчёт расходов по ремонту:
Расходы по текущему ремонту Рр включают следующие
составляющие:
Рр  Мр  Рз.р.  Вр.н.  Ос.н.  Нк ;
(5.2.22)
где Мр  расходы на материалы, заменяемые в процессе ремонта;
Рз.р.  заработная плата работников, выполняющих ремонты;
Вр.н.  выплаты по районному коэффициенту(15%);
Ос.н.  отчисления на социальные нужды;
Н к  косвенные накладные расходы(принимаем 200% от зарплаты).
Расходы на материалы и оборудование, заменяемые в
электроприводе крана составляют: М р  236825руб.
Приближённо расход заработной платы с отчислениями органам
социального страхования находится из расчета:
Р з.р.  П рем  t р  Tч 1   П  1   Д  1   Р.Н. 1  С.Н.  ;
(5.2.23)
П рем  количество ремонтов в год;
t р  трудоёмкость одного ремонта в час;
 Р.Н.  районный коэффициент, в долях;
С.Н.  коэффициент отчислений на социальные нужды.
Расчёт количества ремонтов Прем в течение года опирается на
предварительные расчеты надёжности спроектированного объекта:
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
101
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
П рем 
Тг
Тб
;
(5.2.24)
где Т г – количество часов работы объекта в год;
Т б  расчётное время безотказной работы объекта, в час.
В данном случае количество часов работы электропривода крана
составит Тг=2500ч., а расчётное время безотказной работы равно
Тб=2380 ч. Тогда по формуле количество ремонтов в течение года
определится:
П рем 
2500
 1.
2380
Принимаем:
tр=8ч.,
Tч=14 руб.,
п=0,5,
д=0,3,
с=0,26
рн=0,15
Расход заработной платы работникам, выполняющим ремонты равен:
Р з.р.  1  8  25,62 1  0,5 1  0,3 1  0,15 1  0,26   1067,84руб.
Косвенные накладные расходы находятся по формуле:
Н к  2  Рз.р.  2 1067,84  2135,7руб.
(5.2.25)
Выплаты по районному коэффициенту:
Вр.н.  0,15  Рз.р.  0,15 1067,84  160,2руб.
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
(5.2.26)
Лист
102
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Выплаты на социальные нужды:
Ос.н.  0,26  Рз.р.  0,26 1067,84  277,64руб.
(5.2.27)
Общие расходы по текущему ремонту Р р составят:
Рр  2135,7  1067,84  236825  160,2  277,64  240466,4руб.
5.7. Расчёт эксплуатационных расходов по содержанию и
использованию средств автоматизации
Эксплуатационные расходы по содержанию и использованию средств
автоматизации равны:
И  И О  И Э  Рр  Аа ,
(5.2.28)
где И О  расходы по содержанию и обслуживанию;
И Э  расходы на электроэнергию;
Рр  расходы на текущий ремонт;
Аа  амортизационные отчисления.
Эксплуатационные расходы по содержанию и использованию нового
привода:
И н  239646,3  394000  240466, 4  17140,5  891253, 2руб.
5.8. Расчет экономической эффективности от использования новой
техники
В тех случаях, когда новая техника не связана прямо с производством
продукции, расчёт экономического эффекта имеет вид:
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
103
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
Э    З1  З2  2  (И1  E H  K1 )  (И 2  E H  K 2 ),
(5.2.29)
где З1  эксплуатационные затраты до модернизации;
З 2  эксплуатационные затраты после модернизации;
И1 , И 2  годовые расходы по содержанию и эксплуатации единицы
базовой и новой техники;
K1 , K 2  капитальные затраты на единицу базовой и новой
техники;
 2  коэффициент качества новой техники(  2  1 );
E H  нормативный коэффициент эффективности капитальных
вложений ( E H  0,15 ).
Экономический эффект от внедрения будет равен:
Э  1 (635325  0,15  54540)  (394000  0,15  239993)  213507руб.
Срок окупаемости капитальных затрат:
Т ок =
КЗн 239993

 1,1год.
Э
213507
(5.2.30)
Уровень рентабельности капитальных затрат составит:
У кз 
Э
213507
 100% =
 100%  88,9%.
КЗн
239993
(5.2.31)
Вывод: экономический эффект составит 213507руб., срок окупаемости
капитальных затрат – 1,1год, уровень рентабельности капитальных
затрат – 88,9%.
Установка нового оборудования экономически выгодно, а поэтому
рекомендуется к применению.
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
104
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
6. Заключение
В ходе дипломной работы был произведён расчёт и выбор кранового
преобразователя, а также дополнительного оборудования к нему.
Произведён технико-экономический анализ нового оборудования,
необходимого для модернизации, произведено моделирование в
программе System View.
Приложение А
Библиографический список
1. Белов М.П., Новиков В.А., Рассудов Л.Н., Автоматизированный
электропривод типовых производственных механизмов,
М.:Академия, 2004.
ТПЖА.482170.934.ПЗ
Изм. Лист
№ докум.
Подпись Дата
Лист
105
106
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
2. Булгаков А.А. Частотное управление асинхронными двигателями.
М.:Энергоиздат, 1982.
3. Фираго Б.И., Павлячик Л. КПД асинхронного электродвигателя при
частотном управлении с различными видами нагрузок//Изв. ВУЗов и
энерг. объед. СНГ. Энергетика. 2001. №3. С 52 –59.
4. Чиликин М.Г., Сандлер А.С. Общий курс электропривода: Учебник для
вузов. – 6-е изд. доп. и перераб. – М.: Энергоиздат, 1981. – 576 с., ил.
5. Копылов И.П. Электрические машины: справочник. – 2-е изд., перераб. –
М.:Высш.шк.; Логос; 2000. – 607 с.
6. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем: Учеб. для вузов. – 2-е
изд., перераб. И доп. – М.:Высш.шк., 1998. – 319 с.: ил.
7. Яуре А. Г., Певзнер Е.М., Крановый электропривод, справочник, −
М.:Энергоатомиздат, 1988 − 342с.: ил.
8. Справочник по проектированию автоматизированного
электропривода и систем управления технологическими
процессами,под ред. Круповича, Москва, Энергоатомиздат, 1982г.;
9. Разевиг Н., Моделирование цифровых систем в System View, 2002г.;
10. Ковчин С. А., Сабинин Ю. А., Теория электропривода, Санкт-Петербург,
Энергоатомиздат, 2000г.,
11. Ильинский Н. Ф., Москаленко, Электропривод, энерго- и
ресурсосбережение, М., Академия, 2008г.,
12. Браславский И.Я., Ишматов З.Ш., Поляков В. Н., Энергосберегающий
асинхронный электропривод, М., Академия, 2004г.,
13. Макаров Е.,Инженерные расчёты в Mathcad, учебный курс, Питер,
2004г.
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
3. Частотная: преобразователи частоты являются главной "рабочей
лошадкой" регулируемого электропривода, именно они обеспечивают
максимально возможный экономический эффект – как за счет снижения
энергопотребления, так и за счет оптимизации и точного поддержания
параметров технологических процессов.
Преимущества:
использование частотника позволяет экономить энергию до 20%.
используются двигатели с К.К.З ротором, более надежные и требующие
меньших затрат.
абсолютный контроль за управлением скоростью, при любой массе груза
http://antibotan.com/ - Всеукраїнський студентський архів
разгон и торможение редукторов осуществляется с заданным ускорением,
что обеспечивает плавное нарастание моментов и усилий во всех узлах и
механизмах крана.
применение частотников позволяет увеличить межремонтные сроки и сроки
проф.обслуживания, повышает безопасность работы крана, увеличивает
долговечность отдельных узлов в целом.
Недостатки:
увеличение стоимости крана,
для применения при низких температурах (ниже -30) необходимо
устанавливать в шкаф управления с частотником лампу для обогрева.
Установка мотор-редукторов пр-во Германия - применяется при более
напряженном графике работы крана (А4-А5), имеет повышенный запас
прочности,
Установка частотных преобразователей на ход крана - дает возможность
изменения и регулирования скорости хода крана, плавную и точную работу
на малых скоростях перемещения и подъема груза, дает защиту от перегрева,
коротких замыканий, от обрыва фаз, от перегрузок. Гарантированный
диапазон регулирования скоростей для механизмов перемещения 1:8.