Дипломная (вкр): Электрооборудование универсального круглошлифовального станка 3В10А

Марка проводов выбирается из справочника [3, с 36].

Выбран провод марки ПВ3 4(1×6) I_доп = 40 (А)

.7 Разработка и описание схемы электрической принципиальной

Полуавтоматический режим работы с прибором активного контроля.

Для подготовки работы необходимо:

подключить к источнику питания лампу местного освещения ЛО с помощью штепсельного соединения 2РШ;

автоматический выключатель АС поставить в положение «включен»;

переключатель режимов ПР поставить в положение «реверс»;

выключатель прибора активного контроля поставить в положение «включен»;

при работе со шпинделем подключить к источнику питания электрошпиндель с помощью штепсельного разъема IРШ;

переключатель ВС (выключатель стола) поставить в положение «включен».

Получают питание трансформаторы управления.

Чтобы пустить станок, необходимо замкнуть автоматический выключатель QF и затем поочередно нажать кнопки SB1 и SB3.

При нажатии кнопки SB1, через контакты пускателя КМ1, происходит пуск электродвигателей шлифовального круга, гидронасоса и насоса охлаждения, а при нажатии кнопки SB3, срабатывании пускателя КМ3, через контакты пускателя КМ2 - включение электродвигателя изделия.

Предусмотрен толчковый режим (проворот изделия), для этого следует нажать кнопку SB2 и на время нажатия кнопки получает питание пускатель КМ2, который подключает двигатель изделия.

Отключение всех электродвигателей производится кнопкой SB4.

На станке предусмотрены два режима управления работой - полуавтоматический и ручной.

При полуавтоматическом режиме контакты выключателя SA1 замкнуты. Быстрый подвод шлифовальной бабки осуществляется от рукоятки.

При окончании врезания упор механизма воздействует на микропереключатель SQ, замыкающий контакт которого замкнется, электромагнит YA получит питание через реле KM4 и переключит золотник гидросистемы; произойдет отвод шлифовальной бабки от изделия.

При ручном режиме работы контакты выключателя SA1 разомкнуты и отвод шлифовальной бабки не происходит. Быстрый отвод шлифовальной бабки в этом случае осуществляется рукояткой.

Защита

Защита электрооборудования станка от коротких замыканий осуществляется автоматическим выключателем QF, и плавкими предохранителями FU1, FU2, FU3, FU4, FU5, FU6, а защита электродвигателей от перегрузок - тепловыми реле KK1, KK2, KK3, KK4, KK5, KK6. Тепловые реле имеют ручной возврат.

.8 Циклограмма работы главного электропривода и цепи управления

Последовательность операций при ручном управлении следующая:

включаем вводный автомат QF1;

включаем автоматический выключатель QF2;

включаем автоматический выключатель QF3;

нажимаем кнопку SB1;

срабатывает пускатель КМ1;

получает питание электродвигатель М1;

для отключения двигателя необходимо нажать кнопку SB4.

Циклограмма работы главного привода приведена на рисунке 6.

Рис. 7. Циклограмма работы электроприводов станка

.8 Разработка и описание схемы электрической соединений

Аппараты управления и защиты находятся в шкафу управления, который находится на задней стенке станка.

Лампа местного освещения расположена над рабочей поверхностью.

Электродвигатель изделия устанавливается в левой части станка, электродвигатель шлифовального круга располагается по центру станка на перемещающейся части.

Расположение графических обозначений устройств и элементов на схеме примерно соответствует действительному размещению элементов и устройств в станке.

Расположение изображений входных и выходных элементов или выводов внутри графических обозначений и устройств или элементов примерно соответствует их действительному размещению в механизме.

На схеме около графических обозначений устройств и элементов указаны позиционные обозначения, присвоенные им на принципиальной схеме.

Около или внутри графического обозначения устройства указаны его наименование.

Устройства и элементы с одинаковыми внешними подключениями изображены на схеме с указанием подключения только для одного устройства или элемента.

Устройства, имеющие самостоятельные схемы подключения, изображены на схеме изделия без показа присоединения проводов и жил кабелей к входным и выходным элементам.

Для упрощения начертания схемы отдельные провода или кабели (многожильные провода, электрические шнуры), идущие на схеме в одном направлении, слиты в общую линию.

Допускается линии, изображающие провода, группы проводов, жгуты и кабели (многожильные провода, электрические шнуры), не проводить или обрывать их около мест присоединения, если их изображение затрудняет чтение схемы.

3. ИНДИВИДУАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

.1 Анализ существующей системы управления механизмом

Электроприводом называют электромеханическую систему, состоящую из электродвигательного, преобразовательного, передаточного и управляющего устройств, предназначенную для приведения в движение исполнительных органов рабочей машины и управления этим движением.

По роду тока на станке применяется электропривод переменного тока и постоянного тока.

В электроприводе переменного тока использован асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором. Преимуществом такого привода является то, что он надежен и прост в эксплуатации и обслуживании, дешев. Обладает высокими энергетическими показателями. Основным недостатком данного привода является - сложность регулирования частоты вращения [1].

.2 Модернизация электрооборудования

При выборе мощности частотного преобразователя необходимо основываться не только на мощности электродвигателя, но и на номинальных токах и напряжениях преобразователя и двигателя. Так как указанная мощность частотного преобразователя относится только к эксплуатации его со стандартным 4-х полюсным асинхронным электродвигателем в стандартном применении.

Реальные приводы имеют много факторов, которые могут привести к росту токовой нагрузке привода, например, при пуске. В общем случае, применение частотного привода позволяет снизить токовые и механические нагрузки за счет плавного пуска. Например, пусковой ток снижается с 600% до 100-150% от номинального.

Преобразователь частоты серии EI-7011 является скалярным преобразователем - управление выполняется посредством поддержания соотношения напряжения/частота (U/f) постоянным при регулировании скорости вращения электродвигателя. Мощностной ряд преобразователей частоты ЕI-7011 составляет от 0,75 кВт до 315 кВт. Мы используем преобразователь частоты типа EI-7011 001Н IP54. Конструкция преобразователей серии EI-7011 предназначена для навесного настенного от- крытого монтажа. Степень защиты корпуса преобразователя от попадания внешних твердых предметов и воды, в зависимости от конструктивного исполнения, может быть IP20 или IP54. Интерфейсные входы/выходы модели ЕI-7011 позволяют осуществлять:

управление дискретными сигналами по 6 входам (управление «сухим» контактом);

задание частоты стандартным аналоговым сигналом (0…10 В или 4…20 мА);

2 аналоговых входа;

контроль работы преобразователя и электродвигателя;

выходные контрольные сигналы: 2 дискретных, 1 аналоговый (0…10 В);

программирование и контроль работы преобразователя на встроенном пульте управления с жидкокристаллическим дисплеем, с возможностью его выноса на максимальное расстояние до 10 м.

Технические характеристики:

- мощность 0,75 кВт;

полная защита двигателя;

встроенный ПИД-регулятор;

управление по вольт-частотной характеристике U/F;

язык команд пульта управления - русский;

аналоговые и цифровые входы/выходы для регулирования и дистанционного управления;

возможность дистанционного управления и мониторинга по RS-232/RS-485 (протокол MODBUS);

питание 380 В, 50 Гц.

Внешний вид преобразователя частоты типа EI-7011 001Н IP54 представлен на рисунке 8.

Рис. 8. Внешний вид преобразователя частоты типа EI-7011 001Н IP54

При появлении аварийной ситуации в электроприводе в преобразователе частоты активизируется соответствующая защитная функция, на дисплее пульта управления преобразователя EI-7011 индицируется сообщение, и замыкаются контакты дискретного выхода, запрограммированного на функцию «Неисправность». При этом напряжение на выходе преобразователя отключается, и электродвигатель начинает инерционно останавливаться.

.3 Эффективность модернизации

Частотный преобразователь необходим для решения стандартных проблем практически любого предприятия или организации, например таких

как: экономия энергоресурсов;

снижение затрат на плановые ремонтные работы и капитальный ремонт;

увеличение срока службы технологического оборудования;

обеспечение оперативного управления и достоверного контроля за ходом выполнения технологических процессов.

В промышленно развитых странах уже практически невозможно найти асинхронный электродвигатель без преобразователя частоты.

Несмотря на кажущуюся значительную стоимость современных преобразователей, окупаемость вложенных средств за счёт экономии энергоресурсов и других составляющих эффективности не превышает в среднем 1,5 лет. Это вполне реальные сроки, а учитывая многолетний ресурс подобной техники, можно подсчитать ожидаемую экономию на длительный период и принять правильное решение.

Самая привлекательная особенность этого оборудования заключается в том, что оно представляет из себя один из наиболее выгодных объектов для инвестирования средств предприятия.

С одной стороны, инвестируя средства в преобразователи частоты для своего производства, предприятие гарантированно возвращает эти средства за период срока окупаемости, а в последующие 15-20 лет предприятие просто получает чистую прибыль. С другой стороны, сделанные инвестиции ни на минуту не покидают пределов вашего предприятия.

Обоснование технической эффективности внедрения частотного привода

При использовании преобразователя частоты появляются следующие технические возможности:

регулирование скорости от нуля до номинальной и выше номинальной

плавный разгон и торможение

ограничение тока на уровне номинального в пусковых, рабочих и аварийных режимах

увеличение срока службы механической и электрической частей оборудования

высвобождается некоторое оборудование

монтаж частотного преобразователя возможен в стандартной ячейке распредустройства на месте высвобождаемого оборудования

Обоснование экономической эффективности внедрения частотного привода - расчет окупаемости:

Оценим величину экономического эффекта от применения преобразователя частоты EI-7011 001Н IP54<#"897770.files/image042.gif">6) с  = 40(А).

Разработана и описана схема управления и схема электрическая соединений, рассмотрено назначение элементов схемы.

В индивидуальной части дипломного проекта произведен анализ существующей системы электропривода и выполнена модернизация силовой части и схемы управления: применен частотный преобразователь Е3-9100

Технические характеристики:

Диапазон мощностей 0,75-15 кВт.

Векторный режим управления без датчика скорости.

Максимальный стартовый момент 150% на частоте 1 Гц.

Режим энергосбережения.

Встроенный ПИД-регулятор.

Встроенный тормозной прерыватель.

Управление скоростью с помощью встроенного потенциометра.

Управление по линии связи RS-485 (протокол MODBUS).

Многофункциональные дискретные и аналоговые входы/выходы для расширенных применений.

Питание 380 В, 50 Гц.

Приведены возможные неисправности в работе схемы управления и мероприятия по их устранению.

Рассмотрены вопросы связанные с общей техникой безопасности при работе на станке и его обслуживании, а также перечислены устройства которые могут применятся для обеспечения безопасности работ.

Приведен список используемой литературы.

На чертежах представлена графическая часть.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Алиeв И.И., Абрамов М.Б. Элeктричeскиe аппараты. Справочник. М.: Изд. РадиоСофт, 2004.

2. Шeховцов В.П. Расчeт и проeктированиe схeм элeктроснабжeния. Мeтодичeскоe пособиe для курсового проeктирования. М.: Форум. Инфа-М, 2010.

. Коновалова Л.Л., Рожкова Л.Д. Элeктроснабжeниe промышлeнных прeдприятий и установок. М.: Энeргоатомиздат, 1989.

4.   Правила устройства элeктроустановок. М: ДEАН, 2005.

5. Справочник тeхнолога машиностроeния. В 2-х т. Т. 2 / Под рeд. А.Г. Косиловой и Р.К. Мeщeрякова. М.: Машиностроeниe, 1986.

. Справочник по элeктричeским машинам. В 2-х т. Т. 1 / Под рeд. И.П. Копылова и Б.К. Клокова. М.: Энeргоатомиздат,1988.

. Элeктромагнитныe пускатeли. Справочник. М.: Информэлeктро, 1994

. Алиeв И.И. Элeктротeхничeский справочник. 5-e изд. М.: ИП РадиоСофт, 2010.

9. Правила выполнения электрических схем. ГОСТ 2.702-2011 ЕСКД

. Соколовский Г.Г Электроприводы переменного тока с частотным регулированием: учебник для студентов / Г.Г. Соколовский.- М.: Издательский центр "Академия", 2006-272 с.

11. Руководство по эксплуатации частотного преобразователя

. Сибикин Ю.Д. Техническое обслуживание, ремонт электрооборудования и сетей промышленных предприятий.- М.: Издательский центр "Академия"., 2012-256 с.