Электропривод ленточного конвейера

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

«МОГИЛЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРОДОВОЛЬСИВИЯ»

Кафедра автоматизации технологических процессов и производств

Курсовая работа

Электропривод ленточного конвейера

по дисциплине «Электротехника и электрооборудование пищевых производств»

Выполнил

студент группы ИСиТ-161

Г.С. Сапаргулыев

Руководитель работы

старший преподаватель

Т.Р. Скапцова

Могилев 2017

Введение

Электрический привод - это управляемая электромеханическая система, предназначенная для преобразования электрической энергии в механическую и обратно и управления этим процессом.

Современный электропривод - это совокупность множества электромашин, аппаратов и систем управления ими. Он является основным потребителем электрической энергии (до 60 %)и главным источником механической энергии в промышленности.

В настоящее время основным средством приведения в движение рабочих машин пищевых производств является электрический двигатель и соответственно основным типом привода служит электрический привод.

В области промышленности электродвигатели приводят в движение станки, грузоподъемные механизмы, компрессоры, конвейеры, экскаваторы и т.д. С объектами, приводимыми в движение электрическими машинами, мы постоянно сталкиваемся не только в сфере промышленности, но и в бытовой сфере. В нашу жизнь прочно вошли такие устройства с электроприводом, как стиральная машина, вентилятор, лифт, кондиционер, кофемолка, пылесос и т.д.

Развитие техники электропривода характеризуется постепенным приближением места, где электрическая энергия преобразуется в механическую энергию к исполнительным органам машин.

В настоящее время, как правило, каждый исполнительный орган рабочей машины приводится в движение отдельным, индивидуальным приводом. Использование индивидуального привода создает условия для автоматизации, позволяет расширить технологические возможности установок, повысить их производительность и качество управления технологическими процессами.

Целью курсовой работы является расчет требуемой мощности приводного электродвигателя ленточного конвейера, выбор типа электродвигателя, проверка выбранного электродвигателя по условиям пуска и перегрузочной способности, разработка принципиальной электрической схемы автоматического управления электродвигателем и описание ее работы, расчет и выбор аппаратуры управления, защиты, сигнализации.

1. Исходные данные к курсовой работе

Объектом курсовой работы является механизм с продолжительным режимом работы - ленточный конвейер.

Для электропривода ленточного конвейера необходимо использовать асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором.

Электропривод ленточного конвейера получает питание от трехфазной сети переменного тока частотой 50 Гц, напряжением 380/220 В.

Производственное помещение, в котором установлен механизм - сухое без пыли.

Статический момент производственного механизма приведен к валу двигателя

Снижение напряжения в питающей сети для проверки выбранного двигателя на перегрузочную способность - 10%.

Электрическая схема автоматического управления электродвигателем не реверсивная.

Исходные данные для расчета мощности приводного электродвигателя приведены в таблице 1.

Таблица 1 - Исходные данные

Интервал времени, с	Мощность на валу трехфазного асинхронного двигателя, кВm	nмех, об/мин
t1	t2	t3	t4	t5	Р1	Р2	Р3	Р4	Р5
7	3	15	4	12	20	60	40	30	80	940

2. Краткое описание работы ленточного конвейера

Ленточный конвейер - транспортирующее устройство непрерывного действия с рабочим органом в виде ленты [1].

Сегодня сложно себе представить высокопроизводительное производство без использования конвейера. Для перемещения грузов, в том числе и сыпучих, используют замкнутые ленты.

На сегодняшний день ленточный конвейер один из наиболее перспективных видов транспорта, который практически незаменим при больших грузопотоках.

Ленточный конвейер является обязательной частью любого тяжелого и легкого производства. Он используется в металлургии, для транспортировки сыпучих материалов, в пищевой промышленности, медицине и так далее.

Ленточные конвейеры классифицируются:

- по области применения общего назначения, специальные и подземные (транспортировка людей, катучие, а также передвижные);

- по форме трассы простые (с прямолинейным участком), сложные (с наклонной ломаной трассой), а также криволинейные или пространственные (изгиб в плоскости грузонесущего органа);

- по направлению движения груз подъемные и спускные;

- по форме ленты и размещению груза плоская и желобчатая лента в различных модификациях;

- по углу наклона трассы горизонтальные, наклонные, крутонаклонные (угол более 22 градусов) и вертикальные.

Принцип действия и устройство во всех случаях практически одинаковые. Отличия могут заключаться в виде ленты, ее грузоподъемности и гибкости, а также мощности привода.

Основными частями ленточного конвейера являются рама, приводной барабан, натяжной барабан, ролики конвейера, транспортерная лента.

На раме закреплены ролики, по которым транспортерная лента скользит, и перемещает груз в пространстве. Для натяжения ленты служит два больших ролика, называемых барабанами. Один из них - натяжной, закреплен на подшипниковом узле и служит для регулировке натяжении ленты. Другой - приводной барабан конвейера, закреплен на противоположном конце конвейера и имеет специальный вал, который соединен с электродвигателем через редуктор. Собственно с помощью передачи вращательного движения от электродвигателя или мотор-редуктора к приводному барабану, и происходит движение ленты транспортера.

Лента - основной рабочий орган конвейера, который выполняет две основные функции: несущую и тяговую. Силой трения между лентой и приводным барабаном она приводится в действия. Причем определяющим фактором является сила трения, за счет которой движется грузонесущий и тяговый орган.

В большинстве случаев такого рода конвейер позволяет частично автоматизировать производство и сократить количество ручного труда. С учетом этого рассматриваемым транспортируемым машинам предъявляются жесткие требования. По большей части это касается прочности, производительности и взаимозаменяемости изношенной ленты. Агрегаты способны работать при диапазоне температур от -50 до +45, что обуславливается техническими характеристиками несущего органа

Главный плюс ленточного конвейера заключается в том, что с его помощью можно транспортировать грузы на очень большое расстояние. В некоторых случаях длина грузонесущего органа может достигать 3-5 километров. Никакой другой конвейер не может быть таким длинным. Обусловлено это большим весом, сложной конструкцией и, что самое главное, высокой стоимостью оборудования. В случае с ленточным конвейером нет никаких проблем.

Еще одно неоспоримое достоинство заключается в высокой производительности. Иногда скорость может достигать 6-10 м/с, при ширине ленты 2,4-3,0 метра. В этом случае производительность может превышать 20-30 тысяч тон в час. Кроме того, ленточный конвейер относится к универсальным транспортирующим линиям. Обусловлено это тем, что можно перемещать самые различные грузы.

Еще одно важное достоинство - возможность перемещения грузов в наклонном положении.

ленточный конвейер асинхронный двигатель

3 Выбор асинхронного двигателя для электропривода ленточного конвейера

3.1 Построение нагрузочной диаграммы ленточного конвейера

Нагрузочная диаграмма ленточного конвейера - это зависимость мощности нагрузки от времени , она дает наглядное представление о режиме работы механизма. Нагрузочная диаграмма служит основой для выбора приводного электродвигателя, поскольку она характеризует его нагрузку.

Время цикла:

(1)

где - время цикла, с;

ti - время работы двигателя на i - м участке рабочего цикла, с.

Рассчитаем время цикла по формуле:

(2)

Время цикла:

На рисунке 1 представлена нагрузочная диаграмма ленточного конвейера

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 1 - Нагрузочная диаграмма вентиляционной установки

3.2 Расчет требуемой мощности и выбор приводного электродвигателя

Электродвигатель является основным элементом любого электропривода, его выбор для нового электропривода или модернизации старого является одним из ответственных этапов проектирования. По электродвигателю выбирают аппараты пуска, защиты и регулирования электропривода.

Надежная и экономичная работа электропривода возможна только при соответствии двигателя режиму, в котором он должен работать совместно с производственным механизмом.

Основным требованием при выборе электродвигателя является соответствие его мощности условиям технологического процесса. Определяющими при выборе мощности являются нагрев обмоток двигателя, а также кратковременные перегрузки.

Установка электродвигателя заниженной мощности недопустима, т.к. он будет перегреваться и выйдет из строя при сгорании изоляции обмотки статора, что приведет к простою оборудования и к дополнительным расходам по замене двигателя.

Установка электродвигателя большей мощности, чем это необходимо, по условиям привода, вызывает излишние потери энергии при работе машины, снижение КПД и коэффициента мощности, обуславливает дополнительные капитальные затраты и увеличение габаритов двигателя.

Согласно нагрузочной диаграмме ленточного конвейера режим работы двигателя продолжительный. Продолжительным режимом работы называют режим, при котором все части электродвигателя за время работы достигают установившейся температуры [2].

Время рабочего периода двигателя вычислим по формуле

(3)

Время рабочего периода:

Время рабочего периода равно времени цикла.

Мощность за рабочее время определяем методом эквивалентной мощности

(4)

где - эквивалентная мощность двигателя, ;

- мощность двигателя на i - м участке рабочего цикла, ;

- время работы двигателя, с.

По нагрузочной диаграмме производственного механизма рассчитаем эквивалентную мощность за рабочее время по формуле:

 (5)

Эквивалентную мощность за рабочее время:

Определим фактическую продолжительность включения двигателя по формуле

(6)

где - фактическая продолжительность включения двигателя, %;

- время цикла, с;

- время работы двигателя, с.

Фактическая продолжительность включения двигателя:

Стандартная продолжительность включения: 15,25,40,60,100 %.

Поскольку фактическая продолжительность включения не отличается от стандартной, в пересчете мощности двигателя нет необходимости.

По электротехническому справочнику [3] выбираем асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, согласно условий: , , синхронная частота 1000 об/мин т.к. частота вращения ленточного конвейера 940 об/мин.

По вышеизложенным условиям подходит двигатель…….

При выборе конструкторского исполнения двигателя необходимо учитывать условия окружающей среды. Конструкторское исполнение двигателя выбираем защищенное со степенью защищенности т.к. помещение влажное.

Номинальные данные двигателя приведены в таблице 2.

Таблица 2 - Номинальные данные двигателя

Тип	РН, кВm	При номинальном режиме
		nн, об/мин	?н,%	cos?н
Синхронная частота вращения 1000 об/мин

3.3 Проверка выбранного электродвигателя по условиям пуска

Момент, развиваемый двигателем при номинальной нагрузке, вычисляем по формуле

(8)

где - номинальный момент двигателя,;

- номинальная мощность двигателя, ;

- номинальная частота вращения двигателя, .

Номинальный момент двигателя:

Пусковой момент двигателя , вычисляем по формуле

(9)

где - пусковой коэффициент.

Пусковой момент двигателя:

Первый статический момент рассчитаем по формуле

(10)

где - первый статический момент,;

- первая мощность по нагрузочной диаграмме, ;

- номинальная частота производственного механизма, .

Первый статический момент:

Пуска двигателя под нагрузкой выполняется т.к. т.е. .

3.4 Проверка выбранного электродвигателя на перегрузочную способность

Механическая перегрузка, определяет способность двигателя преодолевать кратковременные перегрузки. Необходимость проверки вызвана тем, что перегрузочная способность двигателя ограничена его максимальным моментом . Если в графике нагрузки имеются пики с , возможна остановка двигателя.

В заводских электрических сетях согласно ГОСТ1309-87 допускается снижение напряжения на 10%. При снижении напряжения оборудование не должно терять работоспособность, но момент на валу асинхронного двигателя снижается пропорционально квадрату напряжения. Проверку на перегрузочную способность будем проводить с учетом возможного снижения напряжения в питающей сети.

Проверка сводится к проверке условия, что максимальный момент двигателя при снижении напряжения будет не меньше максимального момента сопротивления на валу двигателя.

Максимальный момент двигателя вычисляем по формуле

(11)

где - номинальный момент двигателя,;

- максимальный момент,;

- коэффициент перегрузки.

Максимальный момент двигателя:

Максимальный статический момент определим по формуле

(12)

где - максимальный статический момент,;

- наибольшая мощность по нагрузочной диаграмме, .

Максимальный статический момент:

Максимальный допустимый момент,, вычисляем по формуле

(13)

где 0,8 - коэффициент, учитывающий снижения напряжения питающей сети на 10%.

Максимальный допустимый момент двигателя:

По перегрузочной способности двигатель проходит т.к. т.е. , следовательно, двигатель сохраняет работоспособность при понижении напряжения в питающей сети.

Выбранный двигатель удовлетворяет требованиям электропривода по пусковому моменту и перегрузочной способности.

Кратковременный режим.

Длительность рабочего периода определим по формуле:

По ГОСТ 189-74-74 для кратковременного режима работы принята стандартная длительность рабочего периода: 5;10;15;30;60;90 минут.

Период номинальной нагрузки двигателя не соответствует стандартному значению, поэтому произведем пересчет мощности двигателя:

где - эквивалентная мощность двигателя, ;

- продолжительность работы с эквивалентной нагрузкой, мин;

- стандартная продолжительность работы, мин.

Мощность двигателя с учетом стандартной продолжительности работы:

По электротехническому справочнику /3/ выбираем асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором типа , согласно условию и .

При выборе конструкторского исполнения двигателя необходимо учитывать условия окружающей среды.

Конструкторское исполнение двигателя выбираем закрытое т.к. помещение влажное.

Размещено на Allbest.ur