ГОУ СПО СО «Карпинский машиностроительный техникум» 
 
 
 
 
 
 
 

АВТОМАТИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА КОНВЕЕРНОЙ ЛИНИИ

Пояснительная записка

КП.1806.ЭО.3.2.06.000.ПЗ 
 
 

       Выполнил:                                     Принял:

     студент группы 2-ТЭОЭ-05                   В.Ф Быков

           В.Ю. Жуков 
 
 
 

2008

Содержание

Введение                                                                  Лист

Автоматизация электропривода конвейерной  линии

1.1 Назначение, устройство, работа, технические  характеристики оборудования  электропривода конвейерной  линии

1.2 Выбор двигателя привода ленточного конвейера

1.3 Выбор проводов, пусковой и защитной аппаратуры.

1.4 Электрическая схема  управления электропривода  конвейерной

  линии

2.Охрана  труда.

     2.1 Требования предъявляемые к электротехническому персоналу.

2.2 Меры безопасности  при обслуживании  электроприводов

     2.3 Противопожарные меры при эксплуатации электроустановок

Введение

    Специалисты, занимающиеся эксплуатацией, обслуживанием и  ремонтом электрического и электромеханического оборудования, должны быть хорошо знакомы  с механическим оборудованием, технологией, понимать электрическую схему работы того или иного механизма. Все это требует от инженерно-технического персонала изучения теоретических основ электропривода, управления электроприводами, а также специальных курсов, одним из которых является «Электрическое и электромеханическое оборудование общепромышленных механизмов и бытовой техники».

    При подъеме промышленности специалисты указанного направления требуются  прежде всего. Действительно, трудно представить  завод или фабрику любого технологического профиля, которые обходились бы без подъемно-транспортных механизмов, насосных станций, вентиляторных установок и т. п.

    Современный специалист должен обладать достаточными знаниями, чтобы самостоятельно принимать грамотные  решения при эксплуатации. Для этого ему необходимо понимать специфические особенности того или иного механизма.

    В программе курса  и, соответственно, в  учебном пособии  рассматриваются  вопросы электрооборудования  подъемных кранов, подъемников, механизмов непрерывного транспорта, насосов и вентиляторов.

    Отдельную главу составляют механизмы бытовой  техники. Изучение последних  необходимо специалистам, занимающимся установкой и ремонтом средств  бытовой техники.

    К общепромышленным механизмам относится большой  класс рабочих машин, которые применяются в самых разнообразных отраслях народного хозяйства: в промышленности, сельскохозяйственном производстве, строительстве, на транспорте. В большинстве случаев эти механизмы обслуживают основное производство различных отраслей. К их числу относятся подъемные краны, пассажирские и грузовые подъемники, эскалаторы, различные конвейеры, вентиляторы, насосы.

    Общепромышленные  механизмы имеют  массовое распространение. Для их электроприводов  используются 70...75 % выпускаемых асинхронных  двигателей и более 25 % вырабатываемой энергии.

    

    В заводских цехах, на фабриках, электростанциях  и других промышленных предприятиях подъем, и транспортировка  грузов осуществляются кранами различных  конструкций. Грузоподъемность их лежит в широких  пределах. Крупные мостовые краны обслуживают цеха металлургических заводов: доменные, мартеновские, прокатные. Большое число башенных и других кранов работает на строительстве различных зданий.

    Одним из распространенных электроприводов  городского хозяйства  являются лифты. Лифты - это механизмы вертикального транспорта, предназначенные для транспортировки пассажиров и грузов в жилых, производственных и административных зданиях. Большое значение имеет вертикальный транспорт в угольных и рудных шахтах.

    Задача  транспортировки различных грузов, особенно сыпучих, на значительные расстояния решается с помощью механизмов непрерывного транспорта: конвейеров и канатных дорог. В некоторых случаях механизмы непрерывного транспорта успешно конкурируют с автомобильным и железнодорожным.

    Откачивание воды, вентиляция шахт, снабжение рабочих  мест сжатым воздухом осуществляются с  помощью насосов, вентиляторов и компрессоров. Более мощные вентиляторы  с двигателями  до нескольких тысяч  киловатт применяются  для шахтной вентиляции, вентиляторы меньшей мощности (200...2000 кВт) - в тягодутьевых установках тепловых электростанций. Мощные насосы можно встретить на электрических станциях, металлургических заводах, шлюзах рек и каналов, насосных станциях систем водоснабжения больших городов. Мощные компрессоры применяются при транспортировании газов.

    Общепромышленные  механизмы играют в народном хозяйстве  страны важную роль. Они являются основным средством механизации  и автоматизации  различных производственных процессов. Поэтому  уровень промышленного производства и производительность труда в значительной степени зависят от оснащенности производства общепромышленными механизмами и от их технического совершенства.

    Задачи, возлагаемые на общепромышленные механизмы, обусловливают  большое разнообразие их электроприводов, которые различаются и по диапазону мощностей (от долей киловатт до нескольких тысяч киловатт), и по сложности (от нерегулируемого асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором до сложных регулируемых электромеханических систем). Для механизмов рассматриваемого класса применяются практически все действующие виды электропривода переменного и постоянного тока.

    

    Последние десятилетия сильно изменили наш быт. В повседневной жизни  используется множество  электрических приборов и механизмов, которые облегчают домашний труд. К механизмам бытовой техники относятся стиральные машины, пылесосы, миксеры, электр о взбивалки, кофемолки и т. д. Ассортимент этих механизмов постоянно расширяется. Освоено производство целого ряда новых приборов, таких как высоко комфортные пылесосы, универсальные кухонные машины. Технический уровень бытовых приборов в значительной степени определяется техническим уровнем электрооборудования, которым они оснащены.

    Перспективным направлением в области  автоматизации конвейерного транспорта является использование микропроцессорной техники и микроЭВМ. Микропроцессорная техника позволяет уменьшить размеры и массу аппаратуры управления, расширить диапазон решаемых задач управления, обеспечить контроль технического состояния различных узлов конвейерной установки и системы управления. Наиболее эффективно применение микропроцессорной техники на крупных разветвленных конвейерных линиях с большим числом маршрутов и конвейеров. В этом случае микроЭВМ, получая информацию о количестве вырабатываемой горной массы, может подавать команды на изменение скорости движения ленты каждого конвейера и маршрутов, обеспечивая равномерную загрузку магистральных конвейеров большой мощности. Одновременно микроЭВМ, получая информацию от соответствующих датчиков, своевременно определяет причину и место аварийной ситуации и передает сообщение об этом диспетчеру.

Автоматизация электропривода конвейерной  линии

1.1 Назначение, устройство, работа, технические характеристики оборудования электропривода конвейерной линии

    Механизмы непрерывного транспорта широко применяются  в различных отраслях народного хозяйства  для механизации  и автоматизации  вспомогательных  операций, например транспортировки  руды, топлива, сырья, деталей машин, кормов, продуктов и т. д.

    Механизмы непрерывного транспорта проще по своему устройству и эксплуатации, чем  краны и подъемники, имеющие циклический  характер нагрузки. По количеству перемещаемых грузов и длине  трасс механизмы  непрерывного транспорта нередко могут  успешно конкурировать с автомобильным и железнодорожным транспортом. Помимо перемещения грузов указанные механизмы используются и для перевозки пассажиров (эскалаторы, подвижные тротуары).

    Наиболее  распространенными  механизмами непрерывного транспорта являются конвейеры различных типов, конструкция которых определяется характером перемещаемых грузов, массой и скоростью их движения. Сыпучие грузы перемещаются ленточными конвейерами, штучные и пластинчатыми, роликовыми и подвесными. На промышленных предприятиях, как правило, применяются ленточные и подвесные цепные конвейеры. Ленточные используются главным образом на металлургических заводах, горных разработках, топливоподачах электростанций, в строительной и пищевой промышленности, подвесные цепные - на машиностроительных заводах, а также в химических, красильных и других цехах.

    Основной  конструктивной частью механизмов непрерывного транспорта и, в частности, любого конвейера  является замкнутый, непрерывно движущийся в процессе работы тяговый орган, выполненный из специальной текстильной, прорезиненной или стальной ленты. Он может быть выполнен из цепей и канатов.

    Применение  той или иной конструкции  тягового органа обусловливается  не только характером перемещаемого груза, но и условиями  окружающей среды, в  которой работает механизм. Тяговый орган обычно приводится в движение через ведущие барабаны, звездочки, многогранные блоки и подобные устройства посредством электрических двигателей.

    Рассмотрим  конструкцию ленточного конвейера. Основными  узлами его являются: натяжная станция; несущая конструкция с верхними и нижними опорными роликами, по которым движется текстильная прорезиненная лента; разгрузочная и приводная тележки.

    Двигатель через ременную передачу приводит во вращение ведущий барабан. Натяжная

    

    

станция, обеспечивающая предварительное натяжение ленты, состоит из барабана, подшипники которого могут перемещаться вдоль горизонтальных направляющих, шкива, промежуточных блоков и груза. Усилие, создаваемое грузом с помощью отводных тросов, передается шкиву. Последний поворачивается, вследствие чего тросы наматываются на вал и подтягивают к себе подшипники натяжного барабана. Загрузка конвейера осуществляется через бункер, выгрузка - с помощью разгрузочной тележки в бункер и отводящие рукава. Перемещение тележки вдоль направляющих часто осуществляется с помощью ведущей ленты, при этом вращаются барабаны, которые через систему передач приводят в движение валы ведущих колес тележки Т. Иногда для привода разгрузочной тележки применяют отдельный двигатель.

    Такие конструктивные узлы, как приводная и натяжная станции, характерны не только для ленточного конвейера. Они являются необходимой частью цепных, канатных и других механизмов непрерывного транспорта.

    Наиболее  важной и дорогостоящей  частью ленточных  конвейеров является его ведущая часть - лента. Она ограничивает возможности конвейера в отношении температуры окружающей среды, характера транспортируемых грузов, так как легко подвергается термическому воздействию, пробоям, разрывам и износу. В связи с этим ленточные конвейеры применяются главным образом для транспортировки сыпучих грузов: зерна, кормов, песка, глины, руды, топлива и т. д.

    Подвесные цепные конвейеры  монтируются на специальных  конструкциях или  колоннах вдоль цехов, иногда используются балки этажных  перекрытий и т. п. Каретка конвейера движется на роликах вдоль монорельса, Каретки приводятся в движение непрерывной цепью, проходящей через ведущую звездочку приводной станции. Подвесные конвейеры позволяют непрерывно транспортировать грузы внутри цехов и даже на территории нескольких цехов. Они не мешают установке основного технологического оборудования. Благодаря тому, что ведущей частью конвейера являются стальные цепи, конвейеры могут работать, например, в помещениях со значительным содержанием агрессивных паров: в сушильных, термических цехах и т. п.

    Назначение  и характеристики подвесных конвейеров весьма разнообразны. Скорости движения цепей  конвейеров находятся  в пределах от нескольких миллиметров до десятков метров в минуту, масса перемещаемых грузов колеблется от нескольких граммов до тонн, а размеры достигают нескольких метров. 

1.2 Выбор двигателя привода ленточного конвейера

    Технические данные привода ленточного конвейера приведены  в таблице 1.

    Таблица 1. Технические данные привода конвейера

 
 

    При заданных значениях  Q=250т/час и L=150м принимаем коэффициент с=0,12.

    Расчётная мощность двигателя для привода конвейера: 

 

     Необходимо  по таблице П4.2 выбрать двигатель, у которого номинальная мощность должна быть больше или равна расчётной Рн  ≥ Рр.

    Принимаем двигатель тип 4А28056У3, технические данные которого приведены в таблице2.

      Таблица 2. Технические данные двигателя.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1.3 Выбор проводов, пусковой  и защитной аппаратуры.

    Расчётная схема приведена на рисунке 1. 

    

 

    Для АД с кз ротором  с техническими параметрами: Рн=75кВт, Uн=380В, Iп/Iн=5,5, сosф=0,89, =0,92 требуется выбрать пусковую, защитную аппаратуру и провода.

    В данной схеме автоматический выключатель защищает от токов кз жилы кабеля, обмотку статора АД, т.е. автомат защищает от токов кз после себя в любой точке до конца схемы.

    Тепловое  реле, встроенное в  пускатель, защищает от токов перегрузки обмотку статора  и жилы кабеля. В  данной схеме главные  контакты автомата, рабочие жилы кабеля, главные контакты пускателя, тепловое реле, обмотка статора обтекаются электрическим током одной величины, так как перечисленные элементы соединены между собой последовательно.

    

    При выборе проводов необходимо учитывать условие  их прокладки, температуру окружающей среды и условия защиты. Кабельная линия проложена металлической трубе в черновом полу и принимаем температуру окружающей среды tср= 25 С. Нормируемая температура среды tс= 25 С.

    Нормируемая температура нагрева  жил кабеля tн= 65 С, поправочный коэффициент на температуру среды К₁=1, т.к. tср= 25 С= tс= 25 С.

    Имеется поправочный коэффициент  К_2, который учитывает количество рядом проложенных кабелей. Для кабеля проложенного в трубе К₂=1.

    Коэффициент защиты К₃ учитывает условия защиты жил кабеля. При защите жил кабеля от токов перегрузки тепловым реле К₃=1.

    Так как аппаратуру управления (автоматы, пускатели) находятся  в шкафах управления и температура  воздуха внутри шкафа  выше, чем температура  окружающей среды, т.к. нагреваются контактные соединения, контакты самих аппаратов, то принимается коэффициент поправочный на температуру Кт=0.86

    Для трехфазного АД расчетный  ток равен току номинальному: 

      

    Автоматический выключатель выбирается по условиям: по числу фаз – трехполюсный; по номинальному напряжению сети U_н.а≥ U_н;по роду тока – переменный, а также:  

    

;    ;  

     

где U_н.а - напряжение номинальное автомата (В).

          U_н - напряжение номинальное сети (В).

         I_н.а - ток номинальный автомата (А).

         I_н.р - ток номинальный расцепителя автомата, теплового (А).

         I_мгн -ток мгновенный электромагнитного расцепителя (А).

         К - коэффициент,  учитывающий разброс уставок теплового и

         электромагнитного расцепителей.

    

    Коэффициент K принимается при Iн.а > 100А и равен K=1.25,

      где I_п – ток пусковой, который определяется по формуле: 

    

 

    При расчетном токе I_Р=1139,1А с учетом коэффициента К_т=0,86 и коэффициента К=1,25 по справочнику принимаем автоматический выключатель тип ВА51-33 (приложение 1) с параметрами: Iн.а=160А, Iн.р=160А, Iмгн=10*160=1600А.

    Для выбранного автомата выполняется условие: 
 

    

 

    

 
 

    

 
 

    Окончательно  принимаем автомат BA51-33-160 ;

где 160А – ток номинальный главных контактов автомата

           160А – ток теплового расцепителя автомата

           1600А – ток мгновенного расцепителя

    Для кабельной линии  принимаем провод с алюминиевыми жилами с поливинилхлоридной изоляцией. Марка  провода АПВ, А - жилы из алюминия, П – провод, В – изоляция поливинилхлоридная.

    Сечение провода выбирается по расчетному току I_р=139,1А из условия кабельная линия четырехжильная, четвертая жила как защитная и в ней ток в нормальном режиме не протекает, поэтому выбираем таблицу как для трех одножильных (таблица 3). Таблица для проводов с алюминием данные приведены в знаменателе.

    Принимаем сечение алюминиевого провода q=70 мм², для которого длительный допустимый ток I_д=165А и выполняется условие: 

    

>  
 

    Четвертый нулевой провод принимается  сечением в зависимости  от сечения рабочих  жил: 

    q ≥ 35мм²,   q₀=

мм² 
 

    При рабочих сечениях q=70 мм² принимается сечение нулевой четвертой жилы q₀=35 мм².

    Окончательно  принимается кабельная  линия: 

    Где 3x70+1x35 – три рабочих токоведущих жилы сечением по 70 мм² плюс одна жила нулевая для защиты от однофазных замыканий сечением 35 мм²; 25 – длина кабеля в м.

    Пускатель типа ПМЛ выпускается  семи величин, причем цифра – величина его определяет номинальный ток пускателя. Первая цифра указывает величину пускателя, вторая цифра, если 2 – нереверсивный с тепловым реле; третья цифра указывает наличие кнопок.

    При расчетном токе I_р=139,1 пускатель трехполюсный нереверсивный, с кнопками управления, шестой величины, с тепловым реле ПМЛ 722.