Электрооборудование вращающегося распределителя шихты доменной печи Система ТП-Д

Департамент образования Вологодской области

БОУ СПО «Череповецкий металлургический колледж»

 

Специальность 140613

«Техническая эксплуатация и обслуживание

 электрического и электромеханического

оборудования »

 

Курсовой проект

Электрооборудование вращающегося распределителя шихты доменной печи Система ТП-Д

Пояснительная записка

КП . 140613.00.00.00.07.ПЗ

 

 

 

 

Руководитель проекта: Степанов Е.М.

преподаватель спец. дисциплины

(Подпись)_______________________

Проект разработал :Король Е.Д.

студент группы 3-ТЭ2

(Подпись)_______________________

 

 

2013

Департамент образования Вологодской области

БОУ СПО «Череповецкий металлургический колледж»

ЗАДАНИЕ

По курсовому проекту

По дисциплине: «Электрическое и электромеханическое оборудование»

Фамилия студента:  Король Егор

Курс, специальность: Курс: 3, специальность: 140613 «Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования»

Тема: Электрооборудование вращающегося распределителя шихты доменной печи Система ТП-Д

Исходные данные:

m – вращающаяся масса: 5000 (кг)

µ - коэф. трения в роликах, на которых вращается распределитель: 0,2

Rзк – радиус зубчатого колеса: 1,21 (м)

Φ - угол поворота: 60*3,14 (рад)

t – время поворота на заданный угол: 5*180 (с)

ηпер – КПД передачи, зависящий от загрузки механизма: 0,79

i – передаточное число кинематической цепи: 465

Требуется представить: Пояснительную записку, графическую часть.

Графические работы: Кинематическая схема, схема управления.

Рекомендуемая литература:

1. Правила устройства электроустановок / Минэнерго СССР-

6-е изд., перераб. и доп. - М.:Энергоатомиздат,1987.-648 с.

2. Справочник по проектированию электрических сетей и электрооборудования/под ред. Ю.Г.Барыбына.-М.:

Энергоатомиздат,1991.-464с.

3.  Проектирование промышленных электрических сетей/В.И.Крупович,

А.А.Ермилов,В.С.Иванов,Ю.В.Крупович.-2-е изд.перераб. и доп. М.:Энергия,1979.-328 с.

4.  Коммутационная и защитная аппаратура электрических сетей напряжением до 1000В:практ.пособие/А.И.Агеев.-Иваново:Иван.гос.энерг.ун-т.,1998.-64с

Задание выдано ______ ________________________________________

Срок окончания и сдачи_______________________________________

Руководитель: Степанов Е.М.

Председатель предметной комиссии: Песоцкая А.А.

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

1. Введение
1. История электрического привода      4 
2. История развития металлургии      6
2. Общая часть
1. Описание технологического процесса доменного цеха  8
2. Описание работы механизма. Кинематическая схема  9
3. Специальная часть
1. Обоснование и выбор рода тока      11
2. Расчет и построение скоростной нагрузочной диаграмм  13
3. Расчет мощности и выбор типа электродвигателя   15
4. Расчет контуров регулирования      17
5. Расчет и выбор аппаратуры управления     29
6. Обоснование и выбор программируемого контроллера  29
7. Описание работы программируемого контроллера   31
8. Описание работы принципиальной схемы    33
9. Расчет и выбор кабельной продукции     35
10. Спецификация оборудования      37

11. Описание мероприятий по технике безопасности при обслуживании и ремонте электропривода             38

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Введение:

1.1 История электрического привода

Начиная с опытов Ампера, стала известна возможность превращения электрической энергии в механическую. Первый такой промышленной установкой был двигатель Б.С.Якоби. С этого времени начинаются работы по применению электричества и электрических двигателей, как источников механической энергии, т.е. в качестве электропривода.  

 На первых этапах  электрический привод был по  преимуществу групповым, т.е. имелся  один двигатель, приводивший в  движение группу механизмов через  разветвленную систему механических передач, сцепных муфт и т.п. При групповом электроприводе общий двигатель вращался с постоянной скоростью, а потребное для той или иной машины регулирование скорости достигалось с помощью коробок передач, наборов шкивов в ременных передачах и других механических устройств.  

 В дальнейшем стало  ясно, что более просто и экономично  передавать к каждой машине  не механическую, а электрическую  энергию, т.е. снабдить каждую машину  или механизм индивидуальным  двигателем; стали возникать и распространяться многодвигательные машины и агрегаты, в которых каждый привод выполняет свои специфические функции, приводя в движение определенную часть машины. Поскольку эти части используются в едином технологическом процессе (приводы подъема ковша и напора в одноковшовом экскаваторе, приводы перемещения рабочего органа по различным координатным осям в металлообрабатывающих станках, приводы в бумажных машинах, станах непрерывной прокатки и т.п.), то возникает понятие «взаимосвязанных электроприводов» и соответствующие теоретические положения для этих электроприводов.

  

 Первую попытку применения  электрических двигателей для  рельсового транспорта сделал  Ф.А.Пироцкий. Электрические трамваи  в Европе появились в 1881 г., а в России в 1892 г. в Киеве между Подолом и Крещатиком (1,5 км). В Петербурге, несмотря на сопротивление конкурентов – владельцев конки, фирма инженера М.М.Подобедова построила первые линии в 1895–1902 гг. Линии прокладывались зимой по льду Невы, так как владельцы конки имели право организации транспорта на всех улицах города. В 1902 г. линии конок перешли в руки городских властей и началось создание единой трамвайной сети. В 1907 г. в Петербурге началось регулярное движение трамваев. Первая линия была проложена от Адмиралтейской площади на Васильевский остров. Вагоновожатым первого вагона при открытии линии 16 сентября 1902 г. был инженер Г.О.Графтио. В 1904 г. в Москве конное движение было заменено трамвайным, а к 1914 г. в Москве было уже 129 км трамвайных линий.

В1890 г. переведен на электрическую тягу Лондонский метрополитен. Начинаются попытки электрификации сначала пригородных, а затем и магистральных железных дорог. Для питания тяговых сетей применялись мотор-генераторные установки; широкое применение получили также одноякорные преобразователи, которые затем были вытеснены статическими выпрямителями: сначала ртутными, а затем полупроводниковыми.   

 В 1903–1904 гг. появилась теплоэлектрическая тяга для привода нефтеналивных барж «Вандал» и «Сармат», построенных Сормовским заводом.   

 В начале ХХ века в области применения регулируемых электроприводов постоянного тока начинает применяться электропривод с управляемым преобразователем переменного тока в постоянный. На первых порах этот преобразователь был электромеханическим: первичный двигатель переменного тока (трехфазный асинхронный или синхронный) вращал генератор постоянного тока. Вместе обе машины представляли собою преобразовательный агрегат (умформер). Системе присваивается название системы Леонарда или Вард-Леонарда по имени американского инженера, имевшего имя WardLeonard. Эта система по своим регулировочным качествам и до сих пор является одной из лучших, благодаря чему такие электроприводы применяются до настоящего времени. В нашей технической литературе эта система получила название системы «генератор-двигатель» или сокращенно Г-Д. 

Увеличение нагрузки в приводах системы Г-Д в ряде случаев создавало недопустимые перегрузки первичного двигателя. Для сглаживания нагрузки первичного двигателя на валу преобразовательного агрегата устанавливался маховик (система Леонарда – Ильгнера). В настоящее время такие электроприводы не применяются, так как мощность сетей обеспечивает значительные перегрузки; к тому же для снижения пиковых нагрузок можно использовать соответствующие законы регулирования скорости (например, изменение скорости при разгоне по параболическому закону).  

 Наличие в электроприводе  преобразовательного агрегата усложняет  установку, делает ее дороже. Промежуточные  преобразования энергии сопровождаются  потерями, что приводит к снижению КПД установки. Поэтому желание использовать регулируемые электроприводы переменного тока всегда было одной из тенденций развития электропривода. Возможность реостатного регулирования скорости асинхронных фазных двигателей была показана еще М.О.Доливо-Добровольским, и этот способ применяется до сих пор, хотя имеет очень низкую экономичность.   

 В 1893 г. Делендер предложил регулирование скорости трехфазных машин за счет изменения числа пар полюсов, что дает только ступенчатое регулирование скорости.  

 В 1904 г. Кремер создал каскадную схему управления асинхронным фазным двигателем с применением машины постоянного тока и одноякорного преобразователя, что давало возможность регулирования скорости вниз примерно до 40 % от синхронной. В 1905 г. Шербиус дополнил этот каскад двумя разновидностями: каскадом с коллекторной машиной (машина Шербиуса) и каскадом с вынесенным преобразователем. Каскад Кремера и каскад Шербиуса с вынесенным преобразователем применяются и сейчас, однако, коллекторные одноякорные  преобразователи  в  них  заменены полупроводниковыми выпрямителями. Каскадные схемы по ряду показателей   уступали  электроприводу   по   системе   Г-Д.  Поэтому длительное  время  практика применения  электропривода  была следующей:

• для механизмов, не требующих регулирования скорости, или там, где регулирование достигалось без изменения скорости двигателя (вариаторы, коробки передач, гидровставки и др.), применялись двигатели переменного тока: асинхронные короткозамкнутые, асинхронные с фазным ротором в случаях, когда надо повысить плавность пуска или ограничить пусковой ток, а также синхронные двигатели для механизмов с редкими пусками;
• для механизмов, требующих регулирования скорости в широком диапазоне с высокой плавностью и требованиями к показателям качества регулирования (быстродействие, перерегулирование, статизм), применялась система Г-Д;  
• в  случаях,  когда  высокое  качество  не требовалось или допускалось  ступенчатое регулирование, применялось реостатное регулирование  асинхронных  фазных  двигателей  или переключение  числа  пар  полюсов  у  асинхронных короткозамкнутых двигателей;

• область применения каскадов – в основном для регулируемых электроприводов турбомеханизмов (центробежные насосы и вентиляторы, осевые вентиляторы, турбокомпрессоры).

 

2. История развития металлургии

Металлургическая индустрия начала развиваться в древности, приблизительно в VI тысячелетии до н.э. Тогда же человечеству уже были известны серебро и золото, медь и железо. Посетив форум металлургов, можно отыскать нужные материалы о разных металлах, а эта статья говорит о развитии металлургии.

Золото добывали из россыпей в виде песка и самородков методом промывки. А добыча серебра производилась из галенита. Умение очищать золото от примесей появилось еще до н. э. В 13 - 14 столетиях ученые выяснили влияние азотной кислоты на разделение золота и серебра и начали применять этот способ.

Изначально обработку меди и железа создавали в холодном состоянии. Ясно, что такая обработка была совсем трудоемкой и тяжелой. Потом, с развитием ковки бронзовые изделия взяли более широкое распространение.

Массовое производство меди началось в девятнадцатом веке с изобретением конвертирования штейна.

Во 2 - ом тысячелетии до н. э. была обширно распространена латунь (слав меди с оловом). Превосходившая по качеству медь, она была устойчива к коррозии, имела громадную твердость. Эта эра и взяла название "Бронзовый век".

Энергично развивалась металлоторговля. Современная металлургия получает олово переработкой руды по не простым комплексным схемам.

Спустя какое - то время люди научились получать из руды железо. Сперва применяли сыродутные горны. Это было малопроизводительно, исходя из этого мастера работали над усовершенствованием процесса.

Так появился новый способ: обогащение железа углеродом с последующей закалкой.

Вот так получилась сталь. В 1 - ом тысячелетии до н.э. в Европе и Азии железо было наиболее распространенным материалом.

Неспешно улучшались процессы и совершенствовалось оборудование. В середине 14 века появились доменные печи. Усовершенствование этих печей стало причиной более эргономичному получению чугуна.

В восемнадцатом веке в Англии появляется тигельная плавка, уже давно узнаваемая на Востоке.

Это был самый первый метод производства литой стали. Тем временем быстро происходило развитие процессов, связанных с получением чугуна: бессемеровский, мартеновский и томасовский процессы совершили практически революцию в металлургии.

В течение 19 - 20 столетий происходило не менее бурное усовершенствование процессов производства стали методом разработки нового оборудования, улучшения технологий и автоматизации производства. Благодаря электропечам стали производить более качественную легированную сталь, а в дуговых вакуумных и плазменных печах - применять переплавку стали.

Современный мир не может обходиться без металлов. Металлопрокат используются в строительных работах, транспорте, разных устройствах, сельском хозяйстве, медицине и т.д. Металлургия семимильными шагами движется вперед, используя инновационные способы и технологии.