Загальна характеристика технологічного агрегату та йогоелектрообладнання
Nbsp;
Міністерство освіти і науки України
Державний вищий навчальний заклад
НТУ "Дніпропетровська політехніка"
____Електро-технічний факультет___
Кафедра___Електропривода___
(повнаназва)
ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА
Дипломного проекту (роботи)
__________бакалавра_________
(назва освітньо-кваліфікаційного рівня)
галузь знань____0507 Електротехніка та електромеханіка
(шифр і назва галузі знань)
напрям підготовки050702 Електромеханіка
(код і назва напряму підготовки)
спеціальність6.050702 Електромеханічні системи автоматизації та електропривод
(код і назва спеціальності)
освітній рівеньбакалавр
(назва освітнього рівня)
кваліфікація_______фахівець у галузі електротехніки___________
(код і назва кваліфікації)
на тему:Електропривод робочого рольгангу чистової кліті стану по системі ПЧ_АД
Виконавець:
студент4курсу, групиЕМ-14-2
____________ Васейко В.С,
(підпис) (прізвище та ініціали)
| Керівники | Прізвище, ініціали | Оцінка | Підпис |
| проекту | Бешта А.С. | ||
| розділів: | |||
| Автоматизованийелектропривод | Сьомін А.О. | ||
| Дослідження динаміки електропривода | Сьомін А.О. | ||
| Охорона праці | Столбченко О.В. | ||
| економічного | Тимошенко Л.В. |
| Рецензент |
|
|
|
| Нормоконтроль | Казачковский М.М. |
Дніпро
2018
Міністерствоосвіти і науки України
Державнийвищийнавчальний заклад
НТУ "Дніпропетровська політехніка"
ЗАТВЕРДЖЕНО:
завідувачкафедри
________електропривода_________
(повнаназва)
________________ Казачковський М.М.
(підпис) (прізвище,ініціали)
«_____» _________________2018року
ЗАВДАННЯ
На дипломний проект
______бакалавра_____
студентуЕМ-14-2Васейко В.С.
(група) (прізвище та ініціали)
Тема дипломного проекту"Електропривод робочого рольгангу чистової кліті стану по системі_ПЧ_АД"
затвердженанаказом ректора ДВНЗ НТУ «Дніпропетровська політехніка»від _________________№_____
| Розділ | Зміст | Термін виконання |
| Автоматизованийелектропривод | Аналізтехнологіїроботимеханізму та розрахунокпотужностіелектроприводу. | 20.11.17 –18.01.18 |
| Дослідження динаміки електропривода | Вибір комплектного електроприводу, синтез САУ і дослідженняїїроботи. | 20.01.18 – 17.03.18 |
| Охорона Праці | Аналізшкідливих та небезпечнихвиробничихфакторів. | 19.03.18 –28.04.18 |
| Техніко-економічне обґрунтування | Встановленняекономічноїдоцільності прийнятихтехнічнихрішень. Розрахуноккапітальних та експлуатаційнихвитрат. | 29.04.18–11.05.18 |
|
|
|
Завдання видав ____________ ____Сьомін А.О._____
(підпис) (прізвище,ініціали)
Завдання прийняв до виконання ____________ ___Васейко.В.С.
(підпис) (прізвище, ініціали)
Дата видачі завдання: 20.11.2018
Термінподання дипломного проекту до ЕК 10.06.2018
РЕФЕРАТ
Пояснювальна записка53 с., 11рис., 9 табл., 24джерела, 4аркушікреслень.
Об’єктдетальноїрозробки: Електроприводробочого рольгангу чистовоїкліті стану по системі ПЧ-АД
Мета роботи: модернізація електроприводу робочого рольгангу.
Вибраніелементи силового кола (рольганговий асинхронний двигун с короткозамкнутим ротором типу АР 355SMC12, перетворювач частоти ATV 71HD75N4зіскалярним керуванням). Розрахованіпараметриастатичноїоднозонноїсистемирегулюванняшвидкості.
Здійсненийрозрахунокперехіднихпроцесів в електроприводі в режимах пуску, прикладеннянавантаження, реверсу з використанням пакета MATLAB. Отримано діаграми навантаження та швидкості розробленої моделі. Проаналізованінебезпечні та шкідливіфактори.
Витрати на електроенергію та експлуатацію були скорочені приблизно на 20%за рахунокзменшенняпотужностіелектропривода та втрателектроенергії шляхом встановлення перетворювача частоти.
|
|
|
РЕВЕРСИВНИЙ ЕЛЕКТРОПРИВОД ЗМІННОГО СТРУМУ, ЧАСТОТНЕ КЕРУВАННЯ, ОДНОЗОННА СИСТЕМА РЕГУЛЮВАННЯ ШВИДКОСТІ, ВИБІР СИЛОВОГО ЕЛЕКТРООБЛАДНАННЯ, СИНТЕЗ САР, ЕНЕРГОЗБЕРЕЖЕННЯ.
РЕФЕРАТ
Пояснительная записка 53 с., 11 рис., 9 Табл.,24 источников, 4 листа чертежей.
Объект детальной разработки: электропривод рабочего рольгангачистовой клети стана по системе ПЧ-АД.
Цель работы: модернизация электропривода рабочего рольганга.
Выбранны элементы силовой цепи (рольганговый асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором типа АР 355SMC12, преобразователь частоты ATV 71HD75N4 со скалярным управлением). Рассчитаны параметры астатическойоднозонной системы регулирования скорости.
Проведен расчет переходных процессов в электроприводе в режимах пуска, приложения нагрузки, реверса с использованием пакета MATLAB. Получены диаграммы нагрузки и скорости разработанной модели. Проанализированы опасные и вредные факторы.
Расходы на электроэнергию и эксплуатацию были сокращены примерно на 20% за счет уменьшения мощности электропривода и потерь электроэнергии путем установки преобразователя частоты.
|
|
|
РЕВЕРСИВНЫЙ ЭЛЕКТРОПРИВОД ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, ЧАСТОТНОЕ УПРАВЛЕНИЕ, ОДНОЗОННАЯ СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ, ВЫБОР СИЛОВОГО ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЯ, СИНТЕЗ САР, ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ.
ESSAY
Explanatorynote 53 p., 11 fig., 9 Table, _ Applications, 24sources, 4 sheetsofdrawings.
Theobjectofdetaileddevelopment: theelectricdriveoftheworkingrollertableaccordingtotheFC-AD system.
Purpose of work: modernization of the electric drive of the working roller table.
Selected elements of the power circuit (roller asynchronous motor with squirrel-cage rotor type AR 355SMC12, frequency converter ATV 71HD75N4 with scalar control). The parameters of the astatic single-zone speed control system are calculated.
The calculation of transients in the electric drive in the modes of start-up, load application, reverse with calculation of the MATLAB package is carried out. The load and speed diagrams of the developed model are obtained. Hazardous and harmful factors are analyzed.
Electricity and operation costs were reduced by approximately 20% due to the reduction of the power of the electric drive and the loss of electricity by installing a frequency converter.
REVERSIBLE ELECTRIC ACTUATOR, FREQUENCY CONTROL, SINGLE ZONE SPEED CONTROL SYSTEM, SELECTION OF POWER ELECTRICAL EQUIPMENT, SYNTHESIS OF SAR, ENERGY SAVING.
Зміст
Вступ 8 1 ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА 9
1.1 Загальна характеристика технологічного агрегату та йогоелектрообладнання 9
1.2 Характеристика робочого рольгангу 10
1.3 Діаграмишвидкостей та навантаженьмеханізму
в процесіобробки 11
2 АВТОМАТИЗОВАНИЙ ЕЛЕКТРОПРИВОД 13
2.1 Попередній вибір двигуна 13
2.2 Розрахунок перехідних процесів і побудова навантажувальної діаграми двигуна 16
2.3 Перевірка двигуна за нагрівом 18
2.4 Вибір перетворювача частоти 19
3 ДОСЛІДЖЕННЯ ДИНАМІКИ ЕЛЕКТРОПРИВОДА 27
3.1 Вибірструктури САК ЕП, складанняпередаточних функцій27
3.2 Розрахунок перехідних процесів 31
4 ОХОРОНА ПРАЦІ 35
4.1Аналізнебезпечних і шкідливихвиробничихчинниківпроектованоготехнологічногопроцесу, об’єкту, системиабо пристрою35
4.2 Інженерно-технічнізаходиз охорони праці 38
4.3 Розрахунок освітлення 40
4.4 Пожежна профілактика 41
5ТЕХНІКО-ЕКОНОМІЧНЕ ОБГРУНТУВАННЯ 42
5.1 Вступ 42
5.2 Розрахунок капітальних витрат 43
5.3 Розрахунок експлуатаційних витрат 45
5.3.1Розрахунок амортизаційних відрахувань 46
5.3.2 Розрахунок річного фонду заробітної плати 47
5.3.3 Розрахунок відрахувань на соціальні заходи 48
5.3.4Розрахунокрічнихвитрат на експлуатацію та обслуговування48
5.3.5 Розрахунок вартості спожитої електроенергії 49
5.3.6 Визначення інших витрат 50
Висновки 51
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ 52
Вступ
У металургійній промисловості прокатне виробництво, що є одним з основних технологічних процесів обробки металу тиском, найбільш широко використовується система автоматизованного електропривода. Прокатні цехи є основними при завершенні технологічної обробки металу в металургійній промисловості.
Сучасний прокатний стан характеризується високим рівнем продуктивності, механізацією трудомістких робіт і автоматизацією основних технологічних процесів. Зростання продуктивності прокатних станів і допоміжних механізмів, підвищення якості продукції, досягнення високих швидкостей прокатки і інтенсифікація обтиснень стали можливими в результаті розвитку і широкого впровадження в прокатне виробництво сучасних систем електроприводу.
У теперішніх механізованих прокатних станах з потоковим технологічним процесом обробки металу рольганги є одним з найбільш поширених допоміжних механізмів, від яких в великій мірі залежить продуктивність і безперебійна робота прокатного стану в цілому. Продуктивність прокатного стану може виявитися невисокою, якщо хоча б один з його механізмів не в змозі виконати відповідну кількість операцій в заданий час.
Загальна довжина рольгангів досить значна, а вага їх сягає 40-60% від загальної ваги устаткування стану. Конструкція рольгангів, їх вага і вартість, також як і експлуатаційні показники роботи, тісно пов'язані з типом електроприводу, до вибору якого слід підходити дуже ретельно з урахуванням їх призначення і всіх можливих режимів роботи в даної технологічної лінії.
ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА
Загальна характеристика технологічного агрегату та йогоелектрообладнання
Рольганги виконуються з груповим або індивідуальним приводом. При груповому електроприводі секція рольганга, що складається з 3-10, а іноді і більше роликів має загальний електропривод від одного електродвигуна.
Груповий електропривод застосовується для рольгангів, які працюють у важкому режимі, з частими пусками або реверсами. Для цих станів початкова довжина злитка і довжина розкату в перших проходах близькі до величини кроку рольганга, внаслідок чого на один ролик доводиться майже весь вага металу, що прокочується. Це робить необхідним застосування групового електроприводу, що має в порівнянні з індивідуальним набагато меншу встановлену потужність електродвигунів і меншу собівартість.
Вибір роду струму і типу електропривода проводиться виходячи з цілого ряду умов, що висуваються до режиму роботи виконавчого механізму.
Для рольгангів з груповим електроприводом,що не потребують регулювання швидкості та мають частоту вмикань за годину не більше 500, викуристовуютьсяасинхронніелектродвигуни з фазним ротором. При необхідности регулювання швидкості роликів використовуються електродвигуни постийного струму, що живляться від окремого генератора або від тиристорного перетворювача, зо забезпечує широкий діапазон регулювання швидкості зміною напруги на якорі, а також скороченням тривалості перехідних процессів.
Робочі рольганги служать для подачі металу до прокатних валків і відведення його від валків. Вони розташовуються безпосередньо у кліті. На великих обтискних станах частина роликів цих рольгангів (від 1 до 3) розміщується безпосередньо в станині кліті і називаються станинними роликами.
Робочий рольганг виконаний з використанням групового електро-привода. Використання даного типу привода пов'язане з тяжким режимом роботи, а саме з частими пусками та реверсами. Рольганг працює в повторно-короткочасному режимі з ПВ 75%, кількість вмикань за годину 850. Для даних станів начальна довжина злитку і довжина розкату в перших проходах близька до значення шагу рольгангу, в наслідок чого на один ролик приходиться майже вся маса прокатного металу. Це викликає необхідність використання групового електропривода, що має в порівнянні з індивідуальним набагато меншу встановлену потужність електродвигуна і меншу вартість.
Спеціальні асинхронннітрьохфахнікороткозамкнуті двигуни мають високий початковий момент та м’яку механічну характеристику. Ці двигуни внасідок простоти та жорсткості конструкціі, високої надійності та довговічності та нескладного догляду використовуються для приводу роликів нереверсивних та реверсивних прокатних станів як холодної, так і гарячою прокатки металу та транспортних рольгангів. При необхідності регулювання частоти обертання двигунів іх живлення здійснюється від електромашинних або статичних перетворювачів, що допускають зміну частоти та напруги .
Існують декілька шляхів отримання невеликої частоти обертання роликів від двигунів змінного струку: використанні багатополюсних двигунів на промисловій частоті 50 Гц, двигунів з редукторами, двигунів з перетворювачами частоти, двигунів з редукторами та перетворювачами частоти.
1.2 
Характеристика робочого рольгангу
Рисунок 1.1. Рольганг з груповим приводом:
Рольганг вмикається у напрямку стану в холосту. Момент вмикання рольганга вибирається таким, щоб при досягненні сталої швидкості транспортована розкатним рольгангом заготовка підійшла до восьмого ролика. Заготовка переміщається до маніпулятора зі сталою швидкістю, після чого рольганг зупиняється. Момент початку гальмування обирається так, щоб після зупинки рольгангу кінець заготовки знаходився на осі третього ролика. При переміщенні заготовки маніпулятором рольганг не працює.
Друге вмикання рольгангу виконується при подачі заготовки в валки для першого пропуску. В період прокату рольганг працює зі сталою швидкістю. Перед закінченням прокату рольганг реверсується з попереднім гальмуванням. Гальмування починається в такий момент часу, щоб при відході заготовки с першого ролика швидкість рольгангу була нульовою.
Розгін рольгангу в зворотному напрямку вхолосту. Після другого пуску заготовка приймається на рольганг, котрий обертається в напрямку прокату зі сталою швидкістю. Після чого починається його гальмування, при чому момент початку гальмування обирається так, щоб швидкість рольгангу була рівна нулю при зупинці заготовки, викинутою кліттю, після чого починається розгін із заготовкою в напрямку до стану. Робота рольгангу при прокаті заготовки в третьому пропуску аналогічна його роботі при прокаті в першому пропуску.
Заготовка, викинута із кліті після прокату в четвертому пропуску, транспортується робочим рольгангом на розкатний. Робочий рольганг зупиняється, гальмування його починається в момент проходження заднього кінця полоси через вісь восьмого ролика.
Після паузи, тривалість якої визначається часом, необхідним для передачі розкату шпелером с першої чистової лінії на другу, і часом, необхідним для транспортування наступної заготовки до стану,після чого починається наступний цикл роботи рольгангу.
Рисунок 1.2. Кінематична схема робочого рольгангу.
1 - ролик; 2 - розподільчий редуктор; 3 - електродвигун; 4 - муфта.
1.3 Діаграмишвидкостей та навантаженьмеханізму
в процесіобробки
Рисунок 1.3 Діаграмишвидкостей та навантаженьмеханізму в процесіобробки
Таблиця 1.1
Технічні характеристики робочого рольгангу
| Параметр | Значення |
| t1, с | 1,4 |
| t2, с | 3 |
| t3, с | 1,5 |
| t4, с | 3,2 |
| t5, с | 1,7 |
| t6, с | 5,5 |
| t7, с | 1,6 |
| t8, с | 1,4 |
| t9, с | 7 |
| t10, с | 1,8 |
| t11, с | 1,6 |
| t12, с | 9 |
| t13, с | 1,6 |
| t14, с | 1,4 |
| t15, с | 11,1 |
| t16, с | 2,3 |
| t17, с | 1,5 |
| t18,c | 12 |
| М1= М8,Н×м | 130 |
| М2= М16, Н×м | 165 |
| М6= М9, Н×м | 640 |
| Приведений ∑J при роботі в холосту | 21,3 |
| Приведений ∑J з урахуванням заготовки | 25,7 |
| Швидкість механізму ω,рад/с | 50 |
| Система електроприводу | ПЧ-АД (однозонний) |
| Режим роботи | Повторно-короткочасний |
Дата добавления: 2018-06-27; просмотров: 512; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!