9. Описание принципиальной схемы управления электропривода

Электрическая схема управления электроприводом составлена на основе типовой релейной схемы. Пуск электродвигателей осуществляется магнитными пускателями КМ1 и КМ2 в прямом направлении и в обратном соответственно. Выбор направления движения электропривода осуществляется командоаппаратом SA ("Вперед" или "Назад"). При переключении командоаппарата в нулевое положение, из какого-либо другого, осуществляется торможение электропривода: посредством магнитного пускателя КМ3 подается постоянное напряжение, от диодного моста V 1, на две обмотки статоров электродвигателей, время подачи напряжения определяется задержкой срабатывания реле времени КТ, после его срабатывании КМ3 теряет питание и привод готов к новому пуску. При переключении положения командоаппарата в положения 1, 2 и 3 на систему управления тиристоров поступает сигнал от сопротивлений R2, R3, R4 и R5, в зависимости от его величины, СУ коммутирует тиристоры VS1, VS2, VS3 и VS4 с различной скважностью. В положении 1 скважность равна нулю, то есть добавочный резистор полностью введен в цепь ротора электродвигателя, а положении 3 - единице, что соответствует замкнутому состоянию электронного ключа. Добавочные резисторы в цепь ротора включаются через мостовые трехфазные неуправляемые выпрямители.

Защиту схему управления от токов короткого замыкания осуществляют плавкие предохранители FA1 и FA2.

QF - выполняет защиту силовой части от короткого замыкания, от токов перегрузок тепловые реле КК1 ... КК8.

QS1, QS2 - концевые выключатели, необходимы для того, чтобы кран не выехал за пределы цеха.

10. Выбор аппаратуры управления и зашиты

Для электрической принципиальной схемы управления механизма передвижения моста выбрать автоматические выключатели и магнитные пускатели.

Номинальный и пусковой токи электродвигателей определяются по формулам:

где i_п - кратность пускового тока, примем i_п=2

Автоматические выключатели выбираются из условий, принимаются автоматические выключатели типа ВА51-35. Коэффициент надёжности настройки отсечки от пускового тока электродвигателя k_н=2,1.

QF:

I_р=I_н=179 А.

I_max=I_п=358 А.

k_нImax=2,1358=751.8 А.

ВА51-35: I_н=250 А, I_{н расц}=200 А, I_со=12 I_{н расц}=12200=2400 А.

Принимается автоматический выключатель ВА51-35(внешний вид показан на рисунке ниже)

Проверка условий выбора

Принимается автоматический выключатель ВА51-35

Пускатели магнитные выбираются серии ПМ.

КМ1, КМ2:

ПМ12-800 100 380 В 2NC+4NO(внешний вид показан на рисунке ниже)

РТТ-4

Вывод: для защиты силовой цепи выбран автомат типа ВА51-35, для управления электродвигателями магнитные пускатели типа ПМ12-800 100 380 В 2NC+4NO

11. Расчет показателей надежности электропривода

Электропривод относится к восстанавливаемым объектам и поэтому основными показателями надежности являются: вероятность безотказной работы на определенное время работы, интенсивность отказов, коэффициент готовности.

Вероятность безотказной работы на 10000 часов наработки определяется по формуле:

где λ_сх – интенсивность потока отказов схемы;

t – время работы, ч.

здесь λ_i – интенсивность потока отказа i –го элемента схемы;

n – число элементов схемы.

Таблица 3. Перечень элементов схемы и интенсивности отказа.

Вид электрооборудования	λ, 10-6, 1/ч	Кол-
	Среднее значение	во
Держатели плавких предохранителей	0,020	2
Плавкие предохранители	0,500	2
Диоды кремниевые	0,200	12
Реле с задержкой времени	0,390	3
Реле тепловые	0,400	4
Сопротивления большой мощности	0,028	2
Прецизионные	0,004	1
Выключатели пакетные	0,175	1
Выключатели конечные	0,161	2
Пускатели магнитные	6,0	2
Тиристоры свыше 10 А	0,2	4
Электродвигатели	4,8	2

Коэффициент готовности схемы и коэффициент готовности двигателя определяется по формулам

где Т_{о дв}, Т_{о сх} – средняя наработка на отказ соответственно схемы управления и электродвигателя;

Т_{в дв}, Т_{в сх} – среднее время восстановления соответственно схемы управления и электродвигателя, Т_{в дв} принимают от 6 до 8 часов.

где Т_{в i} – среднее время восстановления i–го элемента схемы, ч.

Показатели надежности электропривода в целом определяются с учетом того, что выход любого элемента приводит к отказу всей системы. Вероятность безотказной работы электропривода определяется по формуле

где Р_{эл дв} – вероятность безотказной работы электродвигателя для 10000 часов работы составляет 0.98.

Коэффициент готовности электропривода:

Интенсивность отказов электропривода можно рассчитывается по формуле:

Рисунок 6. Вероятность отказа электропривода в зависимости от часов работы P(t).

Вывод: по результатам расчета вероятность отказа электропривода для 10000 часов работы составила 0.74.

Заключение

В курсовом проекте я произвел расчет нагрузок электропривода и построил нагрузочные диаграммы электродвигателя (рисунок 3). По результатам расчета нагрузок я выбрал мощность, тип и количество электродвигателей: 22 кВт типа MTF 412-8, 4 штуки. Выбранные электродвигатели я проверил по перегрузочной способности и по тепловому режиму, а так же рассчитал активную и реактивную мощности потребляемую электродвигателями из сети и значение коэффициент мощности, которые равен 0.9. Для построения механических характеристик электродвигателя и момента сопротивления я рассчитал приведенный момент сопротивления к валу электродвигателя, определил фактическое и допустимое число пусков в час - 17 включений в час.

Я составил принципиальную схему управления электроприводом, для которой произвел выбор аппаратуры управления (автоматического выключателя, магнитных пускателей и тепловых реле). Для выбранной схемы управления я произвел расчет показателей надежности электропривода, при этом вероятность отказа схемы электропривода при 10000 часов работы составила 0.74.

Список используемых источников:

1. Методические указания к курсовой работе по курсу «Электрический привод», Полуянович Н.К.

2. Основы электропривода, Китайгородский А.П.

3. Бекетова И.О. Электрические и электронные аппараты: Учебное пособие. Часть II. – Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2007. ‑ с. 173

4. Москаленко В. В. Электрический привод. - М.: Высш. шк., 1991. - 430 с.

5. Беляев А. В. Выбор аппаратуры, защит и кабелей в сетях 0,4 кВ. - Л.: Энер-гоатомиздат, 1988. - 176 с.

6. http://forca.ru: аппаратуры управления

7. http://www.kranovoy.ru: электродвигатель

8. Журнал «Электрика» №11, за 2006г. Издательство «Науку и Технологии»

2