Министерство образования и науки Российской Федерации
федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Инженерная школа энергетики
Отделение Электроэнергетики и электротехники
Направление подготовки 13.03.02 - Электроэнергетика и электротехника (бакалавриат)
Профиль Электропривод и автоматика
БАКАЛАВРСКАЯ РАБОТА
Тема работы
Асинхронный электропривод механизма передвижения крана КМ 20/5
УДК 62-83-523:621.873
Студент
Группа
З-5Г3А1
Руководитель
Должность
Доцент
ФИО
Подпись
Дата
Подпись
Дата
Саттаров Амир Раисович
ФИО
Однокопылов Г. И.
Ученая
степень,
звание
к.т.н.
КОНСУЛЬТАНТЫ:
По разделу «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение»
Должность
Доцент
ФИО
Попова С.Н.
Ученая степень,
звание
Подпись
Дата
Подпись
Дата
Подпись
Дата
к.э.н.
По разделу «Социальная ответственность»
Должность
Ассистент
ФИО
Ученая степень,
звание
Мезенцева И.Л.
ДОПУСТИТЬ К ЗАЩИТЕ:
Руководитель
Отделения
Профессор
ФИО
Дементьев Ю.Н.
Ученая степень,
звание
Ph.D, доцент
Томск – 2018 г.
Министерство образования и науки Российской Федерации
федеральное государственное автономное образовательное учреждение
высшего образования
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ
ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Инженерная школа энергетики
Отделение Электроэнергетики и электротехники
Направление подготовки 13.03.02 - Электроэнергетика и электротехника (бакалавриат)
Профиль Электропривод и автоматика
УТВЕРЖДАЮ:
Зав. отделением
_______ ______ Ю.Н. Дементьев
(Подпись)
(Дата)
(Ф.И.О.)
ЗАДАНИЕ
на выполнение выпускной квалификационной работы
В форме:
Бакалаврской работы
(бакалаврской работы, дипломного проекта/работы, магистерской диссертации)
Студенту:
Группа
ФИО
З-5Г3А1
Саттаров Амир Раисович
Тема работы:
Асинхронный электропривод механизма передвижения крана КМ 20/5
Утверждена приказом директора (дата, номер)
№ 856/с от 08.02.2018г
Срок сдачи студентом выполненной работы:
01.06.2018г.
ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ:
Материалы преддипломной практики, техническая
Исходные данные к работе
литература, техническая документация.
Перечень подлежащих исследованию, Введение; описание технологического процесса;
Выбор мощности двигателя, расчет параметров
проектированию и разработке
элементов и характеристик силовой цепи, расчет и
вопросов
построение механических и электромеханических
характеристик системы ПЧ-АД, оптимизация
контуров регулирования, тока, потокосцепления и
скорости, разработка нелинейной модели САУ РЭП
переменного тока с векторным управлением в
среде Мatlab, социальная ответственность проекта;
финансовый менеджмент; заключение.
2
- схема кинематическая механизма передвижения;
- схема электрическая функциональная;
- схема структурная короткозамкнутого
асинхронного двигателя в неподвижной системе
координат;
- схема структурная динамической модели
короткозамкнутого асинхронного двигателя во
вращающейся системе координат;
- схема имитационной модели короткозамкнутого
асинхронного двигателя во вращающейся системе
координат;
- технико-экономические показатели;
Консультанты по разделам выпускной квалификационной работы
Перечень графического материала
Раздел
Консультант
Финансовый
менеджмент, Попова Светлана Николаевна
ресурсоэффективность
и
ресурсосбережение
Социальная ответственность Мезенцева Ирина Леонидовна
Названия разделов, которые должны быть написаны на русском и иностранном языках:
Заключение
Дата выдачи задания на выполнение выпускной
квалификационной работы по линейному графику
05.04.2018г.
Задание выдал руководитель:
Должность
Доцент
ФИО
Ученая степень,
звание
Однокопылов Г. И.
Подпись
к.т.н.
Дата
05.04.2018г.
Задание принял к исполнению студент:
Группа
З-5Г3А1
ФИО
Саттаров Амир Раисович
Подпись
Дата
05.04.2018г.
3
РЕФЕРАТ
Мостовой
электропривод,
кран,
асинхронный
преобразователь
частотно
частоты,
–
система
регулируемый
автоматического
управления, статические и динамические характеристики.
Объектом модернизации является электропривод мостового крана
грузоподъемностью 20 тонн.
Цель работы - разработка частотно регулируемого электропривода в
соответствии с требованиями технического задания и исследование его
работы методом моделирования на ЭВМ.
В ходе работы был разработан электропривод, удовлетворяющий
условиям технического задания.
ВКР
выполнена в текстовом редакторе Microsoft Word 2010,
статическом редакторе Microsoft Excel 2010, графическом редакторе Visio
2010 SP1. Расчёты производились с помощью пакета прикладных программ
MathCAD
2010
Professional
Rus.
Имитационное
моделирование
электропривода выполнено с помощью пакета программ MatLab 10.
4
ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ
Разработать регулируемый электропривод для механизма подъема крана,
удовлетворяющий следующим техническим требованиям и условиям:
1 Грузоподъемность – 20/5 т, максимальная высота подъема – 28 м,
максимальная скорость подъема – 7,5 м/с.
2 Режим работы – повторно–кратковременный, нагрузка переменная,
активная по характеру.
3 Электропривод реверсивный, диапазон регулирования скорости не
менее 20.
4 Погрешность поддержания скорости на нижней характеристики не более
10 %.
5 Плавность переходных процессов припуске и торможении, время пуска
и торможения (1-2)с.
6 Приводной двигатель MKTF-312-6, мощностью 15кВт
7 Преобразователь частоты 2UZ SINAMICS G120 POWER MODULE
PM240, 18,5KW, Iном=40А с управляющим модулем SINAMICS G120
CONTROL UNIT CU240S, производства SIEMENS.
8 Параметры механизма: Vмакс=0,13 м/с, iред=50, iпол=3, Rб=0,2 м, Jмех прив
2
2
макс=0,078 кг ·м , Jмех прив мин=0,06 кг ·м , Мгр прив макс=130 н·м, Мгр прив мин=1 н·м,
ΔМс прив =16 н·м.
9 Максимальная скорость электродвигателя:
ωмакс=Vмакс
𝑖пол ·𝑖ред
Rб
50·3
=0,13
0,2
=97,5 рад/с
10 Питающая сеть – трёхфазная, 380В, 50Гц.
5
Содержание
ВВЕДЕНИЕ
8
1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
11
1.1 ОПИСАНИЕ ПРОМЫШЛЕННОЙ УСТАНОВКИ И АНАЛИЗ
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
11
1.2. АНАЛИЗ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ, ОПРЕДЕЛЕНИЕ
ПАРАМЕТРОВ И ПРОЕКТИРОВАНИЕ РАСЧЕТНОЙ СХЕМЫ
МЕХАНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ЭЛЕКТРОПРИВОДА
17
2 ВЫБОР СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРО ПРИВОДА И АВТОМАТИЗАЦИЯ
ПРОМЫШЛЕННОЙ УСТАНОВКИ
17
2.1 ФОРМУЛИРОВАНИЕ ТРЕБОВАНИЙ К АВТОМАТИЗИРОВАННОМУ
ЭЛЕКТРОПРИВОДУ И СИСТЕМЕ АВТОМАТИЗАЦИИ
19
2.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОЗМОЖНЫХ ВАРИАНТОВ И ВЫБОР
РАЦИОНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА
21
3 ВЫБОР ЭЛЕМЕНТОВ СИЛОВОГО КАНАЛА ЭЛЕКТРОПРИВОДА
И РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ
23
3.1 ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ И РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ
23
3.1.1 РАСЧЕТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
25
3.1.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПО КАТАЛОЖНЫМ ДАННЫМ
26
3.1.3 РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ЕСТЕСТВЕННОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ И
31
ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ 31
3.1.4. РАСЧЕТ МЕХАНИЧЕСКИХ И ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ
ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОПРИВОДА
35
3.2 МЕХАНИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПОДЪЕМА
38
3.2.1 ПАРАМЕТРЫ ЭЛЕМЕНТОВ МЕХАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ
ПРИВОДА
38
3.3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАДАННОЙ ОБЛАСТИ РАБОТЫ
39
3.4 ВЫБОР ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ
40
3.4.1 ПАРАМЕТРЫ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ
41
6
4 РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОПРИВOДОВ
СО СКАЛЯРНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ
43
4.1 РАЗРАБОТКА ИМИТАЦИОННЫХ МОДЕЛЕЙ ЭЛЕКТРОПРИВOДА
СО СКАЛЯРНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ
43
4.2 ИССЛЕДОВАНИЕ ЧАСТOТНО-РЕГУЛИРУЕМОГО АСИНХРОННОГО
ЭЛЕКТРОПРИВОДА КРАН СО СКАЛЯРНОМ УПРАВЛЕНИЕМ
50
4.2.1 ПРOГРАММА ИССЛЕДОВАНИЙ ЭЛЕКТРОПРИВОДА
50
4.2.2 ПАРАМЕТРЫ ЭЛЕМЕНТOВ СИЛОВОГО КАНАЛА
ЭЛЕКТРОПРИВОДА МОСТОВОГО КРАНА
50
ЗАДАНИЕ ДЛЯ РАЗДЕЛА «ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ,
РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ»
57
5.
ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И
РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ
58
5.1 РАЗРАБОТКА ГРАФИКА ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТ ТЕХНИЧЕСКОГО
ПРОЕКТА
62
5.2 СОСТАВЛЕНИЕ СМЕТЫ ТЕХНИЧЕСКОГО ПРОЕКТА
64
5.3 ФОРМИРОВАНИЕ СМЕТЫ ТЕХНИЧЕСКОГО ПРОЕКТА
68
5.4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЕКТА
69
ЗАДАНИЕ ДЛЯ РАЗДЕЛА «СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ»
72
6.
СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ.
74
6.1. ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
74
6.2. АНАЛИЗ ОПАСНЫХ ФАКТОРОВ, КОТОРЫЕ МОГУТ ВОЗНИКНУТЬ
ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ
78
6.3. БЕЗОПАСНОСТЬ В ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ.
80
6.4. ПРАВОВЫЕ И ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ
БЕЗОПАСНОСТИ.
81
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
84
СONCLUSION
85
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
86
7
ВВЕДЕНИЕ
Крановое оборудование является
одним
из основных
средств
комплексной механизации всех отраслей народного хозяйства. Расширение
отрасли машиностроения, занимающейся производством грузоподъемных
машин, является важным направлением развития народного хозяйства для
решения задачи всемерного сокращения и ликвидации тяжелого ручного
труда.
В настоящее время грузоподъемные машины выпускаются
большим числом заводов во многих отраслях народного хозяйства и эти
машины используются практически во всех сферах народного хозяйства: при
добыче
полезных
строительстве,
на
ископаемых,
транспорте
в
и
металлургии,
др.
машиностроении,
Подавляющее
большинство
грузоподъемных машин, изготовляемых отечественной промышленностью,
имеет электрический привод основных рабочих механизмов и поэтому
эффективность действия этих машин в значительно степени зависит от
качественных показателей используемого кранового электрооборудования.
Электропривод
большинства
грузоподъемных
машин
характеризуется повторно-кратковременным режимом работы при большой
частоте включений, широком диапазоне регулирования скорости и постоянно
возникающих значительных перегрузках при разгоне и торможении
механизмов.
Особые
условия
использования
электропривода
в
грузоподъемных машинах явились основой для создания специальных серий
электрических двигателей и аппаратов кранового исполнения. В настоящее
время крановое электрооборудование имеет в своем составе серии крановых
электродвигателей переменного и постоянного тока, серии силовых и
магнитных контроллеров, командоаппаратов, кнопочных постов, конечных
выключателей,
тормозных
электромагнитов
и
электрогидравлических
8
толкателей,
пускотормозных
резисторов
и
ряд
других
аппаратов,
комплектующих различные крановые электроприводы.
В крановом электроприводе начали довольно широко
применяться
различные
системы
тиристорного
регулирования
и
дистанционного управления по радиоканалу пли одному проводу.
Для
обеспечения
механизированной
транспортировки
ферромагнитных материалов промышленностью изготавливается две серии
грузоподъемных
электромагнитов.
электрооборудования
стало
одной
Производство
кранового
из
отраслей
важнейших
электротехнической промышленности.
Для проведения практических инженерных расчетов в
настоящее время созданы и внедрены в практику новые прогрессивные и
доступные для широкого круга работников методы проектирования
большинства
крановых
электроприводов,
отражающие
современные
направления оптимизации систем и их технико-экономического обоснования.
Среди
направлений
г
о
н
м
кранового
оборудования
повышения
можно
тя
а
зв
ь
л
о
сп
и
эффективности
зи
я
в
с
выделить
два
ка
то
использования
основных:
я
и
н
щ
м
р
е
п
снижение
ю
ть
с
н
ж
зм
о
в
энергопотребления и повышение надежности. Использование частотнозц
и
м
то
в
а
регулируемого
м
о
ф
с
н
а
тр
электропривода
на
базе
ть
а
ж
р
е
д
асинхронного
м
в
о
н
а
кр
двигателя
с
короткозамкнутым ротором позволяет решить обе задачи достаточно
ти
р
ко
с
н
а
р
б
ы
в
невысокими
е
ы
н
ь
л
и
с
затратами
эффективным
и
способом
й
и
е
ж
я
р
п
а
н
является
м
и
н
д
о
на
сегодняшний
модернизации
кранового
и
кц
н
у
ф
день
я
а
н
д
о
х
ы
в
наиболее
х
ти
э
а
м
ь
с
е
в
оборудования.
о
л
с
и
ч
и
с
о
тн
кв
е
д
а
Преимуществами применения частотно-регулируемого электропривода по
й
ш
ь
е
м
и
а
н
сравнению с другими схемами управления двигателями являются:
е
н
л
о
п
ы
в
у
ц
и
л
б
та
й
то
э
– повышение качества и значительная рационализация системы
с
а
м
х
тр
за
й
ы
тр
ко
управления;
– автоматическое передвижение груза по заданной программе, т.е.
в
ш
ы
н
р
е
ч
ы
б
то
ч
и
н
е
ж
ь
л
ко
с
введение крана в систему АСУ ТП;
д
в
и
п
о
ктр
е
л
э
ы
н
и
ш
а
м
– возможность согласованного действия нескольких кранов по заданной
к
о
сун
и
се
в
х
ь
л
а
н
и
м
ты
е
м
р
а
п
9
программе, например при монтажно-сборочных работах;
к
о
сун
и
р
ы
м
е
х
с
– увеличение надежности и срока службы как самого привода, так и всех
ь
л
а
н
и
м
м
и
ж
е
р
ю
ь
щ
м
о
п
г
н
ч
то
а
д
р
е
п
его механизмов;
– упрощение процесса обслуживания;
к
о
сун
и
р
н
зго
а
р
– экономия электроэнергии;
гут
о
м
– создание предпосылок для дальнейшего совершенствования как самих
м
те
у
п
е
о
зн
а
ф
а
д
в
и
п
о
ктр
е
л
э
кранов, так и систем управления: введение дистанционного управления,
ть
р
ско
ю
у
н
ь
л
и
кс
а
м
т
н
е
ц
и
ф
э
ко
ликвидация приборов контроля грузоподъемности, снижение передаточного
г
о
тн
е
сч
а
р
ы
м
те
и
с
м
ы
н
е
ч
у
л
о
п
отношения редуктора, ликвидация полиспастов и т.д.
ут
д
е
сл
м
и
н
е
л
в
а
р
уп
Целью выпускной квалификационной работы является разработка и
к
с
у
п
я
л
те
га
и
в
д
ь
с
о
тн
а
кр
ть
е
с
и
в
за
исследование электропривода механизма передвижения крана
м
о
ф
с
н
а
тр
н
ь
л
и
кс
а
м
грузоподъемностью 20 т.
я
тн
е
ч
с
а
р
10
1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1 ОПИСАНИЕ ПРОМЫШЛЕННОЙ УСТАНОВКИ И АНАЛИЗ
И
Н
Е
Ж
М
Р
О
Т
Г
О
Н
Т
Е
Ч
С
А
Р
К
О
Н
У
С
И
Р
ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА
У
М
Е
Т
И
С
Х
Е
С
В
Мостовой кран - кран мостового типа, мост которого опирается на
соти
в
ло
ед
р
п
ы
б
то
ч
ая
кн
у
стр
надземный рельсовый крановый путь, а грузозахватный орган подвешен к
а
вд
и
электроп
гателм
ви
д
ы
тем
си
грузовой тележке или электротали, перемещающейся по мосту. Мостовые
кост
б
ги
есо
тч
кри
ствг
о
краны общего назначения изготавливают грузоподъёмностью до 320т,
е
щ
авляю
д
о
п
н
то
еты
м
ар
п
специального назначения - до 630 т, пролёты - 60 м, высота подъёма - 50 м.
тью
р
ско
ог
етн
расч
аль
и
м
о
н
Краны общего назначения используют при монтаже оборудования,
звляет
о
п
свою
у
этм
о
п
производстве ремонтных работ, для технологических работ в цехах основного
х
вы
о
ан
кр
я
oн
тац
м
и
у
н
ч
вели
й
еьш
м
аи
н
альг
и
м
о
н
производства, на складах, при перегрузочных работах.
уэлектроп
вд
и
Металлоконструкция мостового крана состоит из двух основных частей:
лято
егу
р
ен
отсп
раб
еты
м
ар
п
ается
р
и
б
вы
ы
н
и
аш
м
моста и тележки. Мост перекрывает рабочий пролёт производственного
ом
ан
д
й
н
веш
д
о
п
ет
асч
р
е
такж
помещения или склада. Он состоит из двух главных и двух концевых балок.
ы
н
ем
ъ
д
рузоп
х
ву
д
ае
м
н
и
р
п
Через ходовые колёса механизма передвижения мост опирается на надземные
ен
зм
и
ая
н
ем
вр
ск
ч
и
техн
крановые
рельсы.
о
етвн
щ
су
к
и
атч
д
Последние
закреплены
н
ж
ви
д
ер
п
х
эти
на
еи
ач
зн
подкрановых
балках,
й
это
смонтированных на консолях колонн здания или крановой эстакады. Колёса
вм
о
ан
кр
приводятся
через
х
ы
н
ем
ъ
д
грузоп
с
ктеи
ар
х
в
о
ан
кр
передаточный
ен
зм
и
механизм
одним
й
ско
ч
и
ан
ех
м
или
двумя
электродвигателями. Ходовые колёса кранов выполняют двухребордными
аль
н
и
м
ор
б
вы
е
вы
д
го
либо безребордными с горизонтальными направляющими роликами. На
х
и
щ
ю
у
след
а
ех
ц
elctri
главных балках закреплены рельсы, по которым перемещается тележка с
т
о
аб
р
е
олн
п
вы
р
о
б
вы
х
ы
р
гкту
о
н
м
я
ви
сло
у
помощью своего привода. На её раме размещены один или два механизма
й
квы
оряд
п
ятс
д
во
и
р
п
ся
атч
ем
н
ки
подъёма груза, каждый из которых состоит из крюковой подвески, канатного
я
еи
ач
зн
овм
кран
е
такж
ы
тем
си
полиспаста, барабана, передаточного механизма, тормоза и электродвигателя.
ствг
о
м
версальы
и
ун
е
аж
д
Механизмами
ель
д
o
м
рокй
и
ш
крана
управляют
и
ац
п
еку
р
из
кабины,
подвешенной
к
металлоконструкции моста, что позволяет иметь наилучший обзор и
к
о
ср
гателя
ви
д
ям
и
р
катего
безопасность работы, а при необходимости - на тележке (имеет возможность
к
о
н
су
и
р
м
ли
ред
оп
й
квы
яд
р
о
п
тека
ло
и
б
ен
сб
о
автономно перемещаться вдоль пролёта крана).
з
и
ехан
м
11
При работе крана направления движения крана, тележки и крюка
й
ы
д
каж
ользуетя
сп
и
та
ен
о
м
сальы
вер
и
н
у
вд
и
п
о
электр
постоянно чередуются. Работа механизма подъёма состоит из периодов
зготавлю
и
е
о
вн
акти
я
д
каж
м
и
д
х
б
ео
н
подъёма и опускания груза и периодов подъёма и опускания пустого крюка.
свою
скорти
сят
зави
Для увеличения производительности крана используют совмещение операций
м
о
ан
д
угловая
ствг
о
м
яты
н
и
р
п
ев
али
, например одновременное передвижение крана и тележки. Во время
й
еьш
м
аи
н
х
ы
н
ч
азли
р
ах
м
и
еж
р
навешивания груза на крюк и освобождения крюка двигатель отключён и
валу
ы
етн
асч
р
ствг
о
механизм подъёма не работает.
ть
и
д
сх
ево
р
п
По назначению разнообразные грузоподъемные машины можно
я
еи
сравн
ск
ч
и
техн
ц
ли
таб
объединить в три группы:
х
и
ш
стей
о
р
п
скорти
- Универсальные грузоподъемные машины - краны, лебедки, тали,
асой
м
ван
екти
о
р
п
е
ан
р
и
б
вы
служащие для подъема и перемещения различных грузов при помощи
м
ли
ред
оп
ея
ж
и
сн
ательсво
зд
и
крюкового подвеса на грузовом тросе;
г
о
р
х
н
аси
ть
и
д
сх
ево
р
п
-
Грузоподъемные
технологических
ель
д
машины
для
ы
б
то
ч
операций
равн
язательн
б
о
в
выполнения
промышленности,
на
определенных
транспорте
затем
и
в
строительстве;
- Краны для выполнения строительных, монтажных и ремонтных работ,
тельы
и
ач
зн
алья
o
и
кц
н
у
ф
есй
тч
и
кр
связанных с перемещением машинного оборудования.
ато
кр
есы
ц
есы
ц
В свою очередь, по условиям работы грузоподъемные машины могут
ы
н
и
аш
м
й
н
д
о
м
ли
ед
р
п
о
быть условно разделены на следующие группы:
е
ящ
асто
н
ки
телж
рокй
и
ш
машины универсального назначения, используемые для работы в
а
м
и
реж
помещениях
е
ц
ли
таб
при
ы
тем
си
повторно-кратковременном
я
и
ован
треб
еи
яж
р
ап
н
режиме
и
средней
продолжительности работы до 16 ч в сутки;
й
о
н
асти
ч
машины универсального назначения, используемые для работы в
у
ц
ли
таб
помещениях
аль
и
м
о
н
ы
тем
си
ах
м
и
реж
а
р
о
б
вы
при
повторно-кратковременном
режиме
и
средней
м
ы
ен
ч
лу
о
п
продолжительности работы от 8 до 24 ч в сутки;
ат
н
и
д
р
ко
валу
машины для выполнения определенных технологических операций,
ан
кр
ея
ж
и
сн
м
ли
ед
р
п
о
используемые как в помещениях, так и на открытом воздухе при повторноы
асто
ч
кратковременном режиме и продолжительностью работы до 24 ч в сутки;
зготавлю
и
е
вы
год
я
еи
ач
зн
12
машины для выполнения разовых и эпизодических грузоподъемных
есы
ц
си
о
еквтн
ад
а
вд
и
п
о
электр
операций, используемые в кратковременных и в повторно-кратковременных
утй
кн
разом
еи
яж
р
ап
н
режимах с общим годовым числом часов работы не более 500.
усковг
п
м
н
ч
увели
я
ви
сло
у
ель
д
о
м
Универсальные грузоподъемные машины изготавливаются с учетом
ги
н
о
электр
есы
ц
еты
м
ар
п
различных условий использования по нагрузке и времени работы,
утем
п
ем
сх
и
сер
интенсивности проведения операций, степени ответственности операций и в
есв
роц
п
ы
асто
ч
кц
у
д
н
и
связи с этим могут быть дополнительно отнесены к нескольким усредненным
й
и
корец
х
ы
ем
и
сравн
ках
сун
ри
еты
м
ар
п
е
такж
категориям использования.
еты
арм
п
Механизмы для выполнения определенных технологических операций,
в
о
акр
м
а
сто
ези
р
а также механизмы для эпизодической работы имеют вполне определенные
е
ван
ли
у
м
р
о
ф
с
и
щ
яю
ен
м
условия
использования
ы
ен
см
льн
акси
м
соответственно
это
т
о
аб
р
их
назначению.
С
целью
есв
ц
о
р
п
систематизации всего многообразия режимов работы грузоподъемных машин
а
вд
и
электроп
Госгортехнадзор
т
ен
ц
и
эф
ко
т
ен
о
м
установил
о
м
регули
е
м
и
р
ап
н
следующие
категории
режимов
й
ы
зем
ад
н
работы
механизмов с машинным приводом: легкий - Л; средний - С; тяжелый - Т;
у
вд
и
п
о
электр
хрог
н
аси
а
звен
ке
у
загр
ть
р
ско
весьма тяжелый - ВТ.
Ряд кранов, предназначенных для технологических комплексов, в
слом
и
ч
ев
али
ц
ли
таб
последнее время проектируется для использования при более сложных
астоы
ч
ы
м
и
д
х
б
ео
н
скя
ч
и
ан
ех
м
режимах работы электропривода по сравнению с режимом ВТ, определяемым
я
и
лн
отреб
п
ен
тсп
о
аб
р
действующей
классификацией
я
и
ускан
оп
язательн
б
о
Госгортехнадзора.
Этот
и
лн
ед
р
п
о
режим
й
лен
ш
ы
м
о
р
п
характеризуется продолжительностью включения до ПВ=100% при числе
х
ы
н
ем
ъ
д
грузоп
ка
то
ас
м
включений в час 600 и выше. Для этих случаев вводится новая категория
х
и
щ
лю
м
ъ
б
всео
ст
ко
б
ги
я
си
тн
о
режима: особо тяжелый - ОТ. В настоящее время существует стандарт,
х
ы
р
гкту
о
н
м
ты
о
аб
р
ью
щ
м
о
п
т
ен
о
м
предусматривающий пять категорий режимов, включая режим ОТ.
разгон
е
агрм
и
д
я
и
ен
ащ
кр
со
Скорости перемещения грузов определяют производительность и
ут
след
ель
д
о
м
ти
р
ско
мощность механизмов и выбираются с учетом эффективности выполнения
укц
д
н
и
тс
явлю
я
авед
н
грузоподъемных операций, т.е. получения необходимого времени операции
ея
ж
и
сн
е
ран
и
б
вы
езко
р
при наименьшей первоначальной стоимости механизмов крана. Выбор
алье
и
м
о
н
в
ш
ы
ерн
ч
в
ло
ед
р
п
оптимальной скорости является важной задачей, необходимое решение
ск
ч
и
н
тех
которой
версальы
и
ун
может
е
соки
вы
есы
ц
быть
найдено
я
ен
ж
ви
д
только
еств
ч
ли
ко
а
весьм
на
основе
а
вд
и
п
о
электр
учета
еи
яж
р
ап
н
факторов
13
производительности,
затрат
ск
ч
и
ехан
м
энергии,
е
м
и
р
ап
н
возможности
и
эффективности
это
регулирования скорости, а также технико-экономической оценки системы
льк
то
я
и
кц
н
у
ф
ка
то
регулирования.
За последние годы были проведены исследования, связанные с
ель
од
м
а
м
и
реж
е
азм
р
о
п
ти
оптимизацией скоростных параметров быстроходных грузоподъемных машин
етя
льзу
о
сп
и
еты
арм
п
х
ву
д
х
и
щ
ляю
ед
р
п
о
и
ен
ж
м
р
то
. В результате этих исследований установлено, что при повышении скоростей
затрх
льтам
езу
р
м
и
д
х
б
ео
н
до определенных пределов производительность машин растет вместе со
е
р
о
б
вы
ы
ем
сх
й
квы
яд
р
о
п
скоростью, однако при дальнейшем повышении скоростей может произойти
крю
й
ы
н
вед
и
р
п
в
о
акр
м
я
и
кц
н
у
ф
снижение производительности за счет увеличения времени разгона и
льтам
езу
р
ы
тем
си
альг
и
м
о
н
торможения механизмов крана.
скорти
х
ы
главн
Анализ скоростных параметров показывает, что для каждого вида
й
хроы
н
аси
ы
н
д
о
х
ер
п
тки
о
аб
ер
п
механизмов (подъема, поворота и горизонтального перемещения) имеются
ротм
х
и
ш
стей
о
р
п
и
ен
льж
ско
пределы скоростей, превосходить которые нецелесообразно.
ью
щ
ом
п
та
со
вы
Скорости
ы
ем
сх
грузоподъемных
механизмов
х
асовы
м
выбираются
исходя
ах
м
и
еж
р
ск
ч
и
н
тех
из
следующих предпосылок:
я
он
тац
м
и
номинальная скорость определяется условиями технологического
кц
у
д
н
и
ы
н
ем
ъ
д
п
зо
у
р
процесса, т.е. временем выполнения цикла;
ы
б
то
ч
ти
р
ско
к
о
н
су
и
р
номинальная скорость ограничивается мощностью питающей сети или
ловус
ях
и
м
о
гательн
ви
д
ке
у
загр
возможностью установки приводного двигателя определенных размеров;
угловая
е
ж
и
сн
и
ац
п
еку
р
номинальная скорость является функцией диапазона регулирования при
ой
ен
и
расш
е
ван
ли
у
м
р
о
ф
н
и
аш
м
заданной минимальной скорости механизма.
м
ы
ткр
о
ск
у
п
номинальная
скорость
ы
асто
ч
я
н
о
тац
м
и
должна
обеспечить
наибольшую
х
и
щ
ю
у
след
я
и
кц
н
у
ф
производительность при наименьших затратах энергии.
р
о
б
вы
Для всех перечисленных случаев, кроме первого, предельное значение
й
альы
и
ом
н
м
ы
ен
ч
лу
о
п
е
м
агр
и
д
е
д
ви
еты
м
ар
п
скорости не должно превышать установленных значений, а для четвертого
ей
ж
и
он
п
а
н
вед
и
р
п
м
ы
ен
ч
лу
о
п
случая это значение и является искомым. Для первого случая скорость может
х
и
щ
ляю
ред
оп
в
о
ан
кр
ск
у
п
века
о
р
п
иметь любое необходимое значение, но при этом следует иметь в виду, что при
раз
тока
ти
р
ско
и
м
затр
акс
м
превышении определенных значений скоростей время операции сокращаться
кран
я
ен
ж
ви
д
ь
н
степ
14
не будет, если не будут применены системы со специальными параметрами
ая
ествн
ги
электрон
есв
ц
о
р
п
е
о
вн
акти
регулирования.
При выборе номинальной скорости иногда решающее значение имеют
ая
н
врем
минимальные
е
ж
и
сн
скорости,
ы
ан
кр
определяемые
н
ж
ви
д
ер
п
технологией
ель
д
о
м
ы
ествн
переработки
разнообразных грузов. В настоящее время для большинства технологических
е
такж
я
н
ж
ви
ерд
п
м
о
н
скаляр
х
ы
м
ли
егу
р
н
то
процессов переработки грузов получены оптимальные значения минимальных
откм
п
м
о
н
скаляр
аль
и
м
о
н
скоростей для точной установки грузов.
асти
ч
й
азн
р
б
о
й
еьш
м
аи
н
Выбор промежуточных фиксированных скоростей, прежде всего,
ан
кр
в
о
ан
кр
ан
кр
зависит от способностей человека воспринять разницу скоростей соседних
е
вы
и
ч
устой
фиксированных
й
еи
яж
р
ап
н
положений
ы
тем
си
и на
ван
екти
о
р
п
основе восприятия этой разницы
тки
о
аб
ер
п
в
ло
ед
р
п
г
во
ер
п
осуществлять последующие операции управления. Регулирование скорости
есы
ц
механизмов
ы
н
и
аш
м
горизонтального
еств
ч
ли
ко
перемещения
з
у
гр
в
н
след
о
п
промежутке
между
е
аж
д
максимальной и минимальной скоростями часто осуществляется путем
я
н
ж
ви
д
ер
п
т
ен
ц
и
эф
ко
х
ы
главн
изменения интенсивности разгона или торможения с учетом необходимых
и
ен
ш
овы
п
у
н
ч
вели
ательсво
зд
и
ускорений.
Производительность и число включений в час грузоподъемных машин
й
и
ец
р
ко
утй
кн
разом
м
щ
ю
у
след
неразрывно связаны со скоростными параметрами. Производительность
явлетс
озвляет
п
м
ы
ен
ч
лу
о
п
машин соответствует времени завершения операции по переработке груза.
астоы
ч
ая
ествн
й
о
ан
д
Сокращение времени одной операции при определенной траектории движения
к
ло
б
туд
б
и
лн
ред
оп
я
етн
асч
р
ен
сб
о
груза определяет повышение производительности машины. Каждая машина
ас
м
тью
р
ско
в
о
ан
кр
я
и
лн
еб
тр
о
п
может иметь фактический или условный цикл проведения грузоподъемной
х
ы
главн
ы
схем
та
ен
о
м
операции.
Под полным циклом грузоподъемной операции следует иметь в виду
ск
ч
и
техн
я
еи
ач
зн
валу
ен
зм
и
ае
м
н
и
р
п
застроповку груза, выбирание слабины каната, подъем груза и его
тон
я
ем
вр
й
ско
ч
и
ан
ех
м
ея
вш
и
ж
сло
перемещение в необходимую точку, спуск и установку груза, расстроповку я
ы
м
и
д
х
б
ео
н
я
н
о
тац
м
и
я
ем
вр
обратное перемещение для начала новой операции. При этом механизмы
ое
скалярн
х
ы
н
ч
разли
в
о
ан
кр
ью
щ
м
о
п
к
о
н
су
и
грузоподъемного устройства имеют минимально необходимое обязательное
ти
со
к
о
ср
ель
д
о
м
число включений. Однако по разным причинам в течение цикла оператор
е
закон
производит
еще
кл
и
ц
ряд
дополнительных
тей
р
ско
звляет
о
п
включений,
еты
м
ар
п
с
и
щ
яю
ен
м
связанных
с
15
несовершенством системы регулирования, колебаниями груза на гибкой
ель
од
м
у
ед
ср
я
еи
авн
ср
подвеске, недостаточным опытом управления и т.п. Количество таких
ствг
о
ги
н
о
электр
а
вд
и
п
о
электр
ск
ч
и
н
тех
дополнительных включений может в 2-4 раза превысить число необходимых
я
еи
ач
зн
й
ы
тр
ко
г
н
ч
ато
д
ер
п
включений.
Важной задачей разработки высокоэффективных грузоподъемных
н
азго
р
я
авед
н
альй
и
м
о
н
машин является приближение фактического числа включений к минимально
е
щ
авляю
д
о
п
асти
ч
к
о
н
су
и
р
еса
ц
о
р
п
т
ен
о
м
необходимому. В настоящее время наиболее качественные системы
я
и
ен
ч
вклю
р
о
б
вы
я
льн
акси
м
регулирования позволяют обеспечить выполнение операций со средним
альй
и
ом
н
тй
у
кн
м
азо
р
а
вд
и
п
о
электр
числом включений лишь в 1,5 раза большим минимально необходимого, в то
хроая
н
си
ан
кр
н
азго
р
я
еи
авн
ср
время как наиболее массовые системы параметрического регулирования
ской
ч
и
ехан
м
ы
н
и
аш
м
ка
у
стр
требуют до 20-30 включений на один цикл перемещения груза, что в 5-6 раз
х
и
ш
ростей
п
ель
од
м
есв
ц
о
р
п
превышает минимально необходимое число включений. Число включений в
с
ктеи
ар
х
еи
ач
зн
сальы
вер
и
н
ы
тем
си
ель
д
час у различных механизмов может составлять от 40-60 при режиме Л; до
х
и
щ
лю
м
ъ
всеоб
я
н
o
тац
м
и
у
тем
си
500-600 - для режима ВТ. При создании и освоении производства систем
ель
д
н
ки
ч
ласто
сальы
вер
и
н
управления, обеспечивающих устойчивые скорости с широким диапазоном их
ты
о
аб
р
я
етн
асч
р
ка
то
ет
асч
р
изменения, происходит общая тенденция снижения числа включений
ы
тем
си
механизмов
при
связи
м
ето
ч
у
одновременном
е
ц
ли
таб
и
кц
н
у
ф
повышении
производительности
перегрузочных работ.
В данной работе расмотрен электропривод механизма перемещеня
е
д
ви
акторв
ф
ть
р
ско
мостового крана.
й
ы
тр
ко
ель
од
м
16
аль
н
и
м
1.2. АНАЛИЗ КИНЕМАТИЧЕСКОЙ СХЕМЫ, ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ И
К
О
Н
У
С
И
Р
М
И
Н
Е
Л
В
А
Р
П
У
Е
И
В
О
Л
С
У
ПРОЕКТИРОВАНИЕ РАСЧЕТНОЙ СХЕМЫ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ
Г
О
В
Р
Е
П
Я
А
Н
К
У
Р
Т
С
А
Н
Е
В
З
ЭЛЕКТРОПРИВОДА
Рисунок 1 - Кинематическая схема механизма передвижения;
ь
вател
и
м
р
о
ф
й
ен
л
ш
ы
м
о
р
п
яет
р
уско
1 – электродвигатель, 2 – муфта, 3 – тормоз, 4 – редуктор, 5 – ходовое
ь
вател
и
м
р
о
ф
тк
о
азб
р
вг
уско
п
колесо
2 ВЫБОР СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРО ПРИВОДА И АВТОМАТИЗАЦИЯ
Я
И
Е
Н
В
А
Р
С
У
Д
Е
Р
С
Р
О
Б
Ы
В
ПРОМЫШЛЕННОЙ УСТАНОВКИ
Я
И
Е
Ж
У
Р
Г
А
Н
Значительная роль в осуществлении комплексной механизации и
и
м
затр
автоматизации
производственных
погрузочно-разгрузочных
е
такж
машиностроению.
перегрузочных
я
етн
асч
р
работ
процессов,
т
у
след
осуществляется
подъемно-транспортному
ег
сво
тяжелого
главным
в
р
акто
ф
ручных
я
ем
вр
сокращение
х
ы
р
гкту
о
н
м
ликвидации
х
вы
ан
кр
д
о
п
принадлежит
Существенное
работах
т
ен
о
м
труда
м
о
ан
д
образом
при
и
лн
ед
р
п
о
путем
м
ето
ч
у
е
о
н
скаляр
автоматизации грузозахватных операций, точной установки грузов, а также
ей
ж
и
н
о
п
автоматизации
я
еи
лн
о
п
вы
процессов
х
и
ш
стей
о
р
п
управления
ка
то
грузоподъемными
х
и
ш
стей
о
р
п
машинами.
е
м
и
р
ап
н
Поскольку эти задачи решаются с помощью электропривода, то значение
срок
е
о
вн
акти
кл
и
ц
совершенствования и внедрения современных электроприводов постоянно
е
аж
д
ка
ен
ц
о
кл
и
ц
возрастает.
тя
ользую
сп
и
В крановом электроприводе в настоящее время широко применяют как
м
о
ан
д
полностью
тиристорные
е
такж
системы
к
о
н
су
и
р
льн
акси
м
регулирования,
ан
кр
так
и
различные
е
ы
тр
ко
17
неуправляемые и управляемые полупроводниковые выпрямители, а также
ей
ж
и
н
о
п
ях
и
ван
о
еб
тр
отдельные силовые полупроводниковые приборы, что позволяет при
я
авед
н
а
вд
и
п
о
электр
сравнительно
невысоких
тя
ользую
сп
и
затратах
тавлю
зго
и
получать
льн
акси
м
системы
авн
р
с
достаточно
значительным регулированием скорости перемещения механизмов. Для
й
о
ен
и
асш
р
и
м
затр
ан
кр
сокращения эксплуатационного персонала применяют системы управления
ут
след
ки
телж
ас
м
грузоподъемными машинами, в частности кранами, по радиоканалу
ы
тем
си
ка
ен
ц
о
ель
д
o
м
(дистанционно). В этих системах максимальный эффект достигается также
г
н
аточ
ерд
п
ы
асто
ч
валу
ле
о
б
аи
н
при обеспечении устойчивого регулирования скорости.
льтам
езу
р
Основное
внимание
о
етвн
сущ
электрооборудования
для
м
о
гательн
ви
д
еты
м
ар
п
уделяется
кранов
с
новым
тем
у
п
методам
м
н
авто
учетом
уже
выбора
введенной
й
это
я
си
тн
о
новой
классификации нагружения механизмов и электрооборудования, а также
х
и
ш
ростей
п
кл
и
ц
ка
то
новым системам управления, включая управление по радиоканалу, и
загруке
еты
м
ар
п
о
етвн
щ
су
различным системам регулирования скорости.
срок
ен
зм
и
а
н
лж
о
д
Подавляющее большинство грузоподъемных машин, изготовляемых
е
такж
отечественной промышленностью, имеет электрический привод механизмов,
г
во
ер
п
ы
н
ем
ъ
д
рузоп
ы
ем
сх
а
ех
ц
сло
и
ч
и поэтому эффективность действия и производительность этих машин в
еты
м
ар
п
е
ы
льн
си
а
звен
значительной степени зависят от качественных показателей используемого
я
oн
тац
м
и
ы
тем
си
й
альы
и
м
о
н
кранового электрооборудования.Для наиболее массовых кранов общего
ервог
п
х
и
щ
ляю
ед
р
п
о
ея
ж
и
сн
назначения начинают широко применяться электроприводы на основе
версальы
и
ун
ь
о
вн
ы
тем
си
короткозамкнутых двигателей, значительная часть кранов изготовляется с
и
ен
льж
ско
еса
ц
о
р
п
е
лн
о
п
вы
н
ж
о
м
управлением с пола, а быстроходные краны для тяжелых режимов работы
а
весьм
у
ед
ср
н
ем
вр
комплектуются различными тиристорными системами, обеспечивающими
с
харктеи
я
ван
р
ели
д
о
м
есы
ц
глубокое регулирование скорости, плавность пуска и торможения при
сеть
зави
т
оен
м
ва
сн
б
о
постоянно повышающихся требованиях к экономии энергоресурсов.
я
еи
олн
п
вы
ок
сун
и
ы
ем
сх
Большинство грузоподъемных кранов характеризуется постоянно
я
етн
расч
и
лн
ед
р
п
о
к
ло
б
меняющимися условиями использования при переработке грузов, и поэтому
хрог
н
аси
сь
о
атн
кр
ы
асто
ч
механизмы кранов, имеющие в своем составе электроприводы, должны быть
еты
арм
п
скортью
я
и
ван
о
еб
тр
вть
ч
и
ан
гр
о
й
н
д
о
в максимальной степени приспособлены к постоянно видоизменяющейся
скорти
е
д
ви
ель
д
о
м
18
работе с грузами, разнообразными по массе, размерам, форме, и в условиях
ет
расч
ка
у
стр
вд
и
п
о
электр
производственных помещений или на открытых грузовых площадках.
тс
ляю
ред
оп
ях
и
ван
о
еб
тр
асто
ч
Чрезвычайно широкий диапазон изменения нагрузок практически
ск
ч
и
ехан
м
й
альы
и
м
о
н
тем
у
п
любого из крановых электроприводов является одним из главных факторов,
х
ы
м
регули
р
о
б
вы
и
авлен
р
п
у
е
вы
и
ч
й
сто
у
требующих особого подхода к выбору расчетных параметров приводных
ьш
ен
м
ти
со
ан
р
б
вы
электродвигателей, аппаратуры управления и защиты.
гателм
ви
д
тока
ы
тем
си
2.1 ФОРМУЛИРОВАНИЕ ТРЕБОВАНИЙ К АВТОМАТИЗИРОВАННОМУ
Я
И
В
О
Л
С
У
Н
А
В
И
Т
К
Е
О
Р
П
ЭЛЕКТРОПРИВОДУ И СИСТЕМЕ АВТОМАТИЗАЦИИ
Ц
К
У
Д
Н
И
При выборе структуры электропривода следует учитывать особенности
у
вд
и
электроп
ти
р
ско
в
ето
м
ар
п
технологического процесса, требования надежности, гибкости в управлении,
я
oн
тац
м
и
овг
кран
сальы
вер
и
н
у
удобства наладки. К электроприводам механизмов подъема мостовых кранов,
еты
м
ар
п
а
м
и
реж
с
ктеи
ар
х
з
и
ан
ех
м
й
н
д
о
которые в большинстве случаев управляются оператором, предъявляются
й
н
од
тки
о
аб
ер
п
гателя
ви
д
жесткие требования к простоте их эксплуатации и надежности при
уско
п
ательсво
зд
и
ван
о
след
и
обеспечении необходимого диапазона регулирования скорости. Диапазон
и
н
врем
авн
р
н
ем
вр
регулирования при подъеме и опускании номинального груза определяется
ог
д
каж
ей
ж
и
н
о
п
и
ен
льж
ско
минимальной скоростью при посадке грузов. Величина этого диапазона
резко
алье
и
м
о
н
й
ы
о
р
х
н
аси
и
авлен
р
п
у
зависит от технологического процесса и номинальной грузоподъемности
еи
яж
р
ап
н
ы
н
лж
о
д
х
затр
крана. Так, для кранов грузоподъемностью более 20 тонн среднего режима
еств
кач
ы
тем
си
г
о
р
х
н
аси
работы диапазон регулирования D20:1, 1,5-2 раза больше, чем скорость при
ок
сун
ри
ы
н
и
аш
м
ель
д
o
м
г
о
д
каж
аль
и
м
о
н
подъёме номинального груза. Важным требованием для электроприводов
озвляет
п
к
о
н
су
и
р
г
о
р
х
н
аси
указанного класса является плавное изменение скорости в переходном
ов
кран
м
ы
н
скаляр
ы
м
и
д
х
б
ео
н
процессе, что резко снижает рывок и, следовательно, уменьшает амплитуду
зке
у
агр
н
м
н
авто
с
ктеи
ар
х
я
еи
ач
зн
раскачивания груза.
оты
раб
Для
ги
электрон
выполнения
отмеченных
требований
ть
р
ско
система
управления
электроприводом должна быть полу - или полностью автоматической,
е
такж
ка
ен
оц
кц
у
д
н
и
к
ло
б
н
ж
о
м
особенно при работе в переходных режимах.
х
и
щ
лю
м
ъ
всеоб
19
Основные требования к системе электропривода мостового крана можно
т
уд
скортью
я
и
лн
еб
тр
о
п
еты
м
ар
п
я
и
ван
о
еб
тр
сформулировать так:
На первых положениях контроллера подъема двигатель должен
х
и
щ
лю
м
ъ
всеоб
г
о
казн
у
е
ван
ли
у
м
р
о
ф
развивать такой пусковой момент, чтобы исключалась возможность спуска
ротм
м
хроы
н
аси
е
р
о
б
вы
сло
и
ч
номинального груза при напряжении питающей сети 90% номинального и в то
а
весьм
ы
н
ерход
п
тью
р
ско
же время желательная минимальная скорость составляла при наименьшей
ю
у
льн
акси
м
е
ж
и
сн
а
н
лж
о
д
нагрузке не более 30% номинального значения.
е
ящ
асто
н
усковг
п
лу
кн
о
и
ад
р
При перемещении рукоятки командоконтроллера в направлении
й
лен
ш
ы
ром
п
альо
н
и
м
снижения скорости последняя не должна повышаться даже кратковременно.
е
ц
ли
таб
к
о
ср
н
то
р
о
б
вы
Это в первую очередь относится к переключению с первого положения в
х
эти
я
услови
сло
и
ч
нулевое, когда запаздывание механического торможения не должно
ое
скалярн
ать
ш
ревы
п
это
приводить к повышению малой скорости спуска.
льта
езу
р
туд
б
ся
атч
ем
н
ки
Система электрического торможения должна иметь необходимый запас
зон
ап
и
д
и
ы
сальн
вер
е
ктво
у
д
н
и
та
ен
о
м
си
о
еквтн
ад
, обеспечивающий надежное замедление груза, равного 125% номинального,
гателя
ви
д
еты
м
ар
п
х
и
щ
лю
м
ъ
б
всео
при напряжении питающей сети 90% номинального.
у
оэтм
п
Движение
явлетс
груза
должно
н
ки
ч
ласто
происходить
м
щ
ую
след
только
в
направлении,
я
ви
сло
у
н
азго
р
устанавливаемом командоаппаратом, да же при неисправностях в схеме. В
т
о
аб
р
последнем случае груз может оставаться неподвижным.
ет
асч
р
ен
зм
и
тряски
Выбор
ается
р
и
б
вы
системы
ель
од
м
электропривода
для
льн
акси
м
крановых
механизмов
осуществляется на основе анализа сравнительных показателей.
з
ли
ан
всех
а
ех
ц
Экономическая оценка систем электропривода должна базироваться на
оси
еквтн
ад
й
и
ен
ч
вклю
та
ен
о
м
принципе минимальных расходов, связанных с первоначальными затратами,
к
телж
тряски
ать
ш
евы
р
п
эксплуатационными затратами на ремонт, а также затратами энергии,
г
во
ер
п
в
ш
ы
ерн
ч
колб
ах
м
и
еж
р
й
сальы
вер
и
н
у
потребляемой из сети на разгон и торможение крановых механизмов за период
ок
сун
и
ы
асто
ч
я
н
o
тац
м
и
эксплуатации до капитального ремонта (10 лет).
я
ен
ж
ви
д
ка
ен
ц
о
вг
ско
у
п
Экономическая оценка может быть осуществлена расчетом по
я
н
о
тац
м
и
ле
о
б
аи
н
с
ктеи
ар
х
определённой методике. Выбирается система, обладающая наилучшими
а
н
олж
д
экономическими
показателями.
к
и
атч
д
а
сто
ези
р
Если
сят
зави
экономические
показатели
к
и
атч
д
а
м
и
еж
р
сравниваемых систем близки (расхождение не превышает 15%), то
е
агрм
и
д
ью
щ
м
о
п
и
кц
н
у
ф
20
производится дополнительная оценка по массогабаритным показателям и
м
зон
ап
и
д
х
ы
м
ли
егу
р
ах
м
и
еж
р
условиям размещения электрооборудования. Существенным требованием к
у
н
ч
вели
еи
ач
зн
г
о
р
х
н
аси
электроприводу механизма подъёма является обеспечение надежного
еи
яж
р
ап
н
у
ц
ли
таб
я
и
лн
еб
тр
о
п
торможения при действии активного момента нагрузки. При этом, в целях
ях
услови
в
р
акто
ф
ы
тем
си
энергосбережения, целесообразно применять рекуперативное торможение,
х
вы
о
ан
кр
валу
й
ы
о
р
х
н
аси
особенно при мощностях двигателей более 30 кВт.
м
ето
ч
у
tkf
m
м
и
авлен
р
п
у
2.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВОЗМОЖНЫХ ВАРИАНТОВ И ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОЙ
Ы
С
Е
Ц
СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОПРИВОДА
Е
Н
Л
О
П
Ы
В
М
О
Т
Е
Ч
У
Для регулируемых крановых электроприводов с диапазоном
й
и
ен
ч
вклю
м
и
д
х
б
ео
н
ятс
д
во
и
р
п
регулирования скорости более 20: 1 наиболее применимы следующие системы
утй
кн
разом
я
вац
о
н
и
к
о
н
су
и
р
электропривода:
кран
1. Система с тиристорным преобразователем напряжения (система ТП-Д
тк
о
азб
р
е
р
о
б
вы
ван
екти
о
р
п
);
2. Система с тиристорным регулятором напряжения (ТРН-АД);
ен
зм
и
н
ж
ви
д
ер
п
н
то
3. Система с преобразователем частоты (система ПЧ-АД);
м
н
след
о
п
ватель
и
м
р
о
ф
4. Система с асинхронным двигателем и импульсным регулятором в
яты
н
ри
п
х
и
щ
лю
м
ъ
б
всео
м
н
след
о
п
цепи выпрямленного тока без рекуперации энергии скольжения (система АДеств
кач
о
м
ли
егу
р
валу
затем
ИР);
5. Система с асинхронным двигателем и импульсным регулятором в
гателя
ви
д
зке
у
агр
н
ет
асч
р
цепи выпрямленного тока с рекуперацией энергии скольжения в сеть (система
м
н
след
о
п
льн
акси
м
гателя
ви
д
м
и
н
д
о
ас
м
АД-ИР-И).
В этой работе выполнен сравнительный анализ энергетических и
м
и
равлен
уп
е
ж
и
сн
еи
яж
р
ап
н
экономических показателей названных систем крановых электроприводов,
к
о
н
су
и
я
ем
вр
и
н
ч
есп
б
о
я
и
н
щ
м
ер
п
причем более эффективной считается та система электропривода, которая
а
н
олж
д
и
ен
ж
орм
т
е
о
н
скаляр
потребляет меньше электроэнергии при выполнении единицы механической
ут
след
я
он
тац
м
и
м
и
д
х
б
ео
н
работы технологического цикла.
сте
о
р
п
и
эф
ко
т
ен
ц
21
В цикл работы крана входят этапы подъёма груза, перемещения его на
я
врем
у
сред
ск
ч
и
н
тех
ви
ы
сальн
ер
необходимое расстояние, опускания груза и пауза для строповки. Задана
й
ско
ч
и
ан
ех
м
й
н
грузоч
е
вы
д
го
ан
кр
м
н
ч
вели
у
стандартная продолжительность включения ПВ=40%, причем в цикле работы
е
щ
авляю
д
о
п
еса
ц
о
р
п
ен
зм
и
имеются участки движения с пониженной скоростью.
ан
кр
ен
зм
и
При
определении
т
ользую
сп
и
м
ы
о
р
х
н
аси
рациональных
границ
применения
ы
етн
асч
р
системы
е
такж
электропривода следует оценивать не только энергетические показатели
ц
ли
таб
кй
о
р
и
ш
ы
тем
си
сравниваемых систем, но и годовые приведенные затраты.
я
еи
олн
п
вы
к
ло
б
ей
и
кц
н
у
ф
Исходя из того, что рассматриваемый нами кран, который осуществляет
ок
сун
и
сь
о
атн
кр
ле
о
б
аи
н
альг
и
м
о
н
подъём и перемещение грузов в ремонтно-механических и сборочных цехах,
й
хроы
н
аси
н
азго
р
ы
н
и
аш
м
относится к среднему режиму работы с грузоподъёмностью до 20 тонн с
ц
ли
таб
й
и
ен
ч
вклю
е
д
ви
мощностью двигателя механизма подъёма более 55 кВт и диапазоном
ц
ли
таб
аль
н
и
м
ато
кр
регулирования D20:1, то на основании изложенного можно обоснованно
й
н
грузоч
сери
ы
м
и
д
х
б
ео
н
принять в качестве рациональной системы электропривода подъёма мостового
м
н
след
о
п
ог
н
м
й
сальы
вер
и
н
у
м
н
след
о
п
ать
ж
ер
д
крана систему ПЧ-АД.
ас
м
Кроме того, следует учесть, что система ПЧ-АД лучше приспособлена
м
и
хд
еоб
н
ь
н
степ
е
азм
р
о
п
ти
ан
кр
ти
р
ско
для реализации дистанционного телемеханического управления, чем другие
ка
ен
ц
о
а
вд
и
п
о
электр
ствг
о
м
системы электропривода.
22
3 ВЫБОР ЭЛЕМЕНТОВ СИЛОВОГО КАНАЛА ЭЛЕКТРОПРИВОДА И РАСЧЕТ
Е
А
М
Н
И
Р
П
Ь
Т
Е
С
И
В
А
З
Х
Ы
Р
У
Т
К
Г
О
Н
М
К
Ь
Л
О
Т
ПАРАМЕТРОВ
3.1 ВЫБОР ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ И РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ
О
Т
С
А
Ч
Ю
Ь
Т
С
Н
Л
О
П
Особенности
конструкции
ах
м
и
еж
р
крановых
двигателей
н
ж
ви
д
ер
п
определяются
н
ж
о
м
условиями эксплуатации и требованиями к их характеристикам. Двигатели
е
аж
д
й
это
с
ктеи
хар
работают в повторно-кратковременных или кратковременных режимах с
та
ен
о
м
ен
сб
о
и
м
затр
частыми пусками в условиях повышенной тряски и вибраций. Они должны
ти
р
ско
вая
о
угл
г
чн
ато
д
ер
п
допускать широкое регулирование частоты вращения и иметь высокие
еха
ц
м
и
л
ед
р
п
о
ан
кр
н
то
пусковые и максимальные моменты.
ен
зм
и
м
н
зо
ап
и
д
Используется крановый асинхронный электродвигатель серии MTKF
вм
о
ан
кр
ьн
л
акси
м
ка
то
312-6.
вд
и
п
о
ектр
эл
Структура условного обозначения:
связи
г
чн
ато
д
ер
п
МТ – обозначение серии;
К – короткозамкнутый ротор;
о
сл
чи
F – класс нагревостойкости изоляции;
к
о
сун
и
р
м
о
н
яр
скал
3 – условная величина наружного пакета статора;
ы
тем
си
ти
р
ско
ен
ж
сти
о
д
1 – порядковый номер серии;
ьзватя
л
о
сп
и
2 – условная длина пакета сердечника статора;
ьы
сал
вер
и
ун
у
вал
и
ен
ш
вы
о
п
6 – число полюсов.
е
такж
вг
уско
п
Асинхронные крановые двигатели серии MTKF с короткозамкнутым
ято
егул
р
еи
яж
р
ап
н
й
н
д
о
ротором предназначены для привода крановых и других механизмов, работа
ать
ш
евы
р
п
ы
тем
си
к
тчи
зад
которых характеризуется кратковременным и повторно-кратковременным
н
азго
р
ван
о
ед
сл
и
ается
р
и
б
вы
режимами и большими кратностями перегрузок.
уско
п
ть
д
во
и
р
п
Двигатели
с
я
и
ен
ащ
кр
со
короткозамкнутым
ротором
м
и
еж
р
серии
MTKF
имеют
повышенное скольжение и рассчитаны на прямой пуск от сети при
ат
ш
евы
р
п
с
и
щ
яю
ен
м
номинальном
е
д
ви
напряжении.
ы
н
д
хо
ер
п
н
ед
сл
о
п
тк
о
азб
р
Краново-металлургические
двигатели
вй
о
н
й
чско
и
ехан
м
23
характеризуются повышенной перегрузочной способностью (от 2,3 до 3,5),
ьн
л
си
е
ы
тс
ю
явл
р
о
б
вы
большими пусковыми моментами при сравнительно небольших значениях
я
н
ж
ви
д
ер
п
и
ен
авл
р
уп
а
р
о
б
вы
пусковых токов, а также малым временем разгона.
ью
щ
м
о
п
это
ы
схем
Мощность электродвигателя выбирается в соответствии с
е
ан
р
и
б
вы
зависимостями длительно допустимого и кратковременно допустимого тока
й
разн
об
и
ац
рекуп
м
ли
ед
р
п
о
и момента или мощности двигателя в функции скорости.
е
ц
ли
таб
ях
услови
зц
и
м
авто
Технические данные электродвигателя MTKF 312-6 приведены в
а
весьм
ы
ен
см
й
о
ен
и
асш
р
таблице 1.
я
н
o
тац
м
и
ги
н
о
ектр
эл
Таблица № 1
Типора
Мощн
ость
двигателя
Р2, кВт
т
о
аб
р
MTKF
n0, об/мин
Ммакс/М
частота
ы
н
вед
о
р
п
Мпуск
ск
ч
и
ан
ех
м
/Мn
3.824
3.759
ью
щ
ом
п
К
930
ван
екти
о
р
п
φн
81
0.
78
Степень
Jдв.
х
вы
асо
м
кг·м2
205
cos
ем
ч
и
р
п
ПД
nн, об/мин ηн, %
туд
б
Iпуск
и
н
ем
вр
вращения
1000
я
и
скан
у
п
о
номинальной
нагрузке
ка
то
вращения
15
312-6
n
нная частота
ц
ли
таб
змер
При
Синхро
е
ы
льн
си
защиты
0.3
IP44
Примечания:
1. Технические характеристики приведены для основного режима
ель
oд
м
ь
н
степ
к
о
н
су
и
р
работы S3 (ПВ = 40 %).
ле
о
б
аи
н
еи
ы
льн
с
2. Диапазон изменения частоты питания – от 5 до 50 Гц.
равн
3.1.1 РАСЧЕТНЫЕ ПАРАМЕТРЫ ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
А
М
И
Ж
Е
Р
И
К
Ж
Л
Е
Т
Н
А
Р
К
24
Синхронная угловая частота вращения двигателя
м
и
равлен
уп
ω
й
н
ч
зо
у
гр
πn
0 π 1000 104.72 рад
30
30
с .
Номинальное скольжение двигателя
есы
ц
sн
n0 nном 1000 930
0.07
n0
1000
.
Номинальная частота вращения двигателя
а
вд
и
п
о
электр
х
ы
н
ем
ъ
д
грузоп
н
ки
ч
ласто
ωдв н (1 sн ) ω0 (1 0,07) 104,72 97.389
рад
с .
Номинальный момент двигателя
кл
и
ц
M дв н
к
телж
Pн 1000 15000
154.021Н м
ωдв.
97.389
.
Определим кратность максимального и пускового момента двигателя
й
ы
д
каж
mмакс
mпуск
ы
м
и
д
х
б
ео
н
M макс
1.0
М дв н
M пуск
М дв н
тс
ляю
ед
р
п
о
;
3.759
и кратность пускового тока
тряски
kпуск
I пуск
I1н
5.694
.
25
3.1.2 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ
И
Н
Ч
П
С
Е
Б
О
Ю
У
Н
Ь
Л
И
С
К
А
М
ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ ПО КАТАЛОЖНЫМ ДАННЫМ
И
Г
Н
О
Р
Т
К
Е
Л
Э
Й
Е
И
Ц
К
Н
У
Ф
Параметры схемы замещения асинхронного двигателя, приведенной на
х
ы
ем
и
сравн
м
н
след
о
п
ы
н
ем
ъ
д
п
зо
у
р
рисунке 2, определим по методике, изложенной в и сведем их в таблицу № 2
м
ы
ен
олуч
п
ег
сво
ен
ж
сти
о
д
Таблица № 2
и
ен
скольж
R1 ,
0,513
М
Е
Ч
И
Р
П
X 1σ ,
R2' ,
L1σ ,
м
Гн
0,142
Ом
4.509·10-
Ом
X 1
Ом
5.96·104
11.083
'
X 2
I0
R
U1ф
X
,
I 2'
I1
R1
0,187
Xμ
Ом
Гн
0,472
4
L'2σ ,
X 2' σ ,
R2'
s
X
Рисунок 2 – Схема замещения асинхронного двигателя
т
оен
м
й
хроы
н
аси
м
о
н
скаляр
Номинальный ток статора
уск
п
I1н
тс
явлю
Pн
15000
35.972 А
3 U1н cosφн ηн 3·220·0,78 0,81
.
Ток статора двигателя при частичной загрузке
ель
од
м
I11
Pн p *
15000 0.75
29.227 А
3 U1н cosφр* ηр* 3·220·0.72·0.81
.
где:
26
0,3
p* – коэффициент загрузки двигателя, принимаем p*=0.75;
утем
п
и
лн
ред
оп
к
и
тч
зад
η р* – КПД при частичной загрузке, принимаем ηр* ηн .
есы
ц
м
ы
н
скаляр
Коэффициент мощности при частичной загрузке cosφ р* 0.72 .
т
ю
льзу
о
сп
и
Ток холостого хода асинхронного двигателя
ью
щ
ом
п
оси
еквтн
ад
кй
о
р
и
ш
2
2
11
I
I0
1 sн
p* I1н
1 р* sн
1 sн
1 р*
1 р* sн
2
1 0, 07
29.227 0, 75 35.972
1 0,75 0, 07
18.276 А
1 0, 07
1 0, 75
1 0,75 0, 07
2
.
Критическое скольжение
sк sн
0, 07
kм kм 2 (1 2 sн β (kм 1))
1 2 Sн β (kм 1)
3.824+ 3.8242 (1 2 0, 07 (3.824 1))
1 2 0, 07 (3.824 1)
0, 803
где: β – коэффициент, значение которого находится в диапазоне 0,6–2,5,
я
и
ен
ч
вклю
астоы
ч
т
д
у
льта
езу
р
м
и
еж
р
принимаем =1
Определим коэффициенты
ет
расч
C1 1
I0
18.276
1
1, 045
2 ki I1н
2 5.694 35.972
;.
Активное сопротивление обмотки ротора, приведенное к обмотке
е
ы
тр
ко
льтам
езу
р
твен
со
статора асинхронного двигателя
хрог
н
аси
м
ы
скалярн
27
3 I 12н (1 sн )
3 2202 (1 0.07)
R
0.472
1
1
2mk Pн С12 β+ 2 3.824 15000 1.045 1
0.803
sк
'
2
Ом.
Активное сопротивление статорной обмотки можно определить по
м
и
реж
е
ан
р
и
б
вы
а
вд
и
п
о
электр
следующему выражению
результам
R1 C1 R2' β 1.045 0.472 1 0, 513 Ом .
Определим параметр , который позволит найти индуктивное
с
и
щ
яю
ен
м
ьш
ен
м
ель
д
o
м
сопротивление короткого замыкания X к
ом
ан
д
tkf
m
1
1 2
γ 2 β2
1 0.684
2
0, 803
Sк
,
тогда
н
ж
ви
ерд
п
X к γ C1 R2' 0.684 1.045 0.472 0, 337 Ом .
Индуктивное сопротивление статорной обмотки может быть определено
язательн
б
о
ти
р
ско
е
ящ
асто
н
по следующему выражению
е
котры
х
ы
главн
X1σ 0, 42 X к 0, 42 0.337 0.142 Ом .
Индуктивность обмотки статора, обусловленная потоком рассеяния, в
я
и
н
щ
м
ер
п
м
о
гательн
ви
д
м
ы
о
р
х
н
аси
номинальном режиме
ы
ествн
L1σ
X 1σ
0.142
4.509 104 Гн
2 π f1н 2 3.14 50
Индуктивное сопротивление
роторной
е
о
н
скаляр
й
сальы
вер
и
н
у
обмотки,
приведенное к
ки
телж
статорной, может быть рассчитано
м
и
реж
'
X 2σ
й
щ
ваю
и
ч
есп
об
0, 58 X к 0, 58 0.337
0,187 Ом
С1
1, 045
.
Индуктивность обмотки ротора, обусловленная потоком рассеяния, в
й
котры
еты
м
ар
п
т
гу
о
м
номинальном режиме
с
харктеи
28
'
X 2σ
0.187
L
5.96 104 Гн
2 π f1н 2 3.14 50
.
'
2σ
Согласно векторной диаграмме ЭДС ветви намагничивания Е1,
сеть
зави
кортг
о
етвн
щ
су
наведенная потоком воздушного зазора в обмотке статора в номинальном
я
еи
сравн
н
азго
р
связи
режиме, равна
й
о
ан
д
ательсво
зд
и
E1 (U1н cos φн I1н R1 )2 (U1н 1 cos φн I1н X 1σ ) 2
(220 0, 78 35.972 0, 054) 2 (220 1 0,78 35.972 0,142)2 202.561 В
Тогда индуктивное сопротивление контура намагничивания
х
асовы
м
Xμ
е
вы
и
ч
й
сто
у
ас
м
E1 202.561
11.083 Ом
I0
18.276
.
Результирующая индуктивность, обусловленная магнитным потоком
ей
и
кц
н
у
ф
асти
ч
и
авлен
р
п
у
воздушном зазоре, создаваемым суммарным действием токов статора
а
вд
и
электроп
клас
й
и
ен
ч
вклю
(индуктивность контура намагничивания)
я
он
тац
м
и
Lμ
Xμ
2π f1н
11.083
0, 035 Гн
2 3.14 50
.
Проверка адекватности расчетных параметров двигателя
к
о
н
су
и
р
ы
етн
расч
ти
со
При найденных параметрах рассчитываются значения номинального
гателя
ви
д
льзватя
о
сп
и
ле
о
б
аи
н
электромагнитного момента двигателя:
есй
тч
кри
эм.н
3 U12ф н R2'
,
2
2
'
'
R R R
0 sн X кн2 R1 2 1 2
sн sн X
2
3 220 0.472
176.83Н м
2
2
0.472 0.513 0.472
104.72 0.07 0, 337 2 0, 513
0.07 0.07 11.083
M
т
ен
ц
и
коэф
29
M эм
.н
3
0.03528
3
0, 912 2 35.9722 18.2762 176.809 Н м
2
(0.03528 0, 000596)
где:
2 н 2 I 0 Lm 2 18.276 0, 03528 0, 912, Вб.
Должны выполняться условия:
скортей
M дв.н M эм
.н 1.1 M дв.н 154.021 176.83 169.423 ;
M эм
.н M эм.н .176.809 176.83
Рассчитанные параметры схемы замещения электродвигателя сведены в
оле
б
аи
н
й
еьш
м
аи
н
м
это
таблице 3.
м
ы
лн
о
п
у
сред
Таблица № 3
R1 ,
0,513
Lm
3
zp
2 н 2 I12н I 02 , Н м
'
2
( Lm L2 )
Ом
Гн
0,142
R2' ,
L1σ ,
X 1σ ,
4.509·104
Ом
L'2σ ,
X 2' σ ,
Ом
0,472
Гн
0,187
5.96·104
Xμ
X
,
Ом
Ом
11.083
30
0,3
3.1.3 РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ЕСТЕСТВЕННОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ И
В
С
Е
Ц
О
Р
П
К
О
Н
У
С
И
Р
ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЯ
Ы
Б
О
Т
Ч
Естественная механическая характеристика асинхронного двигателя
ен
ж
сти
о
д
акс
м
ях
ви
сло
у
рассчитывается по выражениям:
х
вы
кран
од
п
та
н
о
ем
р
2
M ( S , f1 )
2
f1
2
R2'
3 U1фф
f
1н
2
2
2
f
f
R'
R1 R2'
ω 0 1 S X кн 1 R1 2
f1
f1н
f1н
S
S
X
μ
f1н
2
f
3 2202 1 1, 912
50
2
2
2
f1
f1
0.472
104, 72 S 0.337 0.513
f1
50
50
S
S 11.083
50
;
f
ω( s, f ) = ω0 1 (1 s).
f1н
Критический момент и критическое скольжение двигателя на
я
ен
ж
ви
д
ван
о
след
и
ск
ч
и
н
тех
естественной характеристике
Mк
3 U1н 2 R2'
2
' 2
'
R R R
sк ω0 X кн2 R1 2 1 2
sк sк X
3 2202 0.472
614.909 Н м;
2
2
0.472
0.513
0.472
0.77 104.72 0.337 2 0.513
0.77
0.77
11.083
31
R12
0, 5132
1
2
Xμ
'
11.083
sк R2
0.472
0, 77
R12 X кн 2
0, 5132 0.337 2
1
2
.
Естественная механическая характеристика двигателя ω = f (M ) при
ель
д
о
м
тм
о
р
тя
ю
льзу
о
сп
и
f1 f1н = 50 Гц приведена на рисунке 3.
и
ен
льж
ско
Рисунок 3 – Естественная механическая характеристика АД
е
такж
ея
вш
и
ж
сло
Момент от силы трения на валу электродвигателя
я
oн
тац
м
и
я
и
кц
н
у
ф
ть
асн
п
езо
б
M c M эм M дв.н 176.83 154.021 22.809 Н м
.
По полученным результатам определяем:
ах
м
и
еж
р
– кратность пускового момента
ы
схем
mп
M эм п
М эм н
й
квы
оряд
п
3.759
32
– кратность максимального (критического) момента
груз
mк
M эм к
М эм н
3.824
– критическое скольжение
й
н
веш
од
п
оле
б
аи
н
sк
ω0 ωк 104.72 24.086
0, 77
ω0
104.72
Естественные электромеханические характеристики двигателя I1( s, f1)
ель
oд
м
й
н
ед
ср
я
н
o
тац
м
и
и I 2' ( s, f1) рассчитываются по выражениям:
I1( S , f1) = I 02 ( f1) I 2'2 ( S , f1) + 2 I 0 ( f1) I 2' ( S , f1) sin φ2 ( S , f1)
I 2' ( S , f1 )
U1 ( f1 )
'
R
f1 R1 R2
R1
Xк
f1
s
f
1н
s
X
μ
f1н
U1 ( f1 )
2
'
2
2
f1
0, 472
0.513 0, 472
0.513
0.337
f1
s
50
s 11.083
50
2
;
2
U1 ( f1 )
f
R12 ( X 1σ X μ )2 1
f1н
sin φ 2 (S , f1 )=
2
2
I 0 (f1 )=
;
2
U1 ( f1 )
f
0.5132 (0.142 11.083) 2 1
f1н
f1
Xк
f1н
2
R
f1
R1
Xк
s
f1н
'
2
2
2
;
f1
0, 52
f1н
f1
0.472
0.513
0,
337
s
f1н
2
2
;
33
f
ω( S , f ) = ω0 1 (1 S ).
f1н
По результатам расчета на рисунке 4 построены естественные
есы
ц
в
р
акто
ф
й
н
веш
д
о
п
электромеханические характеристики ω( I1), ω( I 2' ) при f1 f1н = 50 Гц .
елу
разд
Рисунок 4 – Естественные электромеханические характеристики АД
а
тем
си
ательсво
зд
и
ω( I1 ), ω( I 2' )
По результатам расчета электромеханической характеристики ω( I 1)
от
раб
яски
тр
й
ско
ч
и
ан
ех
м
найдены значения тока холостого хода (намагничивания) I 0 18.276 А ,
ель
од
м
к
о
н
су
и
з
у
гр
номинального тока I н 35.972 А и пускового тока двигателя I п 251.804 .
ое
вн
акти
к
телж
ьш
ен
м
По полученным результатам определяем кратность пускового тока
х
ы
н
ч
азли
р
ki
ая
о
р
х
н
си
льта
езу
р
Iп
7
Iн
.
Параметры
расчетных
ы
н
ровед
п
механической
и
электромеханической
характеристик двигателя оказались близки к приведённым в таблице 2
й
еи
яж
р
ап
н
тон
ск
у
п
н
то
ая
ествн
справочным параметрам двигателя.
я
н
ж
ви
ерд
п
34
3.1.4. РАСЧЕТ МЕХАНИЧЕСКИХ И ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ
Т
Е
Я
Р
О
К
С
У
Ю
Ь
Щ
М
О
П
ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОПРИВОДА
Ь
Т
А
Ш
Ы
В
Е
Р
П
Механическая характеристика асинхронного двигателя при переменных
альй
и
м
о
н
м
ето
ч
у
значениях величины и частоты напряжения питания определяется следующим
ке
о
б
глу
у
ц
ли
таб
е
такж
е
н
зако
выражением
M s
3 U12j R2'
2
2
'
'
R
R
R
2
2
2
1
2
0 j s X кн f1 R1
s
s
X
f
н
1
3 2202 f12 0, 031
2
2
0,
472
0,
513
0,
472
0 j s 0, 337 2 f12 0, 513
s
s
11.083
f
1
,
где:
U1 j – фазное напряжение обмоток статора асинхронного двигателя;
этой
ьш
ен
м
яски
тр
0 j – синхронная частота вращения двигателя;
ет
расч
f1
свою
f1 j
f1н
я
н
о
тац
м
и
– относительное значение частоты питающего напряжения.
а
звен
есо
тч
и
кр
к
о
н
су
и
р
Механические характеристики двигателя при частотном управлении
а
ех
ц
ять
н
и
р
сп
во
й
и
ец
р
ко
приведены на рисунке 5
35
Рисунок 5 – Механические характеристики разомкнутой
ы
тем
си
альг
и
ом
н
лято
егу
р
системы преобразователь частоты–асинхронный двигатель.
еты
м
ар
п
Выражение
для
ах
м
и
реж
расчета
я
и
ен
льж
ско
электромеханических
характеристик,
ы
ен
см
ве
д
о
х
определяющих зависимость приведенного тока ротора от скольжения s при
н
зо
ап
и
д
альо
н
и
м
ватель
и
м
р
о
ф
законе управления U f const ,
ое
вн
акти
I 2' s
U1 j
R1 R
R
R1
X кн2 f12
s
s X f
н
1
'
2
2
'
2
2
220 f1
0,513 0,472
(0,513 0,472 ) 2 0,337 2 f12
s
s 11,083 f1
2
.
Расчетное выражение для электромеханических характеристик I1 f ( s)
сеть
зави
еты
м
ар
п
, отражающих зависимость тока статора I1 от скольжения
скортью
к
о
н
су
и
р
я
ван
р
ели
д
о
м
36
I1 s I 02 I 2' 2 s 2 I 0 I 2' s sin 2 s
18.2762 I 2' 2 s 2 18.276 I 2' sin 2 s
,
где:
sin 2
xкн f1
R2' 2
2
( R1 ) xкн
f12
s
f1
(0.513 0, 472 )2 0, 337 2 f12
s
;
I0
U1 j
R12 x1н xн 2 f12*
.
Рисунок 6 – Электромеханические характеристики
к
у
сп
разомкнутой
системы
т
ен
ц
и
коэф
й
ы
зем
ад
н
преобразователь
частоты–асинхронный
двигатель.
ат
н
и
д
р
ко
37
3.2 МЕХАНИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПРИВОДА ПОДЪЕМА
У
Н
Ч
И
Л
Е
В
Е
А
М
Н
И
Р
П
3.2.1 ПАРАМЕТРЫ ЭЛЕМЕНТОВ МЕХАНИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ПРИВОДА
Й
Ы
М
Е
З
Д
А
Н
Ь
Л
Е
Д
O
М
Н
А
Р
К
Расчетная схема замещения механической системы электропривода
ое
сп
тран
ги
ер
эн
х
ы
р
гкту
о
н
м
может быть представлена в виде одномассовой системы
и
ен
ж
м
р
то
ок
сун
и
ей
ж
и
н
о
п
М дв
Мс
Jэ
Рисунок 7 - Расчетная схема механической системы привода
т
у
след
м
сло
и
ч
и
ен
ш
вы
о
п
е
ан
р
и
б
вы
На рисунке 7 приняты следующие обозначения:
етя
льзу
о
сп
и
валу
M дв – вращающий момент, развиваемый на валу электродвигателя,
вух
д
еств
ч
ли
ко
м
о
н
скаляр
Н м;
M с – момент нагрузки с учетом потерь в механизме, приведенный к
ы
н
д
о
х
ер
п
н
азго
р
колб
валу двигателя, Н м ;
ван
о
след
и
– угловая скорость, рад с ;
J э – эквивалентный момент инерции привода, приведенный к валу
у
н
ч
вели
й
н
сред
тс
ляю
ед
р
п
о
н
зо
ап
и
д
язательн
б
о
двигателя, кг м2 .
Коэфициент передачи
ет
расч
К пер
Vн
двн
10, 268 103
,
Эквивалентный минимальный момент крана
яет
р
ско
у
ы
ем
сх
J эмин J дв 0, 2 J дв J тел1 0, 3 0, 2 0, 3 2.53 2.9 Н м
Приведенный момент инерции тележки
ор
б
вы
ю
еи
азч
н
ая
н
д
о
х
вы
J тел1 0.5(mмост mтел ) Кпер 2 0.5(43 5) 103 0, 0102682 2.53Н м2
Эквивалентный момент инерции максимальный
ы
ен
см
38
J эмакс J дв 0, 2 J дв J тел 2 0, 3 0, 2 0, 3 3, 32 3.68Н м2
Эквивалентный момент инерции крана с грузом
регулято
м
и
авлен
р
п
у
в
ш
ы
н
ер
ч
J тел 2 0.5(тм mт mгр ) Кпер 2 0.5(43 5 20) 0, 0102682 3,32кг м2
где:
mт 5000кг масса тележки;
я
н
ж
ви
д
ер
п
й
еьш
м
аи
н
mгр 20000кг масса груза максимальная;
вм
о
ан
кр
mмост 5000кг масса моста.
М с дв
М сР
1
М сА
(-)
(-)
М дв.эм
рад
с
Jэ р
Нм
.
дв
1
Рисунок 8 – Структурная схема одномассовой механической системы
я
и
лн
отреб
п
ской
ч
и
ехан
м
ка
ен
ц
о
е
такж
у
ед
ср
регулируемого электропривода
3.3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗАДАННОЙ ОБЛАСТИ РАБОТЫ
Я
А
Н
В
Т
С
Е
Ы
Н
Д
Е
В
О
Р
П
М
О
Т
Э
Момент сопротивления на валу двигателя
м
ы
лн
о
п
M с.дв. M эм M дв.н. 176.83 154.021 22.809 Н м
Статические моменты:
й
это
ог
указн
– при передвижении с минимальным грузом
а
м
и
еж
р
M смин 0, 6 M дв 0, 6 154.021 92.413Н м;
– при передвижении максимальным грузом
огут
м
к
о
н
су
и
р
M смакс 0,8 M дв = 0,8 154.021= 123.217Н м;
– при изменении момента нагрузки
ы
н
ровед
п
M с M смакс M смин 123.217 92.413 30.804 Н м;
39
3.4 ВЫБОР ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ
М
Н
О
Т
В
А
Ы
С
Е
Ц
Для кранового частотно-регулируемого электропривода требуются
ой
ен
и
расш
я
и
лн
еб
тр
о
п
затем
преобразователи частоты, специально адаптированные к применению в
хрог
н
аси
м
и
н
д
о
к
о
н
су
и
р
грузоподъемных кранах и обладающие необходимыми функциональными
т
ен
ц
и
эф
ко
возможностями:
тем
у
п
этом
1) функция управления тормозом предназначена для выдачи сигнала на
к
с
у
п
е
о
н
в
кти
а
ы
н
е
м
с
открытие тормоза при достижении двигателем необходимого момента и
ти
р
ско
я
и
н
ка
с
у
п
о
й
н
д
о
сигнала на наложение тормоза при снижении скорости до минимального
й
о
н
сти
а
ч
н
е
ж
ти
с
о
д
й
ы
ь
л
а
и
м
о
н
уровня. Для корректировки снятия тормоза может использоваться функция
к
о
н
у
с
и
р
я
а
кн
у
тр
с
м
о
н
р
я
л
ка
с
е
кж
та
весоизмерения.
2) функция передвижения с повышенной скоростью. Максимальная
ы
н
д
хо
р
е
п
та
н
е
о
м
ть
н
с
а
п
зо
е
б
скорость передвижения определяется автоматически в зависимости от массы
а
м
те
си
т
н
е
о
м
и
е
ч
а
зн
груза.
е
о
н
р
я
л
ка
с
ть
а
ш
ы
в
е
р
п
3) функция ограничения момента электродвигателя с формированием
ы
с
е
ц
желаемой механической характеристики в двигательном и генераторном
е
ц
и
л
б
та
ю
ь
щ
м
о
п
х
ы
р
гкту
о
н
м
режимах.
з
а
р
м
л
те
га
и
в
д
4) функция формирования заданного темпа разгона и торможения.
ы
то
с
а
ч
а
м
и
ж
е
р
т
у
д
е
л
с
функция торможения электропривода с использованием тормозного
в
ш
ы
ерн
ч
еи
ач
зн
вть
ч
и
ан
гр
о
резистора или блока рекуперации. Экономический эффект от внедрения
я
еи
ач
зн
модулей
рекуперации
электроприводов,
ям
и
р
катего
увеличивается:
ы
етн
расч
с
увеличением
и
лн
ед
р
п
о
мощности
у
этм
о
п
льта
езу
р
при резких торможениях инерционных механизмов.
н
ем
вр
Учитывая сложившееся мнение о низкой эффективности рекуперации для
к
ло
б
рокй
и
ш
а
н
лж
о
д
е
такж
тм
о
р
систем с током потребления до 100 А, а также относительно высокую
е
такж
е
азм
р
о
п
ти
й
ы
н
вед
и
р
п
стоимость модулей рекуперации и сложность внедрения, принято решение
я
еи
ач
зн
я
н
о
тац
м
и
х
и
ш
стей
о
р
п
и
м
затр
использовать тормозной резистор.
ек
ч
стаи
кй
о
р
и
ш
40
3.4.1 ПАРАМЕТРЫ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ
Ю
Л
В
А
Т
О
Г
З
И
С
учетом
перечисленных
ск
ч
и
ехан
м
выше
ь
о
вн
требований
выбираем
ательсво
зд
и
преобразовательчастоты G120 PM240
е
ы
льн
си
ель
д
о
м
“Siemens” Параметры преобразователя частоты приведены в таблице № 4
ую
льн
акси
м
сальы
вер
и
н
у
асти
ч
Таблица 4
Параметры
Выходное Выходная Выходной
е
такж
Тип
и
н
ем
вр
питающей сети
ть
и
д
сх
ево
р
п
напряже
частота
f cние
, Гц
U1.Л , В
Ошибка!
т
гу
о
м
ток
мощность
f Н , Гц
IVLT .н , A
IVLT .макс , A
P2 , кВт
1
26,
5,5
UН
,В
G12
3×
0 PM240
380…40
ет
асч
р
“Sie
5
38
0
(0-650)
е
о
азн
ф
0
м
ето
ч
у
8
4
8
mens”
Рисунок 9 - Преобразователи частоты G120 PM240“Siemens”
и
сер
это
е
такж
Преобразователи частоты G120 PM240 “Siemens” имеет разнообразные
м
и
авлен
р
п
у
законы
ш
ки
о
р
й
управления
льтам
езу
р
двигателем
и
х
вы
о
ан
кр
многочисленные
тс
явлю
т
ен
ц
и
эф
ко
функциональные
возможности, отвечают самым строгим требованиям применений.
ск
ч
и
ехан
м
алья
и
м
о
н
м
н
ч
вели
у
Отличительные особенности:
й
альы
и
ом
н
как универсальный привод во всех промышленных и коммерческих
ользватя
сп
и
м
и
авлен
р
п
у
ас
м
задачах
41
для всеобъемлющих задач, например, в конвейерных системах
Модульность обеспечивает гибкость расширенной концепции привода
ок
сун
ри
аль
и
м
о
н
м
ли
ред
оп
ью
щ
м
о
п
г
во
ер
п
ем
ч
и
р
п
o
Замена модулей во время работы системы (hot swap)
o
Сменные клеммы
o
тольк
я
льн
акси
м
ю
сво
х
затр
х
вы
о
ан
кр
Простая замена модулей, что обеспечивает очень удобное
еса
роц
п
е
ан
р
и
б
вы
к
о
н
су
и
р
та
со
вы
техобслуживание системы.
Функции безопасности упрощают интеграцию привода в станки или
ы
етн
асч
р
х
ы
н
ч
разли
ан
кр
оборудование, ориентированное на безопасность
т
гу
о
м
альг
и
ом
н
Возможность коммуникации по PROFIBUS с профилем PROFIdrive 4.0
ть
р
ско
o
o
o
я
ен
ж
ви
д
х
вы
ан
кр
д
о
п
Меньшее количество интерфейсов
я
етн
расч
Интегрированный инжиниринг
о
м
регули
й
н
веш
д
о
п
Простое использование
есо
ч
акти
ф
Инновационная концепция охлаждения и лакировка электронных
еи
ач
зн
есв
ц
о
р
п
м
ы
ен
ч
лу
о
п
модулей повышает прочность и срок службы
ая
струкн
с
и
щ
яю
ен
м
ы
ан
кр
Простая замена устройств и быстрое копирование параметров с
раз
н
азго
р
м
и
н
д
о
помощью панели оператора или опционной плате памяти MMC
ть
асн
езоп
б
это
й
ы
н
вед
и
р
п
Бесшумная работа двигателя в результате высокоимпульсной частоты
Компактная, не занимающая много места конструкция
Переключатель 50/60 Гц для быстрой адаптации к задачам 50 Гц или 60
ы
н
ем
ъ
д
рузоп
я
он
тац
м
и
я
етн
асч
р
хрог
н
аси
г
во
ер
п
скя
ч
и
ехан
м
ев
али
я
еи
сравн
твен
со
Гц
Проектирование и пуско-наладка с помощью программ проектирования
с
ктеи
ар
х
х
ву
д
акс
м
, таких как SIZER, STARTER и Drive ES: ускоряет проектирование и
я
и
лн
отреб
п
колб
у
вд
и
п
о
электр
упрощает пуско-наладку – Drive ES обеспечивает интеграции в среду
к
о
н
су
и
сло
и
ч
ке
у
загр
автоматизации SIMATIC.
а
весьм
к
о
н
су
и
р
Условия проверки правильности выбора преобразователя частоты
е
котры
у
ц
ли
таб
это
I н I имакс 13,834 18
Анализ электропривода, характеристик преобразователя частоты и
клас
нагрузки
показывает,
е
о
вн
акти
что
условие
ы
н
и
аш
м
выполнянтся,
ас
м
следовательно,
преобразователь выбран правильно.
й
н
веш
д
о
п
ок
сун
ри
я
и
кц
н
у
ф
42
4
Разработка
и
исследование
электропривoдов
а
звен
со
м
о
н
скаляр
скалярным
управлением
4.1 Разработка имитационных моделей электропривoда со скалярным
е
астоящ
н
ятс
д
во
и
р
п
кц
у
д
н
и
управлением
я
он
тац
м
и
Функциональная схема реализации асинхронного частотное
азм
р
о
п
ти
х
вы
о
ан
кр
регулируемогo электропривода со скалярным управлением без датчика
ускоряет
скорости.,
я
етн
асч
р
основными
функциональными
х
ервы
п
элементами
алья
o
и
кц
н
у
ф
регулируемого
г
о
р
х
н
аси
еты
м
ар
п
асинхронного электропривода с частотным скалярным управлением являются
з
и
ан
ех
м
м
и
д
х
б
ео
н
ен
тсп
о
аб
р
:
– преобразователь частоты;
с
ктеи
ар
х
–
блок
управления
преобразователем,
х
и
ш
стей
о
р
п
включающий
й
еи
яж
р
ап
н
в
себя
формирователь 3-фазной системы управляющих напряжений u1a , u1b и u1c ,
е
ви
сло
у
валу
звляет
о
п
формирователь 6-канального ШИМ-сигнала и блок драйверов;
та
он
рем
е
ктво
у
д
н
и
– формирователь
ы
тем
си
U
- характеристики;
f
й
сальы
вер
и
н
у
– датчики в oбщем случае линейного тока двигателя;
язательн
об
альг
и
м
о
н
у
ед
ср
– блок расчета фактического значения действующего фазного тока
е
ы
льн
си
я
н
ж
ви
ерд
п
алья
и
м
о
н
двигателя;
е
ц
ли
таб
еты
арм
п
– элемент сравнения допустимого максимального и фактического
ве
д
о
х
ен
сб
о
х
ы
н
ем
ъ
д
п
зо
у
гр
значения действующего фазного тока двигателя и регулятор ограничения тока
есы
ц
а
вд
и
п
о
электр
стью
н
ж
зм
во
х
ы
н
ем
ъ
д
п
зо
у
гр
;
– блок компенсации скольжения;
валу
е
о
вн
акти
– блок коррекции управления напряжением инвертора в функции
ов
кран
фактического
значения
тока
т
д
у
напряжения
звена
постоянного
е
вы
и
ч
й
сто
у
я
си
тн
о
тока
ы
асто
ч
Ud
преобразователя.
43
Преобразователь
частоты
Ud
U/f - характеристика
Um
U
Задатчик
интенсивности
ректор
(-)
f
Блок
управления
преобразователем
Компенсация
скольжения
Регулятор
ограничения
тока
Iˆ
U d - кор- U
f
(-)
I max
U*
Оценка истинного
значения тока
i
M
(-)
Рисунок 10 – Функциoнальная схема асинхронного электропривода со
ея
вш
и
ж
сло
ет
асч
р
в
ло
ед
р
п
скалярным частотным управлением без датчика скорости
я
и
н
щ
ерм
п
ках
н
су
и
р
й
о
ан
д
В функциoнальной схеме асинхронного электропривода со скалярным
валу
с
ктеи
ар
х
м
стви
ей
д
управлением используются следующие варианты реализации моделий:
етов
арм
п
зке
у
агр
н
с
и
щ
яю
ен
м
Имитационная модель задатчика скорости с S – образной
-
я
н
ж
ви
ерд
п
ев
али
характеристикой: временная характеристика рисунок 11,
валу
еты
м
ар
п
имитационная
ь
н
степ
ги
ер
эн
модель рисунок 12.
– Имитационная модель электрической части силового канала
й
и
корец
ательсво
зд
и
электропривода
системы
преобразователя
и
ац
п
еку
р
к
и
тч
зад
ка
ен
ц
о
частоты
а
н
лж
о
д
синхронного
электродвигателя рисунок 13.
я
и
ен
льж
ско
– Имитационная модель механической части силового канала системы
ая
струкн
й
ы
зем
ад
н
альй
и
м
о
н
яти
ко
у
р
ы
н
лж
о
д
преобразователь частоты рисунок 14;
гателя
ви
д
–Имитационная модель электрической части двухфазного асинхронного
е
такж
в
ш
ы
н
ер
ч
электродвигателя в неподвижной системе координат
ю
еи
азч
н
тс
ляю
ед
р
п
о
м
ы
н
скаляр
рисунок 15;
ствг
о
– имитациoнная модель блока одномассовой механической системы
к
о
ср
м
щ
ю
у
след
й
азн
р
б
о
рисунок 16;
– модель задание на силовой канал системы преобразователь частоты
и
ац
рекуп
с
харктеи
е
такж
валу
е
м
агр
и
д
асинхронного электродвигателя рисунок 17.
ы
н
д
о
х
ер
п
44
N зи
N1
N зад.макс
N2
t1
t2
t
c
N1
t1
Рисунок 11 - Задатчик скорости с S – образной характеристикой,
ы
н
и
аш
м
й
ы
н
вед
и
р
п
ствг
о
временная характеристика
N зи
N зад.макс
N зад
+1
+1
+1
-1
-1
-1
1
1
Т и1 р
Т и2 р
k
Рисунок 12 - Имитационная модель задатчика скорости с S – образной
х
затр
м
стви
ей
д
я
и
ван
о
еб
тр
ан
кр
з
ли
ан
характеристикой
45
Рисунок 13
– Имитациoнная модель электрической части силового
н
ж
ви
ерд
п
а
н
лж
о
д
к
о
н
су
и
р
канала электропривода
ван
о
след
и
Рисунок 14 – Имитационная мoдель механической части силового
асто
ч
ть
д
во
и
р
п
й
о
ан
д
канала системы преобразователь частоты – асинхронный электродвигатель с
ользуетя
сп
и
tkf
m
н
ки
ч
ласто
нагрузкой.
е
лн
о
п
вы
ае
м
н
ри
п
46
Рисунок 15 – Имитациoнная модель электрической части двухфазного
тью
р
ско
а
вд
и
п
о
электр
ан
р
б
вы
асинхронного электродвигателя в неподвижной системе координат
ке
о
б
глу
века
о
р
п
я
н
o
тац
м
и
Одномассовая механическая система.
з
у
гр
Имитационная мoдель блока одномассовой механической системы с
е
ы
льн
си
вг
о
ан
кр
к
у
сп
моментом нагрузки реактивного характера, используемая при моделировании
ве
ход
ое
сп
тран
ан
кр
систем электропривода, представлена на рисунок 16.
ватель
и
орм
ф
с
харктеи
з
ли
ан
На схеме рисунка 16 приняты следующие дополнительные обозначения
ас
м
сальы
вер
и
н
у
тавлю
зго
и
:
М эм – электрoмагнитный момент двигателя, Н м ;
м
ето
ч
у
и
лн
ед
р
п
о
М сР – приведенный к валу двигателя статический момент реактивного
с
ктеи
ар
х
аз
р
я
еи
авн
ср
характера, Н м ;
J э – приведенный к валу двигателя эквивалентный момент инерции
ы
н
олж
д
ть
асн
п
езо
б
ы
н
вед
о
р
п
еств
ч
ли
ко
движущихся масс, кг м2 ;
47
М эм
10000
М сР
10000
0
0
Jэ
0
0
-10000
-10000
Рисунок 16 – Имитационная модель блока одномассовой механической
ан
кр
ое
скалярн
ть
р
ско
системы
и
ен
ш
вы
о
п
е
такж
48
Рисунок 17–. Имитационная мoдель задание на силовой канал системы преобразователь частоты – асинхронного
к
о
н
су
и
р
ск
ч
и
ан
ех
м
в
о
акр
м
г
о
етн
асч
р
электродвигателя
с
харктеи
оре
б
вы
49
4.2 ИССЛЕДОВАНИЕ ЧАСТOТНО-РЕГУЛИРУЕМОГО АСИНХРОННОГО
Я
Н
О
Ц
А
Т
М
И
ЭЛЕКТРОПРИВОДА КРАН СО СКАЛЯРНОМ УПРАВЛЕНИЕМ
Е
М
З
А
Р
О
П
И
Т
Ы
Н
Е
М
С
Е
Н
О
К
А
З
4.2.1 ПРOГРАММА ИССЛЕДОВАНИЙ ЭЛЕКТРОПРИВОДА
С
К
А
М
И
Т
Р
О
К
С
Работа электропривода крана исследуется в режиме:
ы
асто
ч
ван
екти
о
р
п
т
ен
ц
и
эф
ко
Плавный пуск – разгон до частоты 10Гц – выход(разгон) на
я
он
тац
м
и
а
звен
ель
д
о
м
максимальную скорoсть – снижение часто ты до 10Гц - торможение и останов.
ги
электрон
ательсво
зд
и
с
ктеи
ар
х
Мoдели частотно-регулируемого асинхронного
о
етвн
сущ
электропривода крана при скалярном управлении.
ы
ем
сх
грам
зц
и
м
авто
В данном работе
скорти
рассматривается модель частотно-регулируемого
м
ы
скалярн
я
и
лн
еб
тр
о
п
асинхронного электропривoда крана со скалярным управлении с коррекцией
х
и
щ
лю
м
ъ
б
всео
ы
тем
си
х
и
щ
лю
м
ъ
б
всео
вольт-частотной характеристики;
я
ен
ж
ви
д
это
Библиотека моделей частотно-регулируемого асинхронного
ы
тем
си
электропривода крана при скалярном управлении.
явлетс
скортей
ск
ч
и
ан
ех
м
– мoдель асинхронного электропривода
REP_AD_KranKI_scal.mdl
кл
и
ц
сальы
вер
и
н
крана с частотным скалярным управлением на базе модели электрической
ом
скалярн
сят
зави
я
и
н
щ
м
ер
п
звляет
о
п
части силового канала системы преобразователь частоты – асинхронный
ерат
оп
ае
м
н
ри
п
ек
ч
стаи
электродвигатель из пакета Simulink системы MATLAB, с датчиками токов i1a
е
услови
версальы
и
н
ях
и
ван
о
еб
тр
клас
, i1b , коррекцией вольт-частотной характеристики
тем
у
п
Схемы
набoра
имитационных
с
харктеи
стью
н
ж
зм
во
з
и
ан
ех
м
U1
const
f1
моделей
частотно-регулируемого
и
лн
ед
р
п
о
асинхронного электропривода крана при скалярном управлении приведены в
ая
о
р
х
н
си
ю
еи
азч
н
е
ан
р
и
б
вы
приложении.
4.2.2 ПАРАМЕТРЫ ЭЛЕМЕНТOВ СИЛОВОГО КАНАЛА ЭЛЕКТРОПРИВОДА
С
А
М
Т
Е
Ч
С
А
Р
И
Е
Ж
Я
Р
П
А
Н
МОСТОВОГО КРАНА
А
Д
В
И
П
О
Р
Т
К
Е
Л
Э
К
О
Н
У
С
И
Р
Параметры двигателя, принятые при расчете:
к
о
ср
= 0.81
0.75
,
cos 0.75 = 0.72
;
1.
50
Расчетные параметры асинхронного электродвигателя:
затем
R1 =
0,513 Ом,
L1 =
4.509 104
ка
у
стр
та
со
вы
Гн,
R2' = 0,472 Ом,
L'2 = 5.96 104 Гн,
0,03528 Гн,
Lm =
z p = 3,
н
97.389 рад/с,
ев
али
ц
ли
таб
I н = 35.972 А,
M н = 154.021 Н м .
ован
след
и
Параметры элементов силового канала электропривода
я
ем
вр
м
ы
о
р
х
н
аси
я
н
о
тац
м
и
Выбираем параметры сетевoго трансформатора или реактора в
ск
ч
и
ан
ех
м
а
звен
соответствии с таблицей № 5 для расчетного значения номинального тока
м
ето
ч
у
е
р
о
б
вы
у
вд
и
п
о
электр
е
о
н
скаляр
обмотки фазы
I рф н I1ф н
3 U1ф н
Uс
35.972
3 220
32.032
420
А.
Таблица № 5
яты
н
и
р
п
й
ы
д
каж
I рф н
,А
1
2.3
Lр
, мГн
Rр
0.5
4
1
2
1
4
2
1
65
1
00
2
8
2
3
, мОм 50
I dн
2
1
65
0
.5
0
3
5
65
.25
7
2
0
1
1
10
.156
3
4
0
7
2
60
.1
.2
6
0
3
3
20
.064
.8
8
0
.05
2
.1
5
1
.4
8
1000
есы
ц
,А
5
5
0
00
00
20
00
00
51
Rр
Принимаем:
Lр
= 0,3 Ом,
Принимаем: C = 200 5 10
6
= 0.3 103
из условия
м
н
зо
ап
и
д
Гн.
ке
о
б
глу
C (100 300) Pн , мкФ, где Pн – номинальная мощность двигателя,
й
ско
ч
и
ан
ех
м
кВт.
Параметры
механической
я
авед
н
системы
в
ето
м
ар
п
электропривода
мостового крана :
ен
тсп
о
аб
р
Коэфициент передачи
и
лн
ред
оп
м
ч
зад
К пер 10.268 103
,
Эквивалентный минимальный момент индукции
а
вд
и
п
о
электр
J эмин 2.9кг м2
Эквивалентный момент инерции максимальный
тс
ляю
ед
р
п
о
ель
од
м
ве
д
о
х
J эмакс 3.68Н м2
Момент сопротивления на валу двигателя
ск
ч
и
н
тех
й
это
M с.дв. M эм M дв.н. 22.809Н м .
Статические моменты:
у
тем
си
– при передвижении с минимальным грузом
у
этм
о
п
в
ето
м
ар
п
M смин 92.413Н м;
– при передвижении с максимальным грузом
е
такж
M смакс 123.217 Н м;
– при изменении момента нгрузки
ас
м
е
ви
сло
у
M с 30.804Н м;
Коэффициент изменения момента инерции
о
ан
д
Kj
льтам
езу
р
й
лен
ш
ы
м
о
р
п
J эмах J эмин 3.68 2.9
0.025
M с
30.804
52
Рисунок 18 – Переходные прoцессы в электроприводе со скалярным
й
ско
ч
и
ан
ех
м
управлением при передвижение тележкой массой 20 тонн, Nзад=(50-5)*1
т
о
аб
р
ен
лж
б
ри
п
р
о
б
вы
м
и
авлен
р
п
у
сло
и
ч
Рисунок 19 – Переходные прoцессы в электроприводе со скалярным
у
ед
ср
управлением при работе крана без тележки, Nзад=(50-5)*1
й
лен
ш
ы
м
о
р
п
я
н
ж
ви
ерд
п
м
и
еж
р
53
Рисунок 20 – Переходные прoцессы в электроприводе со скалярным
т
ен
ц
и
эф
ко
з
ли
ан
м
щ
ю
у
след
управлением при передвижение тележкой массой 20 тонн, Nзад=(50-5)*0.5
у
н
ч
вели
м
н
зо
ап
и
д
ть
р
ско
Рисунок 21 – Переходные прoцессы в электроприводе со скалярным
ти
со
стоа
рези
тей
р
ско
управлением при работе крана без тележки, Nзад=(50-5)*0.5
ки
телж
ель
од
м
валу
54
Пo результатам исследования были получены характеристики:
альг
и
ом
н
ей
и
кц
н
у
ф
Если
ск
ч
и
ан
ех
м
электроприводу
подать
з
и
ан
ех
м
задание
ег
сво
на
отработку
ы
н
и
аш
м
определенного цикла технологического процесса, то это значит, что в пуско м
стви
ей
д
тормозных
т
д
у
режимах
еи
яж
р
ап
н
электрoпривода
еты
арм
п
будет
еты
м
ар
п
ограничивать
я
и
скан
у
п
о
значения
динамического момента и тока двигателя , а при S- образной выходной
ти
р
ско
н
ослед
п
твен
со
характеристики задатчика – дополнительно и скорость их наименьшая. Однако,
с
ктеи
ар
х
т
ен
ц
и
коэф
ет
асч
р
у
тем
си
ат
ер
п
о
фактическое значение момента на валу двигателя и тока двигателя будут
я
он
тац
м
и
сло
и
ч
века
о
р
п
ск
у
п
зависеть еще и от величины статического момента и характера нагрузки, а также
вть
ч
и
огран
х
ы
ем
и
авн
ср
ку
аб
тр
о
от конкретного вида пуска- тормозного режима.
резко
ск
ч
и
ехан
м
я
еи
лн
о
п
вы
В рассмотренном электроприводе механизмов, для которых
ы
елн
азд
р
й
о
ан
д
кратковременные большие перегрузки и стопорения двигателя являются
альо
н
и
м
и
авлен
р
п
у
вд
и
п
о
электр
е
о
сп
ан
тр
рабочими режимами необходимо не только ограничивать величину тока и
ы
тем
си
еты
м
ар
п
всех
момента, но и пoддержать допустимое значения момента на валу двигателя в
х
ы
н
ем
ъ
д
грузоп
ускоряет
ть
асн
п
езо
б
к
о
н
су
и
м
ы
н
скаляр
течении всего времени перегрузки. Большие кратковременные перегрузки
асой
м
ы
етн
асч
р
ван
екти
о
р
п
вызывают провал скорости двигателя и затем восстановление её после
раз
ю
еи
азч
н
м
ли
ед
р
п
о
сло
и
ч
исчезновения перегрузки. Процессы торможения и разгона двигателя в этом
ас
м
ве
д
о
х
й
ты
ален
экви
случаи уже не управляется от задатчика скорости и могут сопровождаться
льн
акси
м
м
ето
ч
у
к
у
сп
большими бросками тока и момента двигателя, если их величину не
н
азго
р
ть
вод
ри
п
я
овац
н
и
ы
тем
си
зц
и
м
авто
ограничивать.
55
Вывoд к разделу:
астоы
ч
Скалярное
управление
одно
с
и
щ
яю
ен
м
из
м
ето
ч
у
простейших
вариантов
й
азн
р
б
о
реализации частотного – регулируемого асинхронного электропривода,
ас
м
имеющие
не
й
и
ен
ч
вклю
высокие
регулирования
ы
ен
см
качественные
скорости,
большая
у
тем
си
к
и
тч
зад
показатели:
небольшой
диапазон
погрешности
скорости
и
г
н
ч
ато
д
ер
п
ель
д
о
м
г
о
р
х
н
аси
малое
гателя
ви
д
быстродействие , что обусловлено необходимoстью применения задатчика
з
ли
ан
тельы
и
ач
зн
всех
интенсивности скорости.
е
закон
и
ен
скольж
Приведенные простейшие электроприводы со скалярным
а
тем
си
управлением во многих случаях полностью удовлетворяют требованиям,
ок
сун
и
е
щ
авляю
од
п
е
ящ
асто
н
предъявляемым к электроприводу производственного механизма. Они широко
есо
ч
акти
ф
альй
и
ом
н
я
еи
авн
ср
применяются для решения задач регулирования скорости механизмов во вновь
м
ы
скалярн
я
си
отн
ель
д
о
м
к
о
н
су
и
р
яет
р
ско
у
проектируемом технологическом оборудовании скорость механизмов во вновь
та
н
о
ем
р
акс
м
альй
и
м
о
н
проектируемом технoлогическом оборудовании, а так же в качестве замены
ок
сун
и
нерегулируемого
н
ж
ви
д
ер
п
электропривода
переменного
ся
атч
ем
н
ки
тока
з
ли
ан
и
регулируемого
скя
ч
и
ан
ех
м
алья
и
м
о
н
электропривода постоянного тока с обратными связями по напряжению и ЭДС
стью
олн
п
х
эти
я
н
ж
ви
д
ер
п
двигателя. Сильные пульсации в момент пуска и момент торможения и на
регулято
ается
р
и
б
вы
й
лен
ш
ы
м
о
р
п
ь
н
степ
средней частоте вращения предотвратить практически не возможно даже
ть
и
ревосхд
п
ять
н
ри
восп
н
и
аш
м
благодаря скалярному управлению.
я
ен
ж
ви
д
а
н
вед
ри
п
На рисунках 18-21 можно заметить значительные пульсации тока, момента
сеть
зави
м
н
след
о
п
е
д
ви
н
ки
ч
ласто
и особенно скорости, чтo не позволяет говорить о плавных характеристиках
х
ервы
п
ги
электрон
р
о
б
вы
процесса.
тем
у
п
ван
о
след
и
По этому для крана оставляем скалярное управление.
н
то
56
ЗАДАНИЕ ДЛЯ РАЗДЕЛА «ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ,
РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ»
Студенту:
Группа
З-5Г3А1
ФИО
Саттаров Амир Раисович
Ишэ
ЭПЭО
Институт
Кафедра
Электроэнергетика
Уровень
Бакалавриат Направление/специальность
и электротехника
образования
Исходные данные к разделу «Финансовый менеджмент,
ресурсоэффективность и ресурсосбережение»:
1. Используемая система налогообложения, ставки налогов, отчисления.
2. Стоимость оборудования
3. Затраты на реализацию технического проекта
Перечень вопросов, подлежащих исследованию, проектированию и
разработке:
1. Оценка коммерческого потенциала и перспективности реализации ТП с
позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения;
2. Планирование и формирование графика работ по реализации ТП;
3.Формирование сметы ТП;
Перечень графического материала (с точным указанием обязательных
чертежей)
1. График выполнения работ исполнителями ТП ( диаграмма Ганта )
2. Матрица SWOT - анализа
Дата выдачи задания для раздела по линейному
графику
Задание выдал консультант:
Должность
ФИО
Доцент
Попова Светлана
Николаевна
Ученая
степень,
звание
Кандидат
экономических
наук
Задание принял к исполнению студент:
Группа
ФИО
З-5Г3А1
Саттаров Амир Раисович
Подпись
Дата
Подпись
Дата
57
5. ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ,
РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ
Целью
данного
раздела
является
обоснование
целесообразности
использования технического проекта, выполняемого в рамках выпускной
квалификационной работы, при этом рассматриваются планово-временные и
материальные показатели процесса проектирования.
Достижение цели обеспечивается решением задач:
-планирование и формирование графика работ на реализацию технического
проекта;
-определение сметы инженерного проекта;
-определение ресурсосберегающей эффективности технического проекта.
оценка коммерческого потенциала и перспективности выполнения
технического проекта определяем с помощью SWOT-анализа;
планирование технико-конструкторских работ;
планирование пуско-наладочных работ;
определение ресурсосбережения проекта.
SWOT-анализ технического проекта
SWOT
-анализ
является
инструментом
стратегического
менеджмента.
Представляет собой комплексное исследование технического проекта. SWOTанализ применяют для исследования внешней и внутренней среды проекта.
Применительно к проекту по разработке главный электропривода мостового
крана, SWOT-анализ позволит оценить сильные и слабые стороны проекта, а
также его возможности и угрозы.
58
Для проведения SWOT-анализа составляется матрица SWOT, в которую
записываются слабые и сильные стороны проекта, а также возможности и
угрозы.
При
составлении
матрицы
SWOT
удобно
использовать
следующие
обозначения:
С – сильные стороны проекта; Сл – слабые стороны проекта; В –
возможности; У – угрозы.
Матрица SWOT приведена в таблице. На основании матрицы SWOT строятся
интерактивные матрицы возможностей и угроз, позволяющие оценить
эффективность проекта, а также надежность его реализации.
При
построении
интерактивных
матриц
используются
следующие
обозначения:
«+» – сильное соответствие; «-» – слабое соответствие.
Анализ интерактивных матриц, приведенных в таблицах. Сторонами проекта
являются надежность крана, обеспечение бесперебойной работы и повышение
безопасности производства, крана мостового может повлечь за собой нарушение
сложного технологического процесса. Кроме того, большая экономия
потребляемой электроэнергии и дополнительное резервное мостового крана
установки показывают перспективность проекта в целом. Угрозы имеют низкие
вероятности, что говорит о высокой надежности проекта.
59
Таблица 5.1 - Матрица SWOT
Сильные стороны
проекта:
С1.Надежность обеспечения
бесперебойной работы.
С2. Большая экономия
потребляемой эл.энергии.
С3. Квалифицированный
персонал.
С4. Повышение безопасности
производства
С5. Небольшие затраты на
ремонт оборудования
Возможности:
В1. Экономия
производительности
энергоблоков.
В2. Уменьшение себестоимости
путем внедрения новых
технологий.
В3. Дополнительное резервное
питание.
В4. Повышение стоимости
конкурентных систем.
Угрозы:
У1. Исчезновение питания
мостового крана.
У2. Негативные изменения в
отношениях с поставщиками.
У3. Введения дополнительных
государственных требований к
стандартизации и сертификации
продукции
У4. Отсутствие финансового
обеспечения со стороны
государства
Слабые стороны проекта:
Сл1. Значительный уровень
шума и вибрация при работе.
Сл2. Высокая стоимость
оборудования.
Сл3. Большой срок поставки
оборудования и
комплектующих.
В1 - С1,С2,С3,С4;
В1 - Сл2;
В2 - С1,С2,С4,С5;
В2 - Сл1;
В3 - С1,С4,С5;
В4 - С1,С2,С5;
В4 - Сл2;
У1 - С1,С3;
У1 - Сл3;
У2 - С5;
У2 - Сл2;
У3 - С1;
У4 - С3;
У4 - Сл2;
60
Таблица 5.2– Интерактивная матрица возможностей
Сильные стороны проекта
Возможности
С1
С2
С3
С4
С5
В1
+
+
+
-
В2
+
+
-
+
+
В3
+
-
-
+
+
В4
+
+
-
-
+
+
Слабые стороны проекта
Сл1
Сл2
Сл3
В1
-
+
-
В2
+
-
-
В3
-
-
-
В4
-
+
-
Таблица 5.3– Интерактивная матрица угроз
Сильные стороны проекта
С1
У1
+
У2
У3
Угрозы
У4
С2
-
+
-
С3
С4
С5
+
-
-
-
-
-
+
-
-
-
-
-
-
-
+
Слабые стороны проекта
Сл1
Сл2
Сл3
У1
-
-
+
У2
-
+
-
У3
-
-
-
У4
-
+
-
61
5.1 РАЗРАБОТКА ГРАФИКА ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТ ТЕХНИЧЕСКОГО ПРОЕКТА
Важной частью данного проекта является составление графика
проведения
работ
технического
проекта,
который
предназначен
для
распределения обязанностей по выполнению работ и определения временных
рамок производимой работы.
Весь комплекс работ разбивается на этапы. Для его осуществления
формируется группа из 4-х человек в следующем составе:
1. Научный руководитель;
2. Бакалавр - проектировщик;
3. Инженер - электроник;
4. Инженер - электромонтер.
Чтобы осуществить следующие технического мостового крана.
№ 1 – составление технического задания (ТЗ) – включает изучение
первичной информации об объекте, формулировку требований к
техническому проекту, составление задания и плана на работу;
№ 2 – изучение литературы – ознакомление с предметом работы, изучение
различных источников, касающихся различных сторон технического
проекта;
№ 3 – сбор исходных данных – мостового крана;
№ 4 – подготовка данных, ввод нагрузок в спец. программу ЭВМ
№ 5 – расчет на ЭВМ нагрузка крана(Math Cad, Matlab Simulink);
№ 6 – выбор оборудования – выбор элементов электропривода;
№ 7 – расчет элементов электропривода, построение механических и
электромеханических характеристик;
№ 8 – проверка правильности выбора оборудования;
№ 9 – настройка совместной работы оборудования и программного
обеспечения, подготовительные работы;
62
9.1 – Наладочные работы, проводимые до индивидуальных испытаний
технологического оборудования;
9.2 – Наладочные работы в период индивидуальных испытаний
технологического оборудования;
9.3 – Комплексное опробование;
№ 10 – оформление пояснительной записки и сдача проекта- включает в
себя окончательную проверку руководителем устранение недочетов
дипломником подготовка, оформление доклада и слайдов.
№ 11 – защита проекта.
Определение трудоемкости выполнения работ
Трудовые затраты в большинстве случаях образуют основную часть стоимости
разработки, поэтому важным моментом является определение трудоемкости
работ каждого из участников выполнения проекта.
Трудоемкость выполнения технического проекта оценивается экспертным
путем в человеко-днях и носит вероятностный характер, так как зависит от
множества трудно учитываемых факторов.
Для
определения ожидаемого (среднего) значения трудоемкости tо жi
где используется следующая формула:
3t
2t
min i
max i
tожi
,
t
min
5
i
tожi – ожидаемая трудоемкость выполнения i-ой работы чел.-дн.;
–
минимально возможная трудоемкость выполнения заданной it
max
работы (оптимистическая оценка: в предположении наиболее
i
благоприятного стечения обстоятельств), чел.-дн.;
– максимально возможная трудоемкость выполнения заданной iой
ой работы (пессимистическая оценка: в предположении наиболее
неблагоприятного стечения обстоятельств), чел.-дн.
Результаты приведены в таблице
В качестве графика инженерных работ можно использовать диаграмму
Ганта.
63
Диаграмма Ганта – горизонтальный ленточный график, на котором работы по
теме представляются протяженными во времени отрезками,
характеризующимися датами начала и окончания выполнения данных работ
Исходя
из
составленной
диаграммы,
можно
сделать
вывод,
что
продолжительность работ занимает 11 декад, начиная с последней декады
февраля и заканчивая первой декадой июня. Учитывая вероятностный характер
оценки трудоемкости, реальная продолжительность работ может быть как
меньше (при благоприятном стечении обстоятельств), так и несколько
превысить указанную продолжительность (при неблагоприятном стечении
обстоятельств).
Продолжительность выполнения технического проекта составит 92 рабочих
дня. Из них:
30 дней - продолжительность ПНР
91 день – продолжительность выполнения работ дипломником;
5 дней – продолжительность выполнения работ руководителем;
По результатам расчетов строится диаграмма Ганта, приведенная в таблице
5.2 СОСТАВЛЕНИЕ СМЕТЫ ТЕХНИЧЕСКОГО ПРОЕКТА
При планировании сметы технического проекта должно быть обеспечено полное
и достоверное отражение всех видов расходов, связанных с его выполнением. В
процессе формирования сметы проекта используется группировка затрат по
следующим статьям:
затраты на спец.оборудование ;
полная заработная плата исполнителей разработки проекта;
отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления);
накладные расходы.
Материальные затраты (соединительные провода, шлейфы и т.д.)
в данном техническом проекте не рассчитываются, так как они
укомплектованы вместе с оборудованием.
64
Стоимость спец. оборудование для запуска глубинного насоса приведена в
таблице 5.4
Таблица 5.4. Стоимость оборудования технических средств
Количес
Цена,
тво, шт.
тыс.руб.
Электродвигатель MKTF-112-6
1
228
Микроконтроллер SIMATIC
1
478
Наименование оборудования
Комплектующие
25
Датчики (тока, напряжения, ЭДС)
1
Итого
5
736
Первоначальная стоимость оборудования рассчитывается по формуле:
СОБ
Ц
kТр
где: СОБ - первоначальное стоимость оборудования
Ц - цена оборудование
kтр - коэффициент учитывавшее транспортные расходы Принимаем k = 1,2
СОБ
736
1, 2
880 тыс. руб.
Расчет полной заработной платы осуществляется следующим образом:
Ззп
Зосн
Здоп ,
где
Зосн – основная заработная плата;
Здоп – дополнительная заработная плата, руб.
65
Основная заработная плата (Зосн) рассчитывается по следующей формуле:
З
осн
З
дн
Т
р,
где Зосн – основная заработная плата одного работника; Здн
– среднедневная заработная плата работника, руб.
Тр – продолжительность работ, выполняемых работником, раб. дн.
Среднедневная заработная плата рассчитывается по формуле:
З
тс Здо пл Зр.к.
Здн
F
д
,
где
Зтс – заработная плата по окладу, руб.;
Здопл – доплаты и надбавки ( коэффициент премии ) , руб.;
Зр.к. – районная доплата, руб.;
Fд – количество рабочих дней в месяце (26 при 6-дневной рабочей неделе, 22
при 5-дневной рабочей неделе), раб. дн.
Расчёт основной заработной платы приведены в таблице 5.5.
Таблица 5.5
Расчёт основной заработной платы исполнителей
Оклад
руб.
Работники
Руководител
ь
Доплаты Районна
Средня Продолжи Основна
и
я
Зарплата
я
я
месячная
заработн
надбавки, доплата,
,
дневная тельность
а
заработ работ,
руб.
руб.
руб
н
раб.
я
ая
плата,
плата
дн.
руб.
руб.
23264
2200
7639
33103
1273
5
6360
Инженер –
электронщи
к
20000
10000
9000
39000
1772
30
53160
Инженерэлектромонт
ер
17800
8900
8010
34710
1577
30
47310
Дипломник
7864
_
2359
10223
393
91
35760
66
Итого Зосн,
руб.
141320
Расчет дополнительной заработной платы осуществляется
следующим образом:
З
доп kдоп Зосн
где kдоп – коэффициент дополнительной заработной платы
Расчёт полной заработной платы приведен в таблице
Таблица 5.6 – Расчет дополнительной и полной заработной платы
Исполнители
Руководитель
Коэффициент
Дополнительн
дополнительно Основная
ая
Полная
й
заработная заработная заработной
заработной
плата, руб. плата, руб. плата, руб.
платы
0,15
5090
760
7300
0,12
53160
6340
59500
0,12
47310
5690
0,12
35760
4240
141320
17000
Инженер электронщик
Инженер 53000
электромонтер
Дипломник
Итого
40000
159800
Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления)
В данной статье расходов отражаются обязательные отчисления по
установленным законодательством Российской Федерации нормам
органам государственного социального страхования (ФСС),
пенсионного фонда (ПФ)
и медицинского страхования (ФФОМС) от затрат на оплату труда
67
Величина отчислений во внебюджетные фонды определяется исходя из
следующей формулы:
З
внеб kвнеб ( Зосн Здоп ) ,
где kвнеб – коэффициент отчислений на уплату во внебюджетные фонды.
kвнеб = 30,2% в условиях ТПУ.
Накладные расходы
Накладные расходы учитывают прочие затраты организации, не включенные в
предыдущие статьи расходов: печать и ксерокопирование, амортизация
оборудование, оплата услуг связи, электроэнергии, почтовые и телеграфные
расходы, и т.д.
Величину накладных расходов принимаем в размере 16% от общей суммы
затрат.
5.3 ФОРМИРОВАНИЕ СМЕТЫ ТЕХНИЧЕСКОГО ПРОЕКТА
Рассчитанная выше величина затрат технического проекта является основой для
формирования бюджета затрат проекта, который при формировании договора с
заказчиком защищается организацией в качестве нижнего предела затрат на
разработку технической продукции.
Определение затрат на технический проект приведен в таблице5.7
Смета технического проекта
Наименование статьи
Сумма, тыс. руб.
Структура затрат,
%
1. Спец. оборудование
880,0
68,0
146,6
12,0
44,6
4,0
204,2
16,0
1275,4
100,0
2. Затраты по полной заработной
плате исполнителей темы
3. Отчисления во внебюджетные
фонды
4. Накладные расходы
Итого
Исходя из представленной выше таблицы , можно сделать вывод, что смета
затрат на выполнение технического проекта составляет 1275,4 тыс.руб.
68
5.4 ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЕКТА
Определение ресурсоэффективности проекта можно оценить с
помощью интегрального критерия ресурсоэффективности:
I
рi
a
i
b
i
где I рi – интегральный показатель ресурсоэффективности; ai –
весовой коэффициент разработки;
bi – балльная оценка разработки, устанавливается экспертным путем по
выбранной шкале оценивания;
Сравнительная оценка характеристик ресурсоэффективности проекта
приведена в таблице
Помехоустойчивость линии — способность линии уменьшать уровень помех,
создаваемых во внешней среде и на внутренних проводниках. Эта способность
целиком и полностью зависит от характеристик используемой физической среды
Удобство мостового крана - это возможностей для лёгкого управления
влево
в право для поднятия тяжелых грузов.
Таблица 5.8 – Результаты сравнительной оценки ресурсоэффективности
Весовой
Балльная оценка
коэффициент
разработки
1. Надежность
0,25
5
2. Энергосбережение
3. Материалоемкость
0,25
0,15
5
4
4. Помехоустойчивость
0,10
5
5. Удобство в эксплуатации
(соответствует требованиям
потребителей)
0,15
4
6. Способствует росту
0,10
5
Критерии
69
производительности труда
пользователя
Итого:
1,00
Интегральный показатель ресурсоэффективности:
I рi
5
0, 25
5
0, 25
4
0,15
5
0,10
4
0,15
5
0,10
4, 7
Показатель ресурсоэффективности имеет высокое значение (по 5-балльной
шкале), что говорит об эффективности использования технического проекта.
Высокие баллы надежности, помехоустойчивости, а также энергосбережения
позволяют судить о надежности системы.
В
данном разделе были рассмотрены и раскрыты
следующие выводы:
- произведен SWOT анализ, который показывает о
перспективности проекта в целом. Кроме того, угрозы имеют
низкие вероятности, что говорит
о высокой надежности проекта.
- составлена ленточная диаграмма , позволяющий оптимально
скоординировать работу исполнителей.
- рассчитана смета затрат на выполнение технического
проекта, которые составили 1275,0 тыс.руб.
Для определения ресурсоэффективности проекта по проектированию
электропривода передвижение тележки мостового крана рекомендуется мной
рассмотреть следующие критерии:
Надежность - Мостовой кран в целом представляет собой систему, которая
состоит из невосстанавливаемых и восстанавливаемых элементов. Первые, в
случае
отказа, не могут быть восстановлены в процессе эксплуатации
(например,
подшипник качения), вторые — после отказа могут быть
восстановлены и вновь введены в эксплуатацию (например, тормозные
колодки, зубчатые полумуфты). Теория надежности устанавливает четыре
состояния,
в котором может находиться кран: неисправное, исправное,
работоспособное
выполняет
и неработоспособное. В исправном состоянии кран
свои рабочие функции, а также вспомогательные функции
70
(например, обеспечивается удобство ремонта), имеет хороший внешний
вид. В работоспособном состоянии кран может выполнять только свои
71
рабочие функции и иметь незначительные повреждения (обшивки кабины,
лакокрасочного покрытия.
Энергосбережение - это экономия электрической энергии.
Энергосбережение достигается за счет оптимального подбора мощности
электродвигателей. Материалоёмкость один из основных показателей
экономической эффективности общественного производства. характеризует
удельный (приходящийся на единицу продукции) расход материальных
ресурсов (основных и вспомогательных материалов, топлива, энергии,
амортизации основных фондов) на изготовление продукции. может
измеряться в стоимостном и натуральном выражении. Показатель
используется при анализе производственно-хозяйственной деятельности
промышленных предприятий, в частности себестоимости продукции, при
сравнительном анализе удельных затрат в различных отраслях
промышленности, а также при укрупнённых методах планирования
материально-технических ресурсов, установления оптовых цен на новую
продукцию и тому подобному.
Производительности
труда
–
это
показатель,
характеризующий
результативность труда, осуществляется в проекте благодаря автоматизации,
но при этом капиталовложения возрастают.
72
ЗАДАНИЕ ДЛЯ РАЗДЕЛА «СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ»
Студенту:
Группа
З-5Г3А1
Институт
Уровень
образования
ФИО
Саттарову Амиру Раисовичу
Ишэ
Бакалавриат
Кафедра
Направление/специальность
ЭПЭО
Электроэнергетика
и электротехника
Исходные данные к разделу «Социальная ответственность»:
1. Характеристика объекта исследования
Электропривод механизма
(вещество, материал, прибор, алгоритм, методика, передвижения тележки крана КМ20/5,
рабочая зона) и области его применения
применяемого для выполнения
крановщиком погрузочно-разгрузочных
работ, монтажа, демонтажа и ремонта
оборудования, перемещения грузов.
Перечень вопросов, подлежащих исследованию, проектированию и разработке:
1. Производственная безопасность
1.1. Анализ выявленных вредных факторовпри
1. Аномальные микроклиматические
разработке и эксплуатации проектируемого
параметры
решения в следующей последовательности:
2. Повышенный уровень вибрации
3. Повышенный уровень шума
физико-химическая природа
4. Недостаток необходимого освещения
вредности, её связь с разрабатываемой
темой;
действие фактора на организм
человека;
приведение допустимых норм с
необходимой размерностью (со ссылкой на
соответствующий нормативно-технический
документ);
предлагаемые средства защиты;
(сначала коллективной защиты,
1. Движущиеся машины и механизмы
затем – индивидуальные защитные
2. Поражение электрическим током
средства).
3. Падение с высоты
1.2. Анализ выявленных опасных факторов при
4.Пожароопасность
разработке и эксплуатации проектируемого
решения в следующей последовательности:
механические опасности (источники,
средства защиты;
термические опасности (источники,
средства защиты);
электробезопасность (в т.ч.
статическое электричество, молниезащита –
источники, средства защиты);
73
пожаровзрывобезопасность
(причины, профилактические мероприятия,
первичные средства пожаротушения).
2. Экологическая безопасность:
защита селитебной зоны
анализ воздействия объекта на
атмосферу (выбросы);
анализ воздействия объекта на
гидросферу (сбросы);
анализ воздействия объекта на
литосферу (отходы);
разработать решения по
обеспечению экологической безопасности
со ссылками на НТД по охране
окружающей среды.
3. Безопасность в чрезвычайных ситуациях:
перечень возможных ЧС при
разработке и эксплуатации проектируемого
решения;
выбор наиболее типичной ЧС;
разработка превентивных мер по
предупреждению ЧС;
разработка действий в результате
возникшей ЧС и мер по ликвидации её
последствий.
4. Правовые и организационные вопросы
обеспечения безопасности:
специальные (характерные при
эксплуатации объекта исследования,
проектируемой рабочей зоны) правовые
нормы трудового законодательства;
организационные мероприятия при
компоновке рабочей зоны.
Загрязнение окружающей среды
смазочными материалами.
По истечению срока службы
проведение мероприятий по
утилизации.
1. Аварии, связанные с поломкой крана
2. Пожар
Возрастное ограничение, требования к
образованию. Специальные нормы,
предусмотренные
спецификой
выполняемых работ.
Эргономика кабины крана и ее
оснащение.
Дата выдачи задания для раздела по линейному графику
Задание выдал консультант:
Должность
Ассистент
ФИО
Ученая
степень,
звание
Подпись
Дата
Подпись
Дата
Мезенцева Ирина
Леонидовна
Задание принял к исполнению студент:
Группа
ФИО
З-5Г3А1
Саттаров Амир Раисович
74
6. СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ.
Введение.
Ранее
в
предыдущем
разделе
ВКР
был
произведен
расчет
электропривод механизма передвижения тележки крана КМ20/5.
Данный раздел ВКР посвящен выполнению анализа и разработке мер
по обеспечению благоприятных условий труда при ее выполнении.
Произведен анализ вредных факторов таких как: шумообразование в кабине
крановщика; монотонность трудового процесса, зрительное напряжение,
нервно-эмоциональные перегрузки, механические опасности, такие как
вращающиеся детали, работа на большой высоте.
6.1. ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
1.1. Анализ вредных факторов, которые могут возникнуть при
эксплуатации объекта исследования
Аномальные микроклиматические параметры
Рабочее место крановщика – кабина крана, являющаяся ограниченным
рабочим пространством. При проведении работ происходит выделение
диоксида углерода, паров влаги и тепла от работника. Также следует учесть
условия солнечной инсоляции, которые в летнее время года приводят к
избыточному теплу, особенно в летнее время года, а при проведении работ в
зимнее время, напротив, возможен недостаток тепла.
Температура, относительная влажность и скорость движения воздуха в
кабине управления должны соответствовать для категорий работ средней
тяжести IIа и IIб значениям, указанным в табл.1.[ ГОСТ 12.2.130-91]
75
Таблица 1
Сезон года
Температура
воздуха, °С
Относительная
влажность
воздуха, %
25-75
25-75
Скорость
движения
воздуха, м/с
0,2-0,7
0,3-0,4
Теплый период
Не выше +31
Холодный и
От +15 до
переходный
+23
периоды
Примечание. Вертикальный и горизонтальный перепад температур не
должен превышать 4 °С.
В районах с повышенной относительной влажностью наружного
воздуха допускается для теплого периода года относительная влажность в
кабине на 10% выше установленной в табл.1.Температура металлических
поверхностей стен внутри кабины на высоте не более 0,5 мм не должна
превышать 35 °С.
Отклонение условий микроклимата может привести к резкому
снижению работоспособности и даже к профессиональным заболеваниям.
Перегрев. При температуре воздуха более 30 °С и значительном
тепловом излучении от нагретых поверхностей наступает нарушение
терморегуляции организма, что может привести к перегреву организма,
особенно если потеря пота в смену приближается к 5 л. Наблюдается
нарастающая слабость, головная боль, шум в ушах, искажение цветного
восприятия, тошнота, рвота, повышается температура тела. Дыхание и пульс
учащаются, артериальное давление вначале возрастает, затем падает. В
тяжелых случаях наступает тепловой, а при работе на открытом воздухе —
солнечный удар. Возможна судорожная болезнь, являющаяся следствием
нарушения водно-солевого баланса и характеризующаяся слабостью,
головной болью, резкими судорогами.
76
Охлаждение. Длительное и сильное воздействие низких температур
может вызвать различные неблагоприятные изменения в организме человека.
Местное и общее охлаждение организма является причиной многих
заболеваний: миозитов, невритов, радикулитов и др., а также простудных
заболеваний. В особо тяжелых случаях воздействие низких температур
может привести к обморожениям и даже смерти.
Повышенная влажность воздуха (более 75...85%) в сочетании с
низкими температурами оказывает значительное охлаждающее действие, а в
сочетании
с
высокими
—
способствует
перегреванию
организма.
Относительная влажность менее 25% также неблагоприятна для человека,
так как приводит к высыханию слизистых оболочек и снижению защитной
деятельности мерцательного эпителия верхних дыхательных путей.
Для обеспечения допустимых параметров микроклимата необходимо
использование вентиляции и отопления. Вентиляция в кабине крановщика
применяется, как правило, приточно - вытяжная с использованием осевого
вентилятора. Отопление осуществляется с помощью электрических
нагревательных приборов. В новейших разработках получила применение
система кондиционирование воздуха.
Повышенный уровень вибрации
Источником вибрации при работе кранов является электропривод
кранового механизма и передаточные устройства.
Воздействие производственной вибрации на человека вызывает
изменения как физиологического, так и функционального состояния
организма человека:
повышение утомляемости, увеличении времени
двигательной и зрительной реакции, нарушении вестибулярных реакций и
координации движений, что ведет к снижению работоспособности и
производительности труда, соответственно, а также происходит развитие
нервных заболеваний, нарушение функций сердечно-сосудистой системы,
77
нарушение функций опорно-двигательного аппарата, поражение мышечных
тканей и суставов,
нарушение функций органов внутренней секреции, что влечет за собой
возникновение вибрационной болезни.
Допустимые корректированные значения виброускорения не должны
превышать значений, приведенных в табл.2 [ГОСТ 12.1.012].
Таблица 2
Вид вибрации
Допустимые
корректированные
значения виброускорения,
м/с
0,27
Общая категория:
на сиденье машиниста в направлении*
Локальная:
2,0
на рукоятках управления в направлении
движения руки
* Технически достижимая вибрационная характеристика должна быть
не более 0,54 м/с .
К мероприятиям по защите от вредного воздействия вибрации относят
установку демпфированных подвесок кабин управления или кресла
крановщика.
Повышенный уровень шума
В
кабине
крановщика
преобладает
шум
механического
происхождения, возникающий в результате работы механизма крана, а так же
бульдозерами
и
тягачами,
которые
используются
при
проведении
погрузочно-разгрузочных, монтажных и прочих работ.
Воздействие шума является причиной повышенной утомляемости,
потери слуха, снижения производительности труда.
Уровень звука, излучаемый экскаватором в окружающую среду в
контрольной точке и на рабочем месте, не должен превышать 80 дБА по ГОСТ
12.1.003.
78
Недостаток необходимого освещения
Недостаточная
освещенность
рабочей
зоны
может
вызвать
ослепленность или привести к быстрому утомлению и снижению
работоспособности и существенному повышению риска травматизма.
Освещенность в люксах на постоянном рабочем месте и поверхности
забоя
при
всех
включенных
осветительных
приборах
должна
соответствовать следующим значениям [ГОСТ 12.2.130-91]:
пульт управления при работе экскаватора
20
стол
150
для
записей
(для
шагающих
экскаваторов)
зона объекта различения
75
зона под стрелой в крайней точке черпания
10
Для соблюдения требуемых нор освещенности целесообразно применение
дополнительных источников освещения.
6.2. АНАЛИЗ ОПАСНЫХ ФАКТОРОВ, КОТОРЫЕ МОГУТ ВОЗНИКНУТЬ ПРИ
ЭКСПЛУАТАЦИИ ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЯ
Движущиеся машины и механизмы
Основными видами опасности, воздействующими на крановщика,
являются:
-Механические виды опасности, связанные с подъемными операциями
грузоподъемными
кранами
и
машинами,
грузозахватными
приспособлениями, тарой и люльками;
-Опасность, вызванная поступательным движением машины, грузовых
тележек: движение во время запуска двигателя; движение при отсутствии
машиниста на своем месте; движение при отсутствии надежного закрепления
всех составных частей, деталей; чрезмерно высокая скорость крана, машины,
грузовой тележки, управляемых с пола; слишком высокие колебания крана
79
(груза) при движении; недостаточная способность крана или машины к
замедлению, выключению, остановке и удержанию.
Для защиты персонала необходимо, чтобы движущиеся части были
закрыты кожухами, а так же исправное состояние тормозов и правильная
регулировка подвижных механизмов, обеспечением которых выступает
соблюдение графиков ТО и своевременное проведение ремонтных работ
механизмов.
Поражение электрическим током
Применяемое в производственном процессе электрооборудование
напрямую влечет за собой возможность поражения электрическим током,
последствия которого могут быть в виде ожогов участков кожи тела,
перегрева различных органов, а также возникающих в результате перегрева
разрывов кровеносных сосудов и нервных волокон, электролиза крови, и как
следствие, нарушения нормального функционирования организма, а также
опасного возбуждения клеток и тканей организма, в результате чего они
могут погибнуть.
Крановщик
должен
быть
обеспечен
защитными
средствами:
изоляционными перчатки, изоляционными галоши и ковриками, а также
строго следовать инструкции электробезопасности.
Падение с высоты
Возможность возникновения несчастных случаев, связанных с
падением с высоты при проведении ремонтных работ, обслуживающих
мероприятий крана напрямую связана с нарушением техники безопасности,
инструктажей работником.
Так техническое обслуживание, осмотр, регулировка и ремонт частей
крана, расположенных на высоте более 4,0 м, разрешается выполнять только
при наличии у крановщика предохранительного пояса или при условии, что
он находится внутри металлоконструкций и опирается па лестницу.
Пожароопасность
Подробно рассмотрено в п. 3.
80
2. Экологическая безопасность.
В процессе эксплуатации крана возможно загрязнение окружающей
среды смазочными материалами.
Для того чтобы исключить или минимизировать требуется, во-первых,
проводить
своевременные
регламентные
работы
по
техническому
квалифицированно
и
своевременно
обслуживанию и ремонту кранов.
Во-вторых,
оперативно,
ликвидировать источники загрязнения при их возникновении.
Что касается электроприводов, то они рассчитаны на длительный срок
службы, по истечении которого должны быть утилизированы.
Утилизируемые электроприводы демонтируются, разбираются и
сортируются по различным материалам: отходы электронных деталей,
черные и цветные металлы, смазочные материалы.
При утилизации должны соблюдаться следующие правила:
-отсортированные материалы устраняются через упорядоченную
систему утилизации, с соблюдением местных правил;
-при утилизации должны быть выдержаны нормы охраны окружающей
среды;
-смазочные материалы представляют опасность загрязнения водных
ресурсов, поэтому не должны попасть в окружающую среду.
6.3. БЕЗОПАСНОСТЬ В ЧРЕЗВЫЧАЙНЫХ СИТУАЦИЯХ.
При эксплуатации крана возможны различные аварийные ситуации,
связанные с поломкой и выходом из строя: спадания канатов с барабана или
блоков, образовании на канатах петель или обнаружения повреждения
канатов, неисправности приборов и устройств безопасности. В случае их
возникновения крановщик обязан прекратить работу и сообщить ремонтной
службе.
81
Наиболее опасной для жизни и здоровья работника является ЧС в виде
пожара. Причинами тому может стать халатное отношение работника к
технике
пожарной
оборудования,
не
безопасности,
соблюдение
использование
графика
проведения
недопустимого
ремонтных
и
обслуживающих транспортное средство работ, наличие работающего
электрооборудования,
которое
также
необходимо
обслуживать
и
эксплуатировать в исправном состоянии.
При возникновении на кране пожара, крановщик должен немедленно
отключить рубильник в кабине, через наземных рабочих вызвать пожарную
охрану и приступить к тушению пожара имеющимися на кране
противопожарными средствами (порошковым огнетушителем, песком).
После ликвидации пожара запрещается включать кран до проверки и
разрешения ремонтного персонала.
6.4. ПРАВОВЫЕ И ОРГАНИЗАЦИОННЫЕ ВОПРОСЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ
БЕЗОПАСНОСТИ.
4.1. Специальные правовые нормы трудового законодательства.
До работ на кране допускаются только обученные и аттестованные
крановщики не моложе 18 лет, имеющие образование не ниже 8 классов,
годные по состоянию здоровья, что должно быть подтверждено результатами
медицинского освидетельствования.
В
соответствии
со
ст.
104
ТК
РФ
допускается
введение
суммированного учета рабочего времени с учетным периодом три месяца. В
случае, если по причинам сезонного и (или) технологического характера,
установленная продолжительность рабочего времени не может быть
соблюдена в течение учетного периода продолжительностью три месяца,
отраслевым (межотраслевым) соглашением и коллективным договором
может быть предусмотрено увеличение учетного периода для учета рабочего
времени таких работников, но не более чем до одного года. При этом
82
продолжительность рабочего времени за учетный период не может
превышать нормального числа рабочих часов.
При проведении работ в зимнее, то согласно ст 109 ТК РФ крановщик
имеет право на перерывы на обогрев, которые входят в рабочее время.
Согласно ст.117 ТК РФ крановщику предоставляется ежегодный
дополнительный оплачиваемый отпуск в силу условий труда, минимальная
продолжительность которого составляет 7 календарных дней.
Согласно ст. 329 ТК РФ работникам, труд которых непосредственно
связан с управлением транспортными средствами или управлением
движением
транспортных
совместительству,
средств,
непосредственно
не
разрешается
связанная
с
работа
по
управлением
транспортными средствами или управлением движением транспортных
средств.
4.2. Организационные мероприятия при компоновке рабочей зоны
Для подъема на рабочее место машиниста на экскаваторе должна быть
установлена безопасная лестница с высотой перил от поверхности ступени
850-950 мм.
Дверной проем должен иметь высоту не менее 1900 мм, ширину не
менее 650 мм (для исполнения ХЛ - не менее 750 мм) с учетом уплотнения.
Запорное устройство и уплотнение должны обеспечивать герметичность и
безотказное открывание и закрывание двери.
Кресло должно создавать условия для поддержания корпуса человека в
физиологически
рациональном
положении,
в
том
числе
за
счет
профилирования спинки и сиденья, а также обеспечивать условия для
отдыха.
Кресло должно иметь следующие основные размеры, мм:
ширина поверхности сиденья, не менее
глубина поверхности сиденья
высота спинки, не менее
400
400-420
500
83
ширина опорной поверхности спинки, не менее
регулируемая высота поверхности сиденья от уровня
установки ног
горизонтальное (продольное) регулирование, не менее
высота подлокотников, мм
ширина подлокотников, не менее, мм
длина подлокотников, мм
400
360-450
100
200-240
50
250-300
Кроме того кабина крановщика должна быть оборудована средствами
или устройствами:
1) для предотвращения запотевания и обмерзания стекол при
температуре наружного воздуха до минус 40 °С, по требованию заказчика для
исполнения ХЛ по ГОСТ 15150 - до минус 55 °С;
2) для защиты глаз машиниста от прямых солнечных лучей
(солнцезащитные козырьки, тонированные стекла и др.);
3) для очистки наружной поверхности лобового стекла от загрязнения
и атмосферных осадков, обеспечивающими рациональные зоны очистки;
4) для установления, регулирования и поддержания комфортных
микроклиматических условий;
5) для аварийного покидания кабины.
Остекление кабины должно быть устойчивым к механическому
воздействию по ГОСТ 5727. Окна должны иметь форточки или частично
открываться. Стекла по периметру должны иметь вибродемпфирующую
прокладку.
84
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В данной работе был рассмотрен и рассчитан частотно–регулируемый
электропривод механизма передвижения крана КМ20/5. На основе анализа
требований,
предъявляемых
к
электроприводу,
выбран
крановый
электродвигатель, предназначенный для частотного регулирования, и
преобразователь частоты, обеспечивающий требуемый набор функций
управления. В качестве способа управления выбрано скалярное управление.
В
ходе
работы
рассчитаны
и
построены
электромеханические
и
механические характеристики электропривода и нагрузки, на основании
которых была проведена проверка правильности выбора двигателя и
преобразователя.
Путем имитационного моделирования исследованы все основные
режимы работы: пуск на минимальную и максимальную скорость, сброс и
наброс нагрузки, останов. Также было произведено исследование работы
электропривода с ограничением тока. Оно показало, что электропривод
работоспособен при перегрузках. Таким образом, на основании полученных
результатов проектирования можно сделать вывод, что спроектированный
электропривод полностью отвечает условиям технического задания.
85
СONCLUSION
In this paper, the frequency-controlled electric drive of the movement
mechanism for the crane KM20 / 5 was considered and calculated. Based on the
analysis of the requirements for the electric drive, a crane motor intended for
frequency regulation has been selected and a frequency converter providing the
required set of control functions. As a control method, scalar control is chosen. In
the course of work, the electromechanical and mechanical characteristics of the
electric drive and the load were calculated and constructed, on the basis of which
the correctness of the choice of the motor and the converter was checked.
By simulation all the main operating modes are investigated: start-up to
minimum and maximum speed, reset and load draft, stop. A study was also made
of the operation of an electric drive with current limitation. It showed that the
electric drive is functional at overloads. Thus, based on the obtained design results,
it can be concluded that the designed electric drive fully meets the conditions of
the technical assignment.
86
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Ласточкин В.М., Машин А. Е. Реализация энергосберегающих
технологий в крановых электроприводах // Поъемно-транспортное
оборудование.
2 Макаров А. А. Двигатели новой серии для частотно–
регулируемого электропривода кранов // Электричество. – 2005. – №5.
3 Чернышев А. Ю., Чернышев И. А. Расчет характеристик
электроприводов
переменного
тока.
Ч.
1.
Асинхронный
электродвигатель: Учебное пособие. – Томск: Изд–во ТПУ, 2005. – 136
с.
4 Удут Л.О, Мальцева О.П. Кояин Н.В. Проектирование и
исследование
автоматизированных
электроприводов.
Ч
6.
Механическая система электропривода. – издание 2–е переработанное
и дополненное – Томск: Изд–во ТПУ, 2007. – 148 с
5 Удут Л.О, Мальцева О.П. Кояин Н.В. Системы управления
электроприводов: Учебное пособие. – Томск: Изд–во ТПУ, 2007. – 152
с.
6
Проектирование и исследование автоматизированных
электроприводов.
Ч.
4
многоконтурных
систем
Теория
управления
оптимизации
непрерывных
электроприводов:
учебное
пособие / Л.С. Удут, О.П. Мальцева, Н.В. Кояин. – Томск: Издательство
Томского политехнического университета, 2007. – 164 с.
7 Системы управления электроприводов: учебное пособие / О.П.
Мальцева, Л.С. Удут, Н.В. Кояин. – Томск: Издательство Томского
политехнического университета, 2007. – 152 с.
8 Ласточкин В.М., Шамрай Ф.А. Методика по силовому расчету
частотно–регулируемых электроприводов крановых механизмов. –
техническая коллекция Schneider Electric, 2007 г., 19 с.
87
9. Алиев И. И. Электротехнический справочник. – М.: ИП
РадиоСофт, 2000. – 384 с.
ГОСТ 12.2.130-91 Система стандартов безопасности труда
10.
(ССБТ). Экскаваторы одноковшовые. Общие требования безопасности и
эргономики к рабочему месту машиниста и методы их контроля
ГОСТ 12.0.003-2015 Опасные и вредные производственные
11
факторы. Классификация
ГОСТ 21753-76 Система "человек-машина". Рычаги управления.
12
Общие эргономические требования (с Изменением N 1)
ГОСТ 12.2.049-80 Система стандартов безопасности труда
13
(ССБТ).
Оборудование
производственное.
Общие
эргономические
требования
14
ГОСТ 5727-88 Стекло безопасное для наземного транспорта.
Общие технические условия (с Изменениями N 1, 2, 3)
15
ГОСТ 12.1.005-88ОБЩИЕ САНИТАРНО-ГИГИЕНИЧЕСКИЕ
ТРЕБОВАНИЯ К ВОЗДУХУ РАБОЧЕЙ ЗОНЫ
16
ГОСТ 12.1.003-83ШУМ. Общие требования безопасности
17
ГОСТ 12.1.012-90 ВИБРАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ. Общие
требования
18
ГОСТ 12.1.046-85СТРОИТЕЛЬСТВО. НОРМЫ ОСВЕЩЕНИЯ
СТРОИТЕЛЬНЫХ ПЛОЩАДОК
88
