Русский   English
ДонНТУ   Портал магістрів

Реферат за темою випускної роботи

Зміст

1. Вступ

Робота підйомної установки характеризується циклічністю, тобто поруч змінюваних циклів, наступних один за одним. У свою чергу кожен цикл можна розбити на чотири основні періоди: розгін, рівномірний рух, уповільнення до повної зупинки і пауза. Таким чином, щоб забезпечити необхідну продуктивність рудничного підйому, кожен цикл повинен укладатися в певний, попередньо заданий час. Для цього необхідно витримувати розрахункові значення прискорення і уповільнення, максимальної швидкості і тривалості паузи, тобто витримувати прийняту діаграму швидкості. При здійсненні підйомних операцій швидкість підйомного двигуна повинна змінюватися за певним законом, що характеризується діаграмою швидкості (рис.1.1). На рис.1.1 показані t1- час розгону, t2 - час руху з рівномірною швидкістю, t3 - час уповільнення, tп - тривалість паузи. Забезпечити точність її відпрацювання можна за допомогою автоматизованих систем керування електроприводом.

Рисунок 1.1 - Діаграма швидкості шахтної підйомної установки

Для цього потрібно забезпечити надійне функціонування електроприводу. До електроприводу пред'являються дуже високі вимоги, одним з пунктів яких є контроль справності окремих елементів електрообладнання і захист від порушень нормального режиму роботи електроприводу підйому відповідно до вимог ПБ і технологічними вимогами, які наводяться в / 14 /.

Зрослі в зв'язку з цим вимоги до пристроїв захисту вдається задовольнити не тільки за рахунок ускладнення апаратури, а й за рахунок розширення їх функціональних можливостей. На рис.1.2 наведено класифікацію захистів шахтної підйомної установки (ШПУ). З неї випливає, що крім пристроїв, специфічних для ШПУ і систем запобіжного гальмування, пристрої захисту електроприводу є одним із перших місць. Дуже важлива роль в системі захисту відводиться і системі теплового контролю.

Рисунок 1.2 - Класифікація захистів шахтної підйомної установки

Характерними режимами, при яких найбільш часто спостерігається вихід з ладу електродвигунів, є: зависання підйомних посудин, їх перевантаження, а також режими тривалого пуску. При цьому різко зростає струм, а, отже, і температура

Крім цього аналіз режимів роботи електроприводу шахтних скіпових підйомів показує, що вони близькі до режимам, класифікованих по ГОСТ 183-74 як S2 ... S5 (короткочасні і повторно-короткочасні). Робота асинхронних двигунів (АД) в короткочасних режимах роботи S2 ... S5 пов'язана з низкою особливостей, що мають важливе практичне значення.

2. Мета работи

Електронна система діагностики електроприводу шахтного скіпового підйому призначена для діагностики електродвигуна типу АКЗ, контролю технологічних параметрів, сигналізації, захисту від аварійних ситуацій і є подальшим розвитком існуючої системи теплового контролю.

Система повинна забезпечувати:

- централізований збір інформації;

- обробку та накопичення інформації про стан електродвигуна;

- надання інформації оперативному виробничому персоналу;

- сигналізацію відхилень контрольованих параметрів за задані граничні значення;

- модернізація існуючих систем діагностики електродвигуна;

- підвищення стійкості системи автоматизації;

- підвищення надійності управління, захисту і регулювання параметрів;

- прискорення пошуку при виникненні аварійних ситуацій для їх усунення;

3. Об'єкт автоматизації та його особливості

Згідно ГОСТ 183-74 короткочасний режим S2 означає роботу електричної машини з незмінним навантаженням тривалістю 10, 30, 60 або 90 хвилин (якщо в стандартах або технічних умовах не встановлена ??інша) / 15 /. У каталогах, як правило, вказуються номінальні потужності при тривалості роботи 30 і 60 хв. Далі слід тривала пауза, за яку температура активних частин машини повинна знизитися практично до початкового рівня. У цьому режимі в межах активної зони АТ температура постійно змінюється в часі. Має місце два перехідних процесу: нагрів (під навантаженням) і охолодження (при нерухомому роторі). Кількість теплоти, що виділяється в активних частинах електричної машини, дорівнює сумі акумулюється теплової енергії в елементах конструкції і відводиться в навколишнє середовище. При цьому максимальна температура в обмотках не повинна перевищувати гранично допустиму для відповідного класу ізоляції. З цього випливає, що при меншій тривалості включення навантаження електричної машини може бути вище, а теплової перехідний процес буде протікати більш інтенсивно і мають місце більш високі градієнти температури. У каталогах машин, що працюють в короткочасних режимах роботи, вказують номінальні параметри для відповідної тривалості включення, при яких температура обмоток не перевищить допустиму в найбільш нагрітої частини ізоляції обмоток.

На збільшення струму, а, отже, і температури впливає цілий ряд факторів: навантаження на двигун, частота обертання, зміна напруги мережі, пошкодження обмоток і т.д. Дамо їх короткий аналіз.

Відомо, що при збільшенні навантаження знижується частота обертання. Як буде показано нижче, в цьому випадку дуже важливим показником є коефіцієнт тепловіддачі (КТО). Однією з його складових є швидкість, що впливає на умови охлажднія вузлів / 20 /.

Зниження напруги на 10% призводить до незначного зростання (в межах 3-9%) температур у вузлах. Однак подальше зменшення напруги призводить до більшого збільшення температур (особливо в роторі і температури внутрішнього повітря) на 23-28%. Що призводить до перерозподілу поля температур АТ. Так при номінальному режимі найбільш нагрітої частиною АТ є лобова частина обмотки статора. При зниженні напруги на 20% найбільш нагрітої частиною двигуна стає пазовая частина обмотки ротора. Температура статора при цьому в середньому зростає на 14%, а температура ротора - на 25-26% / 21 /.

Обрив однієї з паралельних гілок викликає не симетрію струмів і призводить до нерівномірного розподілу температур у вузлах статорних обмоток і підвищеним температурним навантаженням. Найбільш нагрітої частиною є лобова частина неушкодженою гілки обмотки статора тієї фази, в якій стався, обрив однієї з гілок. При роботі двигуна з обірваної паралельної гілкою обмотки статора. Частота обертання при цьому змінюється незначно. Щоб уникнути його перегріву необхідно знижувати навантаження двигуна. За допомогою щитових приладів виявити таку несправність важко / 22 /.

На підставі результатів вивчення режимів роботи двигунів, а також в результаті аналізу роботи застосовуваних засобів захисту електродвигунів, зроблено висновок про необхідність комплексного підходу до вирішення поставленого завдання, тобто поряд з розробкою пристрою власне захисту електродвигунів, необхідно постійно контролювати і прогнозувати основну причину пошкодження двигунів - тепловий стан ізоляції обмоток двигуна і пов'язаний з цим термін її служби, швидкість зміни температури, частоту обертання, напруга.

Для побудови систем теплового контролю необхідно:

Розробити методику прогнозування залишкового терміну служби ізоляції електродвигунів.

Проаналізувати різні методи розрахунку температури і вибрати найбільш прийнятний для вирішення поставленого завдання.

Розробити теплову схему заміщення двигуна і її математичний опис.

Виконати розрахунок всіх величин для сталих і динамічних режимів, що входять в математичний опис.

Розробити алгоритм рішення поставленої задачі і виконати його програмну реалізацію.

Висновки

В результаті виконаної роботи підвищений рівень автоматизації та надійності приводу підйомної машини.

На момент написання даного реферату магістерська робота ще не завершена. Остаточне завершення: червень 2019 року. Повний текст роботи і матеріали по темі можуть бути отримані у автора або його керівника після зазначеної дати.

Список джерел

  1. А.с. 197734 СССР, МКИ3 НО2 Н7/0852. Тепловой аналог электродвигателя / М.З. Дудник, В.Е. Михайлов, В.Г. Паркесов, Н.Н. Соломченко (СССР).- 2959370/24-07; Заявлено 18.07.80; Опубликовано 15.06.82. Бюл. № 22.
  2. А.с. 936187 СССР, МКИ3 НО2 Н7/085. Тепловой аналог электродвигателя / М.З. Дудник, В.Е. Михайлов, В.Г. Паркесов, Н.Н. Соломченко (СССР).- 2959370/24-07; Заявлено 18.07.80; Опубликовано 15.06.82. Бюл. № 22.
  3. A.с. 1001294 СССР, МКИ3 НО2 Н7/085 Тепловой аналог электродвигателя / М.З. Дудник, М.М. Федоров, В.Е. Михайлов, В.П. Мариночкин (СССР).- 3323239/24-07; Заявлено 22.07.81. Опубликовано 28.02.83. Бюл. № 8.
  4. A.с. 1089692 СССР, МКИ3 НО2 Н7/08 Устройство для тепловой защиты электродвигателя / М.З. Дудник, М.М. Федоров, В.Е. Михайлов, В.П. Мариночкин (СССР).- 3559202-07; Заявлено 28.02.83. Опубликовано 30.04.84. Бюл. № 12.
  5. A.с. 108328 СССР, МКИ3 НО2 Н7/08 Устройство для тепловой защиты электродвигателя / П.П. Кузьмин, П.Н. Новиков, В.А. Шамшин (СССР).- Опубликовано 28.05.84. Бюл. № 12/
  6. Богуславский П.С. Позисторы - свойства и применение. // Электротехника, 1967.- №5.- с. 14-15
  7. Борисенко А.И., Данько В.Г., Яковлев А.И. Аэродинамика и теплопередача в электрических машинах.- М.: Энергия, 1974.- 560с.
  8. Кашпар Ф. Термобиметаллы в электротехнике.- М.: Госэнергоиздат, 1961.- 448 с.
  9. Котеленец Н.Ф., Кузнецов Н.Л. Испытания и надежность электрических машин. М.: Высш. шк., 1988.- 323 с.
  10. Линевег Ф. Измерение температур в технике. Справочник. Пер. с нем. М.: Металлургия, -1980.- 544 с.
  11. Минкин С.Б., Шашков А.Г. Позисторы.-М.: Энергия, 1973.- 89 с.
  12. Основы теорй цепей / Зевеке Г.В., Ионкин П.А., Нетушил А.В., Страхов С.В.- М.: Энергия, 1975.- 752 с.
  13. Панферов М.М., Цыбин А.А., Кузнецов Л.М. Тензорезисторные измерительные системы // Приборы и системы управления. 1985.-№9. С.17-21.
  14. Малиновский А.К. Автоматизированный электропривод машин и установок шахт и рудников: Учебник для вузов. – М.: Недра, 1987.- 277 с.
  15. Сипайлов Г.А., Санников Д.И., Жадан В.А. Тепловые, гидравлические и аэродинамические расчеты в электрических машинах.- М.: Высшая школа, 1989.- 240 с.
  16. Математические задачи теплопередачи в электрических машинах. / Счастливый Г.Г., Бандурин В.В., Остапенко С.Н.- Киев: Наукова думка, 1986.- 184 с.
  17. Шефтель И.Т. Терморезисторы / М.: Наука, 1973.- 415 с.
  18. Федоров М.М., Рак А.Н. К вопросу о прогнозировании остаточного срока службы изоляции электрических машин // Известия ВУЗов. Электромеханика. - 1997 - №1-2.- С. 6-8.
  19. Рак. О. Прогнозування залишкового терміну служби ізоляції обмоток електродвигунів // Вісник Державного університету “Львівська політехніка”. Проблеми економії енергії № 2. Львів: ДУ “Львівська політехніка”.-1999.- С.7376.
  20. Проектирование электрических машин: Учеб. Пособие для вузов/ И.П. Копылов, Ф.А. Горяинов, Б.К. Клоков и др. Под ред. И.П. Копылова.- М.: Энергия, 1980.- 496с., ил.
  21. Федоров М.М., Алексеев Е.Р. Тепловое состояние асинхронных двигателй при изменении напряжения сети / Збірник наукових праць ДонДТУ. Серія: ”Електротехніка і енергетика”, випуск 17: Донецьк: ДонДТУ, 2000.- С.82-86.
  22. Федоров М.М., Денник В.Ф. Тепловое состояние электродвигателей переменного тока при обрывах параллельных ветвей статорных обмоток / Збірник наукових праць ДонДТУ. Серія: ”Електротехніка і енергетика”, випуск 17: Донецьк: ДонДТУ, 2000.- С.87-91.
  23. Надежность электрооборудования угольных шахт / Б.Н. Ванеев, В.М. Гостищев, В.С. Дзюбан и др.; Под ред. А. И. Пархоменко. –М.: ОАО «Издательство «Недра», 1997. –302 с.: ил.
  24. Электротехнический справочник: в 3-х т. Т.2. Электротехнические изделия и устройства/ Под общ. ред. профессоров МЭИ (гл. ред. И.Н. Орлов) и др.- 7-е изд., испр. и доп.- М.: Энергоатоиздат, 1986.-712 с.: ил.
  25. Измерение электрических и неэлектрических величин: Учеб. Пособие для вузов./ Н.Н. Евтихеев, Я.А. Купершмидт, В.Ф. Папуловский, В.Н. Скугоров; Под общ. ред. Н.Н. Евтихеева.- м.: Энергоатомиздат. 1990.- 352с.: ил.