Модернизация электропривода грузовой лебедки ЛТ.АРЗ-8,0-1-50-0,32-0,55

Содержание

Введение

Глава 1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩЕГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ГРУЗОВОЙ ЛЕБЕДКИ

1.1. Назначение и технические характеристики лебедки. Схема существующего электропривода

1.2. Анализ недостатков действующей системы (низкий КПД, большой пусковой ток, отсутствие плавного регулирования скорости, высокие динамические нагрузки на механическую часть, неудовлетворительные массогабаритные показатели).

1.3. Анализ режимов работы (график нагрузки, продолжительность включения ПВ%)

Глава 2. МОДЕРНИЗАЦИЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА ГРУЗОВОЙ ЛЕБЕДКИ

2.1. Выбор асинхронного электродвигателя (мощность, исполнение, степень защиты).

2.2. Выбор частотного преобразователя (мощность, класс напряжения, функции безопасности).

2.3. Выбор аппаратуры управления и защиты (автоматические выключатели, контакторы, тормозные электромагниты, датчики положения и скорости.

2.4. Комплектация шкафа управления.

2.5. Принципиальная электрическая схема до модернизации и после модернизации.

2.6. Сравнительный анализ до модернизации и после модернизации по ключевым показателям (КПД, энергопотребление, точность остановки)

2.7. Анализ динамических нагрузок на механическую передачу после модернизации.

2.8. Расчет капитальных затрат на модернизацию

2.9. Расчет годовой экономии электроэнергии

2.10. Определение срока окупаемости проекта

2.11. Дополнительные экономические эффекты (снижение затрат на ремонт, увеличение срока службы оборудования)

Глава 3. ОХРАНА ТРУДА

3.1. Требования промышленной безопасности и охраны труда при эксплуатации электропривода грузовой лебедки.

Заключение

Список использованной литературы

КУРСОВАЯ РАБОТА

Модернизация электропривода грузовой лебедки ЛТ.АРЗ-8,0-1-50-0,32-0,55

ВВЕДЕНИЕ

Современная российская промышленность предъявляет высокие требования к эффективности и надежности электроприводов грузоподъемных механизмов. Грузовые лебедки эксплуатируются в различных отраслях: на производственных предприятиях, в строительстве, на складских комплексах и транспортных терминалах. Действующий парк лебедочного оборудования в значительной степени представлен установками с устаревшими системами управления электроприводом, характеризующимися низкой энергоэффективностью, отсутствием плавного регулирования скорости и высокими динамическими нагрузками на механическую часть. Актуальность модернизации таких электроприводов обусловлена требованиями федерального закона №261-ФЗ «Об энергосбережении и о повышении энергетической эффективности», а также технической политикой российских промышленных компаний, направленной на снижение эксплуатационных издержек и повышение надежности оборудования.

Грузовая лебедка ЛТ.АРЗ-8,0-1-50-0,32-0,55 представляет собой типовое электромеханическое устройство, оснащенное электродвигателем переменного тока с релейно-контакторной системой управления. Такая схема не обеспечивает плавного пуска, что приводит к значительным пусковым токам, превышающим номинальные значения в 5-7 раз, а также к ударным механическим нагрузкам на редуктор и канатно-блочную систему. Данные факторы снижают срок службы оборудования, увеличивают затраты на техническое обслуживание и ремонт, а также создают риски аварийных ситуаций.

Степень разработанности проблемы модернизации электроприводов грузоподъемных механизмов достаточно высока в отечественной технической литературе. Вопросы применения частотно-регулируемого привода рассматриваются в трудах российских ученых и специалистов энергомашиностроительных предприятий. Исследования АО «ВНИИР», НИУ «МЭИ», АО «Привод» и других профильных организаций подтверждают высокую эффективность внедрения преобразователей частоты для управления асинхронными двигателями грузоподъемных механизмов.

Цель курсовой работы – разработка технического решения по модернизации электропривода грузовой лебедки ЛТ.АРЗ-8,0-1-50-0,32-0,55 с заменой релейно-контакторной системы управления на частотно-регулируемый привод.

Задачи курсовой работы:

• провести анализ существующего электропривода грузовой лебедки и выявить недостатки действующей системы;
• выполнить выбор асинхронного электродвигателя и частотного преобразователя для модернизированной системы;
• разработать принципиальную электрическую схему модернизированного электропривода и выполнить комплектацию шкафа управления;
• провести сравнительный анализ показателей электропривода до и после модернизации;
• выполнить технико-экономическое обоснование проекта модернизации.

Объект исследования – электропривод грузовой лебедки ЛТ.АРЗ-8,0-1-50-0,32-0,55.

Предмет исследования – технические параметры и эксплуатационные характеристики электропривода грузовой лебедки.

Методологическая база исследования включает теоретические основы электропривода переменного тока, методики расчета параметров асинхронных двигателей и систем частотного регулирования, нормативно-техническую базу: ПУЭ 7-е издание, ГОСТ Р 52776-2007, ГОСТ IEC 60034-1-2014, а также технические регламенты эксплуатации грузоподъемных механизмов.

Научная новизна работы заключается в комплексном подходе к модернизации электропривода конкретной модели лебедки с учетом реальных условий эксплуатации и технико-экономических критериев эффективности.

Теоретическая значимость состоит в систематизации методов анализа и расчета параметров модернизируемых электроприводов грузоподъемных механизмов. Практическая значимость заключается в разработке готового технического решения, применимого для аналогичных грузовых лебедок, эксплуатируемых на промышленных предприятиях.

Структура работы: курсовая работа состоит из введения, двух глав основной части, заключения и списка использованной литературы.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩЕГО ЭЛЕКТРОПРИВОДА ГРУЗОВОЙ ЛЕБЕДКИ

1.1. Назначение и технические характеристики лебедки. Схема существующего электропривода

Грузовая лебедка ЛТ.АРЗ-8,0-1-50-0,32-0,55 предназначена для подъема и перемещения грузов в условиях промышленных предприятий, складов и строительных площадок. Данный тип лебедки применяется для выполнения технологических операций, связанных с вертикальным и горизонтальным перемещением грузов массой до 8 тонн на высоту до 50 метров. Конструктивно лебедка представляет собой электромеханическое устройство, состоящее из барабана для намотки каната, редуктора, тормозного механизма и электродвигателя. Надежность работы лебедки в значительной степени определяется параметрами электропривода и системы управления.

Технические характеристики лебедки ЛТ.АРЗ-8,0-1-50-0,32-0,55 определяются обозначением модели. Грузоподъемность составляет 8 тонн, высота подъема – 50 метров, скорость подъема груза при номинальной нагрузке – 0,32 м/с, мощность электродвигателя – 0,55 кВт. Режим работы лебедки – повторно-кратковременный с продолжительностью включения ПВ = 25-40%, что соответствует типовым условиям эксплуатации грузоподъемных механизмов на производственных объектах. Питание электропривода осуществляется от трехфазной сети переменного тока напряжением 380 В частотой 50 Гц [1, c. 34].

Существующая схема электропривода лебедки построена на основе асинхронного короткозамкнутого электродвигателя серии АИР с релейно-контакторной системой управления. Пуск двигателя осуществляется прямым подключением обмоток статора к сети через магнитный пускатель. Управление направлением вращения двигателя и, соответственно, направлением движения груза (подъем или спуск) реализуется реверсивной схемой с двумя контакторами. Торможение электропривода обеспечивается механическим колодочным тормозом, включаемым электромагнитом при снятии напряжения с обмоток двигателя. Защита электродвигателя от токов кор

…