Курсовой проект по предмету «Электрооборудование предприятий и гражданских зданий» является самостоятельной работой расчетного характера.




НазваниеКурсовой проект по предмету «Электрооборудование предприятий и гражданских зданий» является самостоятельной работой расчетного характера.
страница1/8
Дата08.11.2012
Размер0.7 Mb.
ТипКурсовой проект
  1   2   3   4   5   6   7   8



ВВЕДЕНИЕ


В пособии приведены основные методики расчета и выбора электрооборудования для различных станков, механизмов, машин и установок по дисциплине «Электрооборудование предприятий и гражданских зданий».

Курсовой проект по предмету «Электрооборудование предприятий и гражданских зданий» является самостоятельной работой расчетного характера.

Цель курсового проекта – получить навыки расчета и выбора электрооборудования станков и механизмов, составления технической документации, закрепить навыки чтения и составления электрических схем.

В соответствии с заданием необходимо рассчитать и выбрать электрические аппараты для схемы управления станком, составить спецификацию на выбранное оборудование, начертить принципиальную схему станка, описать порядок ее работы, разработать и начертить схему соединений и подключения.

При выполнении курсового проекта учащимся необходимо: полностью записывать текст задания и исходные данные; чертежи, условные обозначения элементов схем и сами схемы выполнять аккуратно согласно стандартам ЕСКД и ЕСТД; во всех расчетах сначала записывать пояснения, формулу, затем подставлять в нее числовые значения. Обязательно привести список литературы, дату выполнения работы и подпись учащегося.


ВВЕДЕНИЕ

Цели и задачи курсового проекта. Общее описание путей достижения цели и решения поставленных задач. Состав курсового проекта.


Состав и краткая техническая характеристика (станка, механизма, установки)


Назначение, основные технические возможности. Состав и краткое описание основных узлов и частей установки. Основные технические характеристики.


Требования к электрооборудованию

Выбор и обоснование рода тока, значений питающих напряжений. Требования к качеству электроэнергии. Технологические требования к электроприводам установки (необходимость реверса, торможения, регулирования скорости вращения, и т.д.). Описание условий, в которых работает электрооборудование.


Принцип действия электрооборудования и систем управления


Полный перечень электрооборудования станка, назначение и технические данные электрических машин, электромагнитов, электронагревательных устройств и других силовых элементов, назначение блокировок, возможные режимы работы электрооборудования. Органы управления. Включение и отключение электродвигателей и других силового электрооборудования. Подробное описание принципа действия схемы управления, блокировки, защита.

Описание действия электрической схемы производится в последовательности, соответствующей порядку работы элементов электрооборудования для всех рабочих режимов, а также для наладочных режимов. При перечислении блокировок и защиты указывается их назначение и приводится изложение действия всех блокировок и защиты электрооборудования.

К принципиальной схеме прилагается (или выполняется на том же чертеже в соответствии с ГОСТ 2.702.-75) перечень элементов электрооборудования (спецификация), в который заносят краткие технические данные и позиционное обозначение всех элементов и устройств, используемых в схеме. Форма спецификации приведена в приложении. Кроме того, на схеме обычно приводятся диаграммы работы переключателей управления всех видов и назначений, циклограммы срабатывания и схематическое расположение путевых (конечных) выключателей и командоаппаратов.

Расчет мощности и выбор электродвигателей


Для правильного выбора электродвигателей и всего электрооборудования следует учесть следующие условия:

1.     Климатическое исполнение.

2.     Место (категория) размещения.

3.     Степень защиты от проникновения твердых тел и жидкости.

4.     Специфические условия эксплуатации (взрывоопасность, химически агрессивная среда).

Климатическое исполнение определяется ГОСТ 15150-69. В соответствии с климатическими условиями обозначается следующими буквами:

У(N) – умеренный климат,

ХЛ(NF) – холодный климат,

ТВ(TH) – тропический влажный климат,

ТС(ТА) – тропический сухой климат,

О(U) – все климатические районы, на суше, реках и озерах,

М – умеренный морской климат,

ОМ – все районы моря,

В – все макроклиматические районы на суше и на море.

Категории размещения:

1.     На открытом воздухе,

2.     Помещения, где колебания температуры и влажности не существенно отличаются от колебаний на открытом воздухе,

3.     Закрытые помещения с естественной вентиляцией без искусственного регулирования климатических условий. Отсутствуют воздействия песка и пыли, солнца и воды (дождь),

4.     Помещения с искусственным регулированием климатических условий. Отсутствуют воздействия песка и пыли, солнца и воды (дождь), наружного воздуха,

5.     Помещения с повышенной влажностью (длительное наличие воды или конденсированной влаги) 

Климатическое исполнение и категория размещения вводится в условное обозначение типа электротехнического изделия.

Например: 4А200М2 У3, где У – климатическое исполнение,

3 – категория размещения.

Степень защиты от проникновения твердых тел и жидкости определяется ГОСТ 14254-80. В соответствии с ГОСТ устанавливается 7 степеней от 0 до 6 от попадания внутрь твердых тел и от 0 до 8 от проникновения жидкости.

  Таблица 1.


Обозначение степеней защиты

Защита от проникновения твердых тел и соприкосновения персонала с токоведущими и вращающимися частями.

Защита от проникновения воды.

0

Специальная защита отсутствует.

1

Большого участка человеческого тела, например, руки и твердых тел размером более 50 мм.

Капель, падающих вертикально.

2

Пальцев или предметов длиной не более 80 мм и твердых тел размером более 12 мм .

Капель при наклоне оболочки до 150 в любом направлении относительно нормального положения.

3

Инструмента, проволоки и твердых тел диаметром более 2,5 мм.

Дождь, падающий на оболочку под углом 600 от вертикали.

4

Проволоки, твердых тел размером более 1 мм.

Брызг, падающих на оболочку в любом направлении.

5

Пыли в количестве недостаточном для нарушения работы изделия.

Струй, выбрасываемых в любом направлении.

6

Защита от пыли полная ( пыленепроницаемые).

Волн ( вода при волнении не должна попасть внутрь).

7

-

При погружении в воду на короткое время .

8

-

При длительном погружении в воду.

 

Для обозначения степени защиты используется аббревиатура «IP». Например: IP54.

Применительно к электродвигателям существуют следующие виды исполнения:

1.     Защищенные IP21, IP22 (не ниже).

2.     Брызгозащищенные, каплезащищенные IP23, IP24

3.     Водозащищеные IP55, IP56

4.     Пылезащищеные IP65, IP66

5.     Закрытое IP44 – IP54, у этих двигателей внутренние пространство изолированно от внешней среды

6.     Герметичное IP67, IP68. Эти электродвигатели выполнены с особо плотной изоляцией от окружающей среды.

 

Конструктивное исполнение электродвигателей по способу монтажа (IM).

Условные обозначения установлены ГОСТ2479-79.

1-ая цифра обозначает группу по способу монтажа от IM1 до IM9, наиболее распространена IM1- на лапах и с подшипниковыми щитами.

IM2 – на лапах с двумя подшипниковыми щитами и фланцами

IM3 – без лап с фланцами на щитах

2-ая цифра обозначает более детально

0 – обычные или приподнятые лапы

3-ая цифра обозначает характер направления конца вала

4-ая цифра обозначает исполнение конца вала (цилиндрический или конический)

Способ охлаждения электродвигателей (IC).

Система охлаждения может включать в себя одну или две цепи циркулярного хладореагента. Она регламентируется ГОСТ 20459-75.

Для каждой цепи циркуляций вводится группа знаков . Буква обозначает вид охлаждения: А – воздух,

W – вода.

1-ая цифра от 0 до 9 обозначает устройство цепи циркуляции.

0 – свободная циркуляция.

2-ая цифра от 0 до 9 обозначает способ перемещения хладореагента

0 – свободная циркуляция.

Большинство взрывозащищенных двигателей имеют две цепи охлаждения.


Электропривод установки должен полностью удовлетворять требованиям технологического процесса и соответствовать условиям окружающей среды в процессе эксплуатации. В то же время для электропривода следует выбирать наиболее простой двигатель по устройству и управлению, надежный в эксплуатации, имеющий наименьшие массу, габариты и стоимость.

Выбор электрических двигателей производится с учетом следующих параметров и показателей:

  • рода тока и номинального напряжения;

  • номинальной мощности и скорости;

  • вида естественной механической характеристики;

  • способа пуска и торможения;

  • особенностей регулирования скорости;

  • конструктивного исполнения двигателя.

Наиболее простыми в отношении устройства и управления, надежными в эксплуатации, имеющими наименьшие массу, габариты при заданной мощности являются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором.

Выбор двигателя по защите от действия окружающей среды должен производиться в соответствии с условиями, в которых он будет работать (таблица 2.).




Таблица 2.

Выбор двигателя по способу защиты от воздействия окружающей среды

Место установки двигателя

Рекомендуемый тип двигателя

Сухие помещения без пыли, грязи и едких газов

Открытый или защищенный, IP23

Пыльные или влажные помещения

Закрытый, IP44

Помещения с высокой температурой

Закрытый с независимой вентиляцией, IP44

Помещения с высокой влажностью или содержащие едкие газы

Закрытый или герметичный, IP44 или IP66

Взрывоопасные помещения

Взрывозащищенный, Ех

Открытый воздух

Закрытый (двигатель установлен под навесом) или защищенный, IP23, IP44

При выборе двигателя по мощности следует исходить из необходимости его полной загрузки в процессе работы. Кроме этого, необходимо выбирать двигатель таким образом, чтобы максимальная температура изоляции обмоток, не превышала допустимой величины. Это условие является одним из основных для обеспечения надежной работы электропривода в течение всего срока его эксплуатации.

В общем случае выбор мощности двигателя включает в себя:

1) Предварительный выбор мощности двигателя исходя из технологического режима работы по расчетным формулам, либо на основе нагрузочных диаграмм рабочей машины, либо по удельному расходу электрической энергии на выпуск единицы продукции и др.

2) Расчет переходных процессов и построение нагрузочных диаграмм электропривода в соответствии с технологическим процессом рабочей машины.

3) Проверка предварительно выбранного двигателя по нагреву и перегрузочной способности, оценка соответствия параметров нагрузочных диаграмм электропривода допустимым параметрам двигателя и технологического процесса.

В учебном проектировании достаточно процесс выбора мощности электродвигателя ограничить первым пунктом, так как расчет переходных процессов и построение нагрузочных диаграмм является довольно трудоемкой задачей, выходящей за рамки требований к объему знаний специалистов со средним специальным образованием.

В случае если нагрузочная диаграмма работы электродвигателя известна из паспортных данных станка, то выбор электродвигателя можно провести по этой диаграмме с проверкой двигателя на нагрев по методу эквивалентной мощности или методу средних потерь.

Рассмотрим методику расчёта мощности электродвигателей типового технологического оборудования.

Для металлорежущих станков

Расчет мощности электродвигателей металлорежущих станков производится с учетом режимом резания. В электроприводах главного движения металлорежущих станков мощность электродвигателя определяется требуемой мощностью резания.

Мощность двигателей для металлорежущих станков рассчитывается по следующей формуле:

P = Fc×qc×vр/1000ŋ;

где, Р – мощность двигателя, кВт ;

Fc – удельное сопротивление резанию, H/м ;

q с– сечение стружки, м² ;

vр – скорость резания , м/с .

Обычно Fc = (2 – 5,5) Fразр, где Fразр – удельное сопротивление разрыву, Н/м,

Удельное сопротивление резанию принимают для стали: Fc = (2,5 – 3,5) Fразр,

Fразр = (294 – 1180)х 106 Н/м2, для чугуна: Fc = (4 – 5,5) Fразр,

Fразр = (147 – 197)х 106 Н/м2

В случае наличии в паспорте станка номинальной мощности резанья Рzном мощность на валу двигателя:

Рном = Рzном / hст. ном., где Рzном и hст. ном, соответственно номинальная мощность резания и номинальный КПД станка (обычно составляет 0,6 – 0,75).

Мощность резания при точении (по данной мощности выбирается электродвигатель) рассчитывают по формуле:

, кBт,

где Fz – сила резания, кН; Vр – скорость резания, м/мин

Мощность подачи значительно меньше мощности резания. Можно приблизительно принять Fп = (0,001÷0,01)·Fz

Мощность на валу главного двигателя в установившемся режиме определяется по формуле:

, кВт,

где ηст – коэффициент полезного действия станка при полной нагрузке (для станков токарной группы в среднем составляет 0,7÷0,8, в цепи подачи обычно равен 0,1÷0,2).

В случае если вращение шпинделя и движение подачи осуществляется в станке от одного электродвигателя, то полученные мощности на валу Рд и мощность подачи Рп необходимо сложить.

Для фрезерных станков

Основными элементами режима резания при фрезеровании являются глубина резания, подача, скорость резания и ширина фрезерования.

Скоростью резания v является окружная скорость режущих лезвий фрезы

, об/мин,

где D – диаметр фрезы, мм;

nф – частота вращения фрезы, об/мин.

Потребляемая на резание мощность Рр:

, кBт

Мощность на валу главного электродвигателя, соответствующая мощности резания, определяется с учетом механических передач станка по формуле:

, кВт,


где ηст – к. п. д. станка при номинальной нагрузке (обычно составляет 0,75÷0,8).


Для шлифовальных станков

Мощность резания зависит от вида шлифования.

При шлифовании периферией круга мощность определяется по формуле:

, кВт

при шлифовании торцом круга:

, кВт,

где Ср – коэффициент, характеризующий материал изделия и твердость круга;

vu – окружная скорость детали или скорость движения стола, м/мин;

t – глубина шлифования, мм;

s0 – подача в направлении оси шлифовального круга (поперечная) в миллиметрах на один оборот детали или стола станка или на один ход стола;

d – диаметр шлифования, мм

B – ширина шлифования, мм.

При плоском шлифовании глубина шлифования назначается в пределах 0,005÷0,015 мм при чистовых проходах и 0,015÷0,15 мм при черновых проходах. Поперечная подача зависит от ширины круга и назначается на чистовых проходах 0,2÷0,3, а на черновых 0,4÷0,7 его ширины. Скорость продольной подачи заготовки назначается в пределах от 3 до 30 м/мин.

Для сверлильных станков

Эффективная мощность резания, определяется по формуле:

, кВт,

где Mкр,- крутящийся момент, Н∙м

nн – частота вращения шпинделя – об/мин

Для насосов

Полезная мощность насоса:



где ρ - плотность жидкости, кг/м3;

g - ускорение свободного падения (9,8 м/с2);

Н – напор, м;

Q - подача насоса - объем(масса) рабочей среды, подаваемой машиной в единицу времени, м3/с.

Мощность на валу электродвигателя насоса определяется с учетом к.п.д. по формуле:

, кВт,

где ηн – к.п.д. насоса (обычно составляет 0,4÷0,9).

Для конвейеров, транспортёров

Мощность электродвигателя:



где F – результирующее тяговое усилие конвейера, Н;

vк – скорость движения конвейера, м/с;

кз – коэффициент запаса (1,2÷1,5);

η - к. п. д. механизма (0,7÷0,85).

Для лифтов, механизмов подъёма крана

Мощность электродвигателя:

, кВт,

где Gк – сила тяжести кабины, Н;

Gп – сила тяжести поднимаемого груза, Н;

Gк – сила тяжести противовеса, Н;

v – скорость движения кабины, м/с;

η – КПД механизма (0,75÷0,8).

Для механизмов передвижения тележки крана:

, кВт,

где Gv – сила тяжести механизма с грузом, Н;

кт – коэффициент, равный 4÷6 для подшипников качения и 6÷8 – для подшипников скольжения.

После расчёта из каталога выбирают электродвигатель мощностью, исходя из условия

Рд Рном


Мощность двигателя пилорам и круглопильных станков можно рассчитать по формуле:

, кВт,

где F – усилие резания, кг;

v – средняя скорость пилы, м/с;

h – к. п. д. станка (0,7 – 0,8).

Усилие резания:

, кг

где К – коэффициент резания, равный 11 – 20 в зависимости от породы дерева: для сосны – 11, ели – 12, березы – 13, дуба – 20;

S – толщина пилы, мм;

- общая высота пропила, мм;

D – скорость подачи, мм (обычно принимается 3 – 8 мм);

Н = 2 r ( r – радиус кривошипа), мм.

Общая высота пропила равна:

, мм (Z – число пил; d – диаметр бревна, мм).


РАСЧЕТ И ВЫБОР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ И ЭЛЕМЕНТОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ


В данном пункте производится выбор всех электрических аппаратов силовой цепи и схемы управления. При выборе аппаратов предпочтение необходимо отдавать наиболее современным и совершенным типам аппаратов.

Выбор электрических аппаратов необходимо производить после определения тока, протекающего в отдельных цепях схемы установки. Ток, протекающий в силовой цепи, определяется электродвигателями, нагревательными элементами, исполнительными устройствами, электромагнитами, лампами освещения и сигнализации и т. д. Ниже приведены формулы определения тока типовых элементов.

Номинальный ток электродвигателя:



где Рном- номинальная мощность электродвигателя, Вт;

U- напряжение, кВ;

cos- коэффициент мощности;

η – КПД двигателя.

Номинальный ток трехфазных нагревательных элементов:



Номинальный ток электромагнитов:



где S - полная мощность электромагнита, ВА

Выбор электромагнитных пускателей

Электромагнитные пускатели необходимо выбирать только для управления силовыми нагрузками. В случае, если электромагнитный пускатель не коммутирует силовые цепи, преимущество при выборе необходимо отдавать промежуточным реле, которые отличаются от электромагнитных пускателей малыми габаритами и низкой потребляемой мощностью.

Электромагнитные пускатели выбирают по следующим условиям:

  1. Серия электромагнитного пускателя

Наибольшее применение в настоящее время находят пускатели серии ПМЛ и ПМ12. Более дорогие, но и более качественные пускатели серии ПМУ и зарубежных фирм производителей «Сименс», «Легранд», «АББ», «Шнайдер Электрик».

  1. Величина электромагнитного пускателя (ток нагрузки, который способен включать и выключать пускатель своими главными контактами)

Электромагнитные пускатели бывают 1-й величины (ток главных контактов – 10 и 16А), 2-й величины (25А), 3-й величины (40А), 4-й величины (63А). Если нагрузки выше 63 А, то в цепях управления электродвигателями и другими силовыми элементами схемы находят применение электромагнитные контакторы. Ток главных контактов аппарата должен быть больше тока нагрузки.

  1. Рабочее напряжение катушки

Должно соответствовать напряжению цепей управления – стандартные значения напряжения ~24 В, ~110 В, ~220 В, ~380 В, DC 24 В

  1. Количество дополнительных контактов электромагнитного пускателя

Должно соответствовать необходимому числу контактов в схеме управления. Отдельно необходимо считать контакты замыкающие и размыкающие. В случае, если количество контактов оказывается аппарата оказывается меньше необходимого и в качестве аппарата была выбрана серия ПМЛ, то существует возможность использовать приставку с дополнительными контактами серии ПКЛ.

  1. Степень защиты, IP

Электромагнитный пускатель должен соответствовать условиям окружающей среды в которой он работает. Необходимо учитывать то, что аппарат установленный в пыльном помещении, но находящийся в шкафу управления со степенью защиты IP44, может иметь степень защиты IP20.

  1. Наличие теплового реле

Если электромагнитный пускатель включает и выключает электродвигатели, которые по своим технологическим режимам могут испытывать перегрузки, то необходимо выбирать аппарат с тепловыми реле.

  1. Наличие реверса

Для управления реверсивным электродвигателем существует возможность использовать реверсивный магнитный пускатель, который содержит 2 электромагнитных катушки, 6 силовых контактов, механическую блокировку и может иметь 2 тепловых реле.

  1. Дополнительные элементы управления (кнопки на корпусе, лампочка)

  2. Класс износостойкости (количество срабатываний)

Важный параметр в том случае, когда аппарат предназначен для коммутации нагрузки, работающей в режиме частых включений и выключений. При большом значении количества вкл/выкл в час используют бесконтактные пускатели.


Пример оформления выбора магнитных пускателей приведен в таблице 4.


Таблица 4.
  1   2   3   4   5   6   7   8

Похожие:

Курсовой проект по предмету «Электрооборудование предприятий и гражданских зданий» является самостоятельной работой расчетного характера. iconМетодические указания и контрольные задания для студентов-заочников образовательных учреждений среднего профессионального образования по специальности 270116 «Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования предприятий и гражданских зданий»
Программа дисциплины «Электрооборудование предприятий нефтегазовой отрасли» предусматривает изучение электротехнических установок...
Курсовой проект по предмету «Электрооборудование предприятий и гражданских зданий» является самостоятельной работой расчетного характера. iconМетодическое пособие Содержание и правила оформления курсового проекта по предмету «Архитектура зданий и сооружений»
Учебная дисциплина «Архитектура зданий» является специальной, поэтому курсовой проект имеет практическую направленность и проводится...
Курсовой проект по предмету «Электрооборудование предприятий и гражданских зданий» является самостоятельной работой расчетного характера. iconМетодические указания и контрольные задания для студентов-заочников средних специальных учебных заведений по специальности 2913 «Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования предприятий и гражданских зданий»
«Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий»
Курсовой проект по предмету «Электрооборудование предприятий и гражданских зданий» является самостоятельной работой расчетного характера. iconМетодические указания и контрольные задания для студентов-заочников средних специальных учебных заведений по специальности 270116 «Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования предприятий и гражданских зданий»
«Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий»
Курсовой проект по предмету «Электрооборудование предприятий и гражданских зданий» является самостоятельной работой расчетного характера. iconМетодические указания и задания для выполнения контрольной работы по дисциплине Электрооборудование предприятий и гражданских зданий Специальность: 2-36 03 31 «Монтаж и эксплуатация электрооборудования»
«Инженерная графика», «Техническая механика», «Теоретические основы электротехники», «Электротехнические материалы», «Электрические...
Курсовой проект по предмету «Электрооборудование предприятий и гражданских зданий» является самостоятельной работой расчетного характера. iconКурсовой проект для студентов Энми по дисциплине
Фактически это единый учебный проект, выполнение которого применительно к учебному плану разбито на три этапа. Он является первой...
Курсовой проект по предмету «Электрооборудование предприятий и гражданских зданий» является самостоятельной работой расчетного характера. iconМетодические указания к самостоятельной работе студентов по дисциплине «Физика»
«Монтаж и эксплуатация электрооборудования промышленных предприятий и гражданских сооружений»
Курсовой проект по предмету «Электрооборудование предприятий и гражданских зданий» является самостоятельной работой расчетного характера. iconГосударственный стандарт российской федерации электроустановки зданий часть 4
Подготовлен и внесен Техническим комитетом по стандартизации тк 337 "Электрооборудование жилых и общественных зданий"
Курсовой проект по предмету «Электрооборудование предприятий и гражданских зданий» является самостоятельной работой расчетного характера. iconМетодические указания и контрольные задания для студентов-заочников образовательных учреждений среднего профессионального образования по специальности 27011651 «Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий»
«Монтаж, наладка и эксплуатация электрооборудования промышленных и гражданских зданий»
Курсовой проект по предмету «Электрооборудование предприятий и гражданских зданий» является самостоятельной работой расчетного характера. iconРабочая программа дисциплины «Особенности технологии и организации возведения гражданских зданий» для специальности
Рабочая программа учебной дисциплины “Особенности технологии и организации возведения гражданских зданий” предназначена для реализации...
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница