МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ ПО МДК 01.03 «Электрическое и электромеханическое оборудование» (Часть 2. Электрооборудование общепромышленных и грузоподъемных установок)

ММК-СМК-МРЛ-168.3-14	Департамент образования Ямало-Ненецкого автономного округа
	Государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования Ямало-Ненецкого автономного округа «Муравленковский многопрофильный колледж»
	Методические рекомендации
	по выполнению лабораторных работ (МДК.01.03 Электрическое и электромеханическое оборудование)

Т.Е. Гараева

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

ПО ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

ПО МДК 01.03

«Электрическое и электромеханическое оборудование»

(Часть 2. Электрооборудование общепромышленных и грузоподъемных установок)

Для студентов специальности

13.02.11. Техническая эксплуатация и обслуживание

электрического и электромеханического оборудования (по отраслям)

Муравленко 2014

Гараева Т.Е. Методические рекомендации по выполнению лабораторных работ по МДК 01.03 Электрическое и электромеханическое оборудование (Часть 2. Электрооборудование общепромышленных и грузоподъемных установок) для студентов специальности 13.02.11. Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям). – Муравленко: Муравленковский многопрофильный колледж, 2014. – 33 с.

Методические рекомендации рассмотрены, утверждены и рекомендованы к использованию на заседании предметной (цикловой) комиссии электротехнических дисциплин. Протокол № 13 от 16.04.2014 г.

Внутренние эксперты:

Юлбарисова Елена Ивановна, заведующий отделением ПРиС Государственного бюджетного образовательного учреждения среднего профессионального образования Ямало-Ненецкого автономного округа «Муравленковский многопрофильный колледж».

Яроцкая Алла Алексеевна, методист Государственного бюджетного образовательного учреждения среднего профессионального образования Ямало-Ненецкого автономного округа «Муравленковский многопрофильный колледж»

Внешний эксперт:

Куций Руслан Михайлович, главный энергетик филиала АО «Ямалкоммунэнерго», г. Муравленко

Методические указания для выполнения лабораторных работ являются частью Учебно-методического комплекса основной профессиональной образовательной программы специальности 13.02.11. (140448) Техническая эксплуатация и обслуживание электрического и электромеханического оборудования (по отраслям).

Методические указания по выполнению лабораторных работ адресованы студентам очной и заочной формы обучения и включают в себя: учебную цель; перечень образовательных результатов, заявленных во ФГОС СПО третьего поколения; задачи; обеспеченность занятия; краткие теоретические материалы по теме; вопросы для закрепления теоретического материала; задания для лабораторных работ студентов; инструкцию по их выполнению и список использованных источников.

ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

Уважаемый студент!

Методические указания по МДК 01.03 «Электрическое и электромеханическое оборудование» для выполнения лабораторных работ созданы Вам в помощь для работы на занятиях, подготовки к лабораторным работам.

Приступая к выполнению лабораторной работе, Вы должны внимательно прочитать цель и задачи занятия, ознакомиться с краткими теоретическими и учебно-методическими материалами по теме лабораторной работы, ответить на вопросы для закрепления теоретического материала.

Все задания к лабораторной работе Вы должны выполнять в соответствии с инструкцией, анализировать полученные в ходе занятия результаты по приведенной методике.

Отчет о лабораторной работе Вы должны выполнить по приведенному алгоритму в тетрадях для лабораторных работ.

Наличие положительной оценки по лабораторным работам необходимо для получения зачета по МДК 01.03 «Электрическое и электромеханическое оборудование», поэтому в случае отсутствия на занятии по любой причине или получения неудовлетворительной оценки за лабораторную работу Вы должны найти время для ее выполнения и пересдачи.

Внимание! Если в процессе подготовки к лабораторным работам или при решении задач у Вас возникают вопросы, разрешить которые самостоятельно не удается, необходимо обратиться к преподавателю для получения разъяснений или указаний в дни проведения дополнительных занятий. Время проведения дополнительных занятий можно узнать у преподавателя.

Желаем Вам успехов!!!

СОДЕРЖАНИЕ

Содержание	Стр.
Лабораторная работа №7. Изучение принципиальной схемы управления электроприводом насосной установки	5
Лабораторная работа №8. Изучение принципиальной схемы управления электроприводом компрессорной установки	9
Лабораторная работа №9. Изучение принципиальной схемы управления электроприводом вентиляционной установки	12
Лабораторная работа №10. Исследование работы схемы управления грузоподъемным механизмом	15
Лабораторная работа №11. Изучение схем контроллерного управления двигателями крановых механизмов	18
Лабораторная работа №12. Изучение схем контакторного управления двигателями крановых механизмов	22
Лабораторная работа №13. Изучение принципиальной электрической схемы управления электроприводом подвесной тележки	25
Лабораторная работа №14. Изучение принципиальной электрической схемы управления электроприводом наземной тележки	28
Список использованных источников	32

Лабораторная работа №7

Изучение принципиальной схемы управления

электроприводом насосной установки

Цель работы: изучить принцип действия и принципиальную схему управления электроприводом насосной установки.

Студент должен:

уметь: оценивать эффективность работы электрического и электромеханического оборудования; определять электроэнергетические параметры электротехнических устройств и систем;

знать: классификацию основного электрического и электромеханического оборудования отрасли; физические принципы работы, конструкцию, технические характеристики, области применения, правила и условия эксплуатации электрооборудования насосных установок;

иметь сформированные компетенции: принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность; осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития; работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями; брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), результат выполнения заданий.

Обеспеченность занятия:

Учебно-методическая литература:

1. Кудрин Б.И. Электрооборудование промышленности [Текст]: учебник для студ. высш. учеб. заведений / Б.И. Кудрин, А.Р. Минеев. - М.: Издательский центр «Академия», 2008. – 432 с., (стр.33-37).

2. Соколова Е.М. Электрическое и электромеханическое оборудование [Текст]: Общепромышленные механизмы и бытовая техника: Учеб. пособие для студ. Учреждений сред. Проф. образования. - М.: Мастерство; Высшая школа, 2001. – 224 с., (стр.143 – 148).

3. Шеховцов В.П. Электрическое и электромеханическое оборудование [Электронный ресурс]: Учебник. – М.: ФОРУМ: ИНФА-М, 2004, 407 с.: ил. – (Профессиональное образование), (стр. 196-209).

Справочный материал: Шеховцов В.П. Справочное пособие по электрооборудованию и электроснабжению [Текст] / В.П. Шеховцов. – 2-е изд. - М.: ФОРУМ, 2011. –136 с. – (Профессиональное образование).

Технические средства обучения: компьютер.

Раздаточные материалы: данные методические рекомендации по выполнению лабораторных работ.

Краткие теоретические материалы по теме лабораторной работы

К общепромышленным установкам условно можно отнести насосные установки и установки сжатого воздуха (УСВ), так как в них нуждается любое предприятие.

Установки подобного рода обеспечивают жизнедеятельность рабочего персонала и технические процессы на производстве, имеют много общего в принципе действия, конструктивных решениях, характеристиках.

Насосные установки предназначены для транспортировки жидкости, заполнения и осушения резервуаров, для обслуживания механизмов (например, система водяного охлаждения).

Наибольшее распространение получили центробежные насосы.

Для централизованного обеспечения водой промышленных и сельскохозяйственных объектов сооружаются насосные станции, состоящие из крупных насосных агрегатов, и с обслуживающим персоналом.

Характеристики центробежных насосов (ЦН). Эксплуатационные свойства ЦН определяются зависимостью напора (давление жидкости) на выходе от производительности при различных скоростях

где Н— напор на выходе, м. ст. жидкости; Q — производительность, м /с.

Эти зависимости, обычно, приводятся в виде графиков в каталогах для каждого конкретного агрегата (рисунке 7.1).

Рисунок 7.1 - График зависимости напора на выходе от производительности

Полный напор (H) в системе состоит из двух составляющих:

где H_С — статический напор, м; H_ДИН — динамический напор, м; Q— производительность, м³/с; С — постоянная величина.

При приводе от АД и работе:

• при статической характеристике магистрали

• производительность изменяется (от Q_H0M до Q₁) значительно;

• чрезмерное снижение скорости, когда характеристики не пересекаются, насос перестает качать («срыв струи»).

Примечание — Такой вариант возможен при снижении напряжения в сети.

• при динамической характеристике магистрали:

• производительность изменяется (от Q_H0M до Q₁) незначительно;

• чрезмерное снижение скорости (до 2) не приводит к прекращению подачи жидкости, но производительность уменьшается.

При приводе от СД скорость не изменяется, но угол отставания ротора от статора увеличивается, что уменьшает момент на валу двигателя. При чрезмерном снижении напряжения сети СД выпадают из синхронизма и останавливаются.

Производительность центробежных насосов можно регулировать следующими способами:

• дросселированием трубопровода (например, закрывать задвижки на напорной магистрали);

• изменением угловой скорости () приводного ЭД (например, изменением напряжения в цепи статора АД);

• изменением числа работающих на магистраль агрегатов;

• изменением положения рабочего органа механизма (например, поворотом лопаток рабочего колеса).

Устройства автоматизации насосных установок: Наряду с аппаратурой общего назначения для пуска, переключения и управления, в системах автоматизации применяется специальная аппаратура.

Поплавковое реле уровня (рисунок 7.2) предназначено для контроля уровня в резервуарах с неагрессивной жидкостью и выдачи сигнала в схему управления.

Электродное реле уровня (рисунок 7.3) предназначено для контроля уровня электропроводных жидкостей и выдачи сигнала в схему управления.

Струйное реле (рисунок 7.4) предназначено для контроля наличия потока (струи) жидкости в трубопроводе.

Струйное реле, обычно, применяется в системах охлаждения, поэтому этот сигнал является разрешающим пуск механизма.

Рисунок 7.2 - Устройство Рисунок 7.3 - Схема Рисунок 7.4 - Схема

поплавкового реле уровня электродного реле уровня струйного реле уровня

Реле контроля заливки предназначено для контроля заливки гидравлической полости центробежных насосов. Они могут работать на принципе поплавка, но в настоящее время наибольшее распространение получили реле мембранного типа.

Такие реле устанавливаются выше уровня насоса от 0,3 до 0,5 м. Достоинством мембранных реле является большая чувствительность и способность выдерживать высокие давления. Такие реле применяют при заливке насосных агрегатов с помощью вакуум-насоса.

Вопросы для закрепления теоретического материала к лабораторной работе

1. Перечислите основные параметры, характеризующие работу насосов.

2. Поясните: каким образом можно осуществлять регулирование производительности насоса.

3. Назовите основные свойства машин для подачи жидкостей, определяющие требования к электроприводу.

4. Поясните: какие системы регулируемого электропривода характерны для насосов.

5. Назовите специальные аппараты для автоматизации насосных установок

Задания к лабораторной работе

1-я подгруппа:

1. Начертите принципиальную электрическую схему автоматического управления задвижкой центробежного насосного агрегата.

2. Опишите основные элементы и принцип работы схемы автоматического управления задвижкой центробежного насосного агрегата.

3. Поясните: каким образом осуществляется защита, блокировка, сигнализация и питание цепей.

2-я подгруппа:

1. Начертите принципиальную электрическую схему автоматического управления двумя откачивающими насосами.

2. Опишите основные элементы и принцип работы схемы автоматического управления двумя откачивающими насосами.

3. Поясните: каким образом осуществляется защита, блокировка, сигнализация и питание цепей.

Инструкция по выполнению лабораторной работы

1. Внимательно прочитайте краткие теоретические материалы по теме лабораторной работы.

2. Ответьте на вопросы для закрепления теоретического материала к лабораторной работе.

3. Выполните работу в соответствии с заданием к лабораторной работе.

4. Оформите отчет по лабораторной работе в тетради.

Порядок выполнения отчета по лабораторной работе

Отчет по лабораторным работам оформляется в тетрадях для лабораторных работ и должен содержать:

- необходимые таблицы, расчеты, выводы в соответствии с целью лабораторной работы.

Учитывая подготовку, выполнение лабораторных работ и ответы на вопросы по итогам выполнения работ, выставляются оценки в дорожной карте по каждой специальности (профессии).

Отчеты по всем выполненным работам хранятся у преподавателя в течение года. Лучшие отчеты используются в работе преподавателя.

Лабораторная работа №8

Изучение принципиальной схемы управления

электроприводом компрессорной установки

Цель работы: изучить принцип действия и принципиальную схему управления электроприводом компрессорной установки.

Студент должен:

уметь: оценивать эффективность работы электрического и электромеханического оборудования; определять электроэнергетические параметры электротехнических устройств и систем;

знать: классификацию основного электрического и электромеханического оборудования отрасли; физические принципы работы, конструкцию, технические характеристики, области применения, правила и условия эксплуатации электрооборудования компрессорных установок;

иметь сформированные компетенции: принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность; осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития; работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями; брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), результат выполнения заданий.

Обеспеченность занятия:

Учебно-методическая литература:

1. Кудрин Б.И. Электрооборудование промышленности [Текст]: учебник для студ. высш. учеб. заведений / Б.И. Кудрин, А.Р. Минеев. - М.: Издательский центр «Академия», 2008. – 432 с., (стр.31-33).

2. Соколова Е.М. Электрическое и электромеханическое оборудование [Текст]: Общепромышленные механизмы и бытовая техника: Учеб. пособие для студ. Учреждений сред. Проф. образования. - М.: Мастерство; Высшая школа, 2001. – 224 с., (стр.136-142).

3. Шеховцов В.П. Электрическое и электромеханическое оборудование [Электронный ресурс]: Учебник. – М.: ФОРУМ: ИНФА-М, 2004, 407 с.: ил. – (Профессиональное образование), (стр. 179-195).

Справочный материал: Шеховцов В.П. Справочное пособие по электрооборудованию и электроснабжению [Текст] / В.П. Шеховцов. – 2-е изд. - М.: ФОРУМ, 2011. –136 с. – (Профессиональное образование).

Технические средства обучения: компьютер.

Раздаточные материалы: данные методические рекомендации по выполнению лабораторных работ.

Краткие теоретические материалы по теме лабораторной работы

Основное назначение компрессорных установок (КУ) — это обеспечение технологического процесса. В цехах устанавливается КУ небольшой мощности, а на предприятиях, при централизованном обеспечении потребителей сжатого воздуха — компрессорные станции (КС).

График потребления сжатого воздуха на промышленных предприятиях, как правило, имеет в течение суток переменный характер.

Для обеспечения нормальной работы потребителей необходимо, чтобы давление воздуха поддерживалось постоянным.

Давление в воздуховоде зависит от потребления воздуха и производительности компрессора. Если расход равен производительности, то давление воздуха в магистрали будет номинальным.

Если потребление воздуха становится больше производительности, то давление падает, и наоборот.

Таким образом, основным условием автоматизации КУ является поддержание постоянства давления воздуха в магистрали.

Производительность КУ регулируется следующими способами:

• путем открывания всасывающих клапанов с помощью регулятора давления,

• периодическим включением компрессорных агрегатов в соответствии с графиком потребления воздуха и величиной давления в магистрали.

Устройства автоматизации: Основным устройством, контролирующим давление воздуха в магистрали и формирующим сигнал в схему управления, является электроконтактный манометр (рисунок 8.1).

Кроме контактных манометров, применяются реле давления, действующие по другому принципу (поршневые, сильфонные и др.)

Рисунок 8.1 - Устройство электроконтактного манометра

Так как КУ большой мощности и большого давления (поршневые) обслуживаются вспомогательными системами, то в их составе действуют принадлежащие им устройства автоматизации, обеспечивающие защиту КУ при отказе.

Например, отказ системы водяного охлаждения контролируется струйным реле, а системы смазки — реле давления масла.

Так как при сжатии воздух нагревается, то необходимо не только его охлаждать, но и контролировать температуру воздуха датчиками температуры и формировать аварийно-предупредительные сигналы.

Все сигналы, сформированные устройствами автоматизации, вводятся в релейно-контактные схемы управления электроприводом.

Для бесперебойного обеспечения сжатым воздухом предприятий с небольшим и средним потреблением используют компрессорные установки (КУ) с двумя поршневыми компрессорами.

Управление — автоматизированное.

Компрессорная станция (КС) включает 2 поршневых компрессора небольшой или средней производительности.

КУ включает:

• Приводной АД.

• Поршневой компрессор с обслуживающими системами: масляной и водяного охлаждения (СВО).

Масло, предназначенное для смазки трущихся частей, залито в картер компрессора.

СВО обеспечивает поддержание температуры сжатого воздуха в компрессоре (особенно при больших давлениях) в допустимых пределах.

Для многих предприятий требуется бесперебойное снабжение производственных участков сжатым воздухом.

С целью уменьшения обслуживающего персонала, наблюдающего за работой КУ, применяется автоматизированный электропривод от СД.

Компрессорная станция (КС) включает 5 компрессорных установок (КУ) большой производительности. Каждая КУ работает на общую воздушную магистраль по своей технологической схеме.

КУ включает:

• Приводной СД высокого напряжения и большой мощности со схемой управления, защиты и сигнализации.

• Двухцилиндровый поршневой компрессор с обслуживающими системами: масляной и водяного охлаждения (СВО).

Вопросы для закрепления теоретического материала к лабораторной работе

1. Какими основными параметрами характеризуется работа компрессоров?

2. Каким образом можно осуществлять регулирование производительности компрессора?

3. Какие системы регулируемого электропривода характерны для компрессоров?

4. Назовите специальные аппараты для автоматизации компрессорных установок.

5. Опишите устройство электроконтактного манометра.

Задания к лабораторной работе

1-я подгруппа:

1. Начертите принципиальную электрическую схему автоматического управления компрессорной установкой.

2. Опишите основные элементы и принцип работы схемы автоматического управления компрессорной установкой.

3. Поясните: каким образом осуществляется защита, блокировка, сигнализация и питание цепей.

2-я подгруппа:

1. Начертите принципиальную электрическую схему автоматического управления СД поршневого компрессора.

2. Опишите основные элементы и принцип работы схемы автоматического управления СД поршневого компрессора.

3. Поясните: каким образом осуществляется защита, блокировка, сигнализация и питание цепей.

Инструкция по выполнению лабораторной работы

1. Внимательно прочитайте краткие теоретические материалы по теме лабораторной работы.

2. Ответьте на вопросы для закрепления теоретического материала к лабораторной работе.

3. Выполните работу согласно задания к лабораторной работе.

4. Оформите отчет по лабораторной работе в тетради.

Порядок выполнения отчета по лабораторной работе

Отчет по лабораторным работам оформляется в тетрадях для лабораторных работ и должен содержать:

- необходимые таблицы, расчеты, выводы в соответствии с целью лабораторной работы.

Учитывая подготовку, выполнение лабораторных работ и ответы на вопросы по итогам выполнения работ, выставляются оценки в дорожной карте по каждой специальности (профессии).

Отчеты по всем выполненным работам хранятся у преподавателя в течение года. Лучшие отчеты используются в работе преподавателя.

Лабораторная работа №9

Изучение принципиальной схемы управления

электроприводом вентиляционной установки

Цель работы: изучить принцип действия и принципиальную схему управления электроприводом вентиляционной установки.

Студент должен:

уметь: оценивать эффективность работы электрического и электромеханического оборудования; определять электроэнергетические параметры электротехнических устройств и систем;

знать: классификацию основного электрического и электромеханического оборудования отрасли; физические принципы работы, конструкцию, технические характеристики, области применения, правила и условия эксплуатации электрооборудования вентиляционных установок;

иметь сформированные компетенции: принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность; осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития; работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями; брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), результат выполнения заданий.

Обеспеченность занятия:

Учебно-методическая литература:

1. Кудрин Б.И. Электрооборудование промышленности [Текст]: учебник для студ. высш. учеб. заведений / Б.И. Кудрин, А.Р. Минеев. - М.: Издательский центр «Академия», 2008. – 432 с., (стр. 43-45).

2. Соколова Е.М. Электрическое и электромеханическое оборудование [Текст]: Общепромышленные механизмы и бытовая техника: Учеб. пособие для студ. Учреждений сред. Проф. образования. - М.: Мастерство; Высшая школа, 2001. – 224 с., (стр. 136-142).

3. Шеховцов В.П. Электрическое и электромеханическое оборудование [Электронный ресурс]: Учебник. – М.: ФОРУМ: ИНФА-М, 2004, 407 с.: ил. – (Профессиональное образование), (стр. 174-179).

Справочный материал: Шеховцов В.П. Справочное пособие по электрооборудованию и электроснабжению [Текст] / В.П. Шеховцов. – 2-е изд. - М.: ФОРУМ, 2011. –136 с. – (Профессиональное образование).

Технические средства обучения: компьютер.

Раздаточные материалы: данные методические рекомендации по выполнению лабораторных работ.

Краткие теоретические материалы по теме лабораторной работы

К общепромышленным установкам можно отнести насосные установки (НУ) и установки сжатого воздуха (УСВ), которые обеспечивают жизнедеятельность рабочего персонала и технические процессы на производстве, имеют много общего в принципе действия, конструктивных решениях, характеристиках.

Классификация установок сжатого воздуха представлена в таблице 9.1.

Таблица 9.1 - Классификация установок сжатого воздуха

Назначение установки	Вентиляторы		Воздуходувки	Компрессоры
Давление на напоре, Па	(1...1,1)*105		(1,1...4,0)*103	(4...1000)*105
				(4...6)*105	(6…15)*105	(35…1000)*105
Принцип действия	Осевые			Турбинные	Ротационные	Поршневые
		Центробежные

Вентиляторы предназначены для вентиляции производственных помещений, отсасывания газов, подачи воздуха или газа в камеры электропечей и т.п.

Выполняются осевыми или центробежными.

Центробежные и осевые вентиляторы отличаются конструкцией воздушной полости и расположением приводного электродвигателя (рисунок 9.1).

У центробежных воздушная полость выполнена в виде «улитки» при расположении ЭД вне этой полости, а у осевого — ЭД расположен внутри воздушной полости (раструба), что обеспечивает его охлаждение потоком воздуха.

Рабочее колесо (1) центробежного вентилятора расположено в корпусе эксцентрично, что позволяет повысить давление на напоре.

Рабочее колесо (1) осевого вентилятора по форме сходно с воздушным или гребным винтом, которые создают тягу (поток) воздуха через раструб.

Центробежные вентиляторы являются основным элементом различных вентиляционных установок.

Они обеспечивают технологический процесс производства (подача газа в рабочие объемы) и условия трудовой деятельности (общецеховая система вентиляции, кондиционеры).

Рисунок 9.1 - Общий вид вентиляторов

Вентиляционные установки достаточно просто поддаются автоматизации по сигналам изменения режима и реагируют на них без участия обслуживающего персонала путем переключения в схемах управления.

Это позволяет задачи обслуживающего персонала свести к периодическому контролю за установками и плановой профилактике.

Основным параметром регулирования таких установок, на который надо воздействовать, является угловая скорость приводного электродвигателя.

Процесс регулирования сводится к изменению количества воздуха (газа) на выходе вентиляционной установки и. в конечном итоге, к выполнению соотношений:

где Q₁, М₁ и Р₁ — новые значения производительности вентиляционной установки, момента и мощности на валу приводного электродвигателя.

Производительность ВУ можно регулировать следующими способами:

• изменением скорости приводного ЭД (для среднего диапазона регулирования);

• изменением количества работающих вентиляторов на общую магистраль (для широкого диапазона регулирования);

• изменением сопротивления воздушной магистрали (прикрытие задвижки, для местного подрегулирования);

• поворотом лопастей рабочего колеса.

На производстве применяется, в основном первые два способа, так как они наиболее эффективны.

Примечание — Для изменения скорости приводного АД обычно изменяют подводимое к статору напряжение ступенчатым переключением отпаек автотрансформатора или дросселя, включенных в цепь статора.

Регулятор температуры является основным устройством поддержания заданной температуры в помещении изменением расхода воздуха.

Вопросы для закрепления теоретического материала к лабораторной работе

1. Какими основными параметрами характеризуется работа вентиляторов?

2. Каким образом можно осуществлять регулирование производительности вентилятора?

3. Назовите основные свойства машин для подачи газов, определяющие требования к электроприводу.

4. Какие системы регулируемого электропривода характерны для вентиляторов?

5. Назовите специальные аппараты для автоматизации вентиляционных установок.

Задания к лабораторной работе

1. Начертите принципиальную электрическую схему автоматического управления электроприводом вентиляционной установки.

2. Опишите основные элементы и принцип работы схемы автоматического управления электроприводом вентиляционной установки.

3. Поясните: каким образом осуществляется защита, блокировка, сигнализация и питание цепей.

Инструкция по выполнению лабораторной работы

1. Внимательно прочитайте краткие теоретические материалы по теме лабораторной работы.

2. Ответьте на вопросы для закрепления теоретического материала к лабораторной работе.

3. Выполните работу согласно задания к лабораторной работе.

4. Оформите отчет по лабораторной работе в тетради.

Порядок выполнения отчета по лабораторной работе

Отчет по лабораторным работам оформляется в тетрадях для лабораторных работ и должен содержать:

- необходимые таблицы, расчеты, выводы в соответствии с целью лабораторной работы.

Учитывая подготовку, выполнение лабораторных работ и ответы на вопросы по итогам выполнения работ, выставляются оценки в дорожной карте по каждой специальности (профессии).

Отчеты по всем выполненным работам хранятся у преподавателя в течение года. Лучшие отчеты используются в работе преподавателя.

Лабораторная работа № 10

«Исследование работы схемы управления

грузоподъемным механизмом»

Цель работы: изучить принцип действия и принципиальную схему управления грузоподъемным механизмом.

Студент должен:

уметь: оценивать эффективность работы электрического и электромеханического оборудования; определять электроэнергетические параметры электротехнических устройств и систем;

знать: классификацию основного электрического и электромеханического оборудования отрасли; физические принципы работы, конструкцию, технические характеристики, области применения, правила и условия эксплуатации электрооборудования грузоподъемных установок;

иметь сформированные компетенции: принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность; осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития; работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями; брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), результат выполнения заданий.

Обеспеченность занятия:

Учебно-методическая литература:

1. Кудрин Б.И. Электрооборудование промышленности [Текст]: учебник для студ. высш. учеб. заведений / Б.И. Кудрин, А.Р. Минеев. - М.: Издательский центр «Академия», 2008. – 432 с., (стр. 45-51).

2. Соколова Е.М. Электрическое и электромеханическое оборудование [Текст]: Общепромышленные механизмы и бытовая техника: Учеб. пособие для студ. Учреждений сред. Проф. образования. - М.: Мастерство; Высшая школа, 2001. – 224 с., (стр. 58-69).

3. Шеховцов В.П. Электрическое и электромеханическое оборудование [Электронный ресурс]: Учебник. – М.: ФОРУМ: ИНФА-М, 2004, 407 с.: ил. – (Профессиональное образование), (стр. 252-253).

Справочный материал: Шеховцов В.П. Справочное пособие по электрооборудованию и электроснабжению [Текст] / В.П. Шеховцов. – 2-е изд. - М.: ФОРУМ, 2011. –136 с. – (Профессиональное образование).

Технические средства обучения: компьютер.

Раздаточные материалы: данные методические рекомендации по выполнению лабораторных работ.

Краткие теоретические материалы по теме лабораторной работы

Общие сведения о мостовых кранах.

Краны — это грузоподъемные устройства для вертикального и горизонтального перемещения грузов на небольшие расстояния.

В цехах предприятий наибольшее распространение получили мостовые краны.

Однотипными узлами всех кранов являются:

• механизм передвижения моста,

• механизм передвижения тележки,

• механизм подъема и опускания груза.

По грузоподъемности мостовые краны условно делятся на малые (от 5 до 10 т), средние (от 10 до 25 т) и крупные (более 50 т).

На тележках мостового крана грузоподъемностью более 15 т устанавливается два механизма подъема:

• главный — для подъема тяжелых грузов с малой скоростью,

• вспомогательный — для подъема легких грузов с большой скоростью.

Подвод электропитания — от главных троллеев, уложенных вдоль подкранового пути, по скользящим токосъемникам.

Питание электромагнитов грузоподъемных, подвешенных к крюку цепями, осуществляется гибким кабелем. Кабель намотан на барабан, который вращается через передачу от барабана лебедки.

Управление механизмами крана из кабины оператора-крановщика, в которой установлены контроллеры или командоконтроллеры. Для выхода на мост из кабины предусмотрен верхний люк, так как кабина размещена справа под мостом. Аппаратура управления и резисторы расположены на мосту.

Грузоподъемные электромагниты предназначены для зацепления ферромагнитных материалов при транспортировке и снятия их при доставке на место.

По форме отечественная промышленность выпускает круглые и прямоугольные электромагниты.

Электромагнит состоит из 3 основных частей:

• корпуса с полюсными башмаками,

• катушечной обмотки, залитой компаундной массой,

• устройства токоподвода.

Электромагнит подвешивается к крюку цепями. Токоподвод осуществляется гибким кабелем, намотанным на барабан. При опускании кабель автоматически сматывается, а при подъеме — наматывается.

Подъемная сила крана определяется температурой и характером подни­маемого груза.

Груз большой плотности (сплошные металлические изделия в виде плит, болванок и т.п.) требует увеличения подъемной силы, а малой плотности (скрап, стружка и т.п.) — уменьшения.

С ростом температуры груза магнитная проницаемость снижается, а при 720°С достигает нулевого значения. Подъемная сила тоже снижается до «нуля», что следует учитывать при эксплуатации.

Катушки электромагнитов питаются постоянным током, имеют большую индуктивность и значительный поток остаточного магнетизма.

Следовательно, должны обеспечиваться меры, ограничивающие (во избежание пробоя изоляции) перенапряжения, и быстрое освобождение груза,

Вся аппаратура управления помещена в кабине крановщика.

Подъемные электромагниты имеют повторно-кратковременный режим работы с ПВ = 50 % и временем цикла не более 10 мин.

Вопросы для закрепления теоретического материала к лабораторной работе

1. Поясните назначение грузоподъемных электромагнитов.

2. Перечислите основные части электромагнита.

Задания к лабораторной работе

1. Начертите принципиальную электрическую схему управления грузоподъемным электромагнитом.

2. Опишите основные элементы и принцип работы схемы управления грузоподъемным электромагнитом.

Инструкция по выполнению лабораторной работы

1. Внимательно прочитайте краткие теоретические материалы по теме лабораторной работы.

2. Ответьте на вопросы для закрепления теоретического материала к лабораторной работе.

3. Выполните работу согласно задания к лабораторной работе.

4. Оформите отчет по лабораторной работе в тетради.

Порядок выполнения отчета по лабораторной работе

Отчет по лабораторным работам оформляется в тетрадях для лабораторных работ и должен содержать:

- необходимые таблицы, расчеты, выводы в соответствии с целью лабораторной работы.

Учитывая подготовку, выполнение лабораторных работ и ответы на вопросы по итогам выполнения работ, выставляются оценки в дорожной карте по каждой специальности (профессии).

Отчеты по всем выполненным работам хранятся у преподавателя в течение года. Лучшие отчеты используются в работе преподавателя.

Лабораторная работа №11

«Изучение схем контроллерного управления двигателями крановых механизмов»

Цель работы: изучить принцип действия и принципиальную схему контроллерного управления двигателями крановых механизмов.

Студент должен:

уметь: оценивать эффективность работы электрического и электромеханического оборудования; определять электроэнергетические параметры электротехнических устройств и систем;

знать: классификацию основного электрического и электромеханического оборудования отрасли; физические принципы работы, конструкцию, технические характеристики, области применения, правила и условия эксплуатации электрооборудования крановых механизмов контроллерного управления;

иметь сформированные компетенции: принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность; осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития; работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями; брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), результат выполнения заданий.

Обеспеченность занятия:

Учебно-методическая литература:

1. Кудрин Б.И. Электрооборудование промышленности [Текст]: учебник для студ. высш. учеб. заведений / Б.И. Кудрин, А.Р. Минеев. - М.: Издательский центр «Академия», 2008. – 432 с., (стр. 38-41).

2. Соколова Е.М. Электрическое и электромеханическое оборудование [Текст]: Общепромышленные механизмы и бытовая техника: Учеб. пособие для студ. Учреждений сред. Проф. образования. - М.: Мастерство; Высшая школа, 2001. – 224 с., (стр. 58-77).

3. Шеховцов В.П. Электрическое и электромеханическое оборудование [Электронный ресурс]: Учебник. – М.: ФОРУМ: ИНФА-М, 2004, 407 с.: ил. – (Профессиональное образование), (стр. 255-258).

Справочный материал: Шеховцов В.П. Справочное пособие по электрооборудованию и электроснабжению [Текст] / В.П. Шеховцов. – 2-е изд. - М.: ФОРУМ, 2011. –136 с. – (Профессиональное образование).

Технические средства обучения: компьютер.

Раздаточные материалы: данные методические рекомендации по выполнению лабораторных работ.

Краткие теоретические материалы по теме лабораторной работы

Электропривод механизмов крана.

Особенности работы кранового оборудования.

• Изменение нагрузки в широких пределах:

• для механизмов передвижения — от 0,5 до 1,0 номинального значения,

• для механизмов подъема — от 0,12 до 1,0 номинального значения.

• Режим работы повторно-кратковременный при большом числе включений в час.

• Условия работы тяжелые (тряска, влажность, запыленность и колебания температуры).

• Продолжительность включения (ПВ, %). Время цикла не должно превышать 10 мин.

Основные показатели работы кранового оборудования представлены в таблице 11.1.

Таблица 11.1 - Основные показатели работы кранового оборудования

Режим работы	ПВ, %	h, вкл/час	Область применения
Л —легкий С — средний Т — тяжелый ВТ — весьма тяжелый	10...15 15...25 25...40 40...60	60...100 120...200 300...400 400...600	Строительно-монтажные работы Механосборочные работы Крупно-серийное производство Металлургические заводы

Основное крановое оборудование стандартизовано и применяется для комплектации типовых схем.

Электродвигатели на переменном трехфазном токе при напряжениях 220, 380 и 500 В наибольшее распространение получили крановые и металлургические синхронные двигатели:

• с короткозамкнутым ротором — серии «МТК» и «4МТК»,

• с фазным ротором — серии «МТ» и «4МТ».

По исполнению могут быть одно- и многоскоростные, повторно-кратковременного режима (S3), с ПВ = 40 %.

На постоянном токе при напряжениях 220 и 440 В с последовательным, параллельным или смешанным возбуждением применяются электродвигатели серии «ДП» или новая серия «Д», с ПВ - 25 %.

Электродвигатели этих серий удовлетворяют следующим основным требованиям:

• реверсирование и работа как в двигательном, так и в тормозном режимах;

• широкий диапазон регулирования скорости, так как малая скорость нужна для перемещения тяжелых грузов и обеспечения точной остановки, а повышенная — для перемещения порожних мостов, тележек и крюков;

• жесткость механических (особенно регулировочных) характеристик, обеспечивающих независимость низких скоростей от груза;

• ограничение ускорений в допустимых пределах при минимальной длительности переходных процессов.

Аппаратура управления: К аппаратуре управления относятся контроллеры, крановые конечные выключатели и резисторы.

Контроллеры кулачковые предназначены для пуска, остановки, реверса и регулирования скорости крановых электродвигателей как переменного, так и постоянного тока.

Применяются в кранах малой грузоподъемности. Для легких «Л», средних «С» и тяжелых «Т» режимов работы. Переключение контактных групп обеспечивается кулачками вала, приводом которого является маховик (на постоянном токе) или рукоятка (на переменном токе).

Каждое рабочее и нейтральное «нулевое» положения имеют фиксацию. Для управления асинхронными двигателями применяются кулачковые контроллеры типа «ККТ» различных модификаций, а двигателями постоянного тока — типа «ККП».

Магнитные контроллеры предназначены для управления двигателями механизмов мостовых кранов средней и большой производительности, с большой частотой включений, в напряженных режимах работы.

Применяются в кранах большой и средней грузоподъемности, работающих в средних «С», тяжелых «Т» и весьма тяжелых «ВТ» режимах.

Все переключения в силовых цепях ЭД производятся контакторами, катушки которых получают питание через малогабаритные командоконтроллеры типа «КП», установленные в кабине.

Переключающим органом командоконтроллера является рукоятка.

Магнитные контроллеры наиболее универсальное средство управления крановым электроприводом.

Для управления двигателями механизмов передвижения применяются симметричные командоконтроллеры следующих типов:

• для однодвигательного ЭП, серии:

«П» — силовые цепи и цепи управления постоянного тока,

«Т» — силовые цепи и цепи управления переменного тока,

«К» — силовые цепи переменного тока, а цепи управления постоянного тока.

• Для двухдвигательного ЭП, серии «ДП, ДТ и ДК», соответственно.

Для управления двигателями механизмов подъема применяются несимметричные командоконтроллеры серии «ПС, ТС и КС», которые позволяют получить низкие посадочные скорости при опускании груза,

Наличие буквы «А» (например, «КСА») свидетельствует о том, что управление ЭД автоматизировано в функции времени или ЭДС.

Крановые конечные выключатели предназначены для ограничения хода движущихся устройств (мост, тележка, крюк) или блокировки запирающихся устройств (двери кабины или шкафа, люки).

Они представляют собой рычажные выключатели поворотного типа для конечных положений. По устройству — проще, а по работе - надежней, чем нажимные.

По исполнению такие конечные выключатели могут быть:

• с самовозвратом в исходное положение (для механизмов передвижения),

• вращающиеся, связанные с одним из валов механизма подъема (для ограничения верхнего и нижнего положения крюков),

• рычажные, связанные с грузовым приводом (для ограничения верхнего положения крюка).

В схемах управления крановыми ЭП применяются конечные выключатели серии «КУ» различных модификаций.

Резисторы предназначены для пуска, торможения и регулирования скорости ЭП. Кроме того, их устанавливают в других цепях — возбуждения, управления и подъемных электоромагнитов. Резисторы комплектуются в ящики на базе элементов чугунных литых (серия «ЯС»), фехралевых ленточных (серия «КФ») или константановых проволочных (серия «НС»). Из комбинаций этих ящиков подбираются любые необходимые сочетания ступеней сопротивлений. Крановые резисторы выбираются по условиям повторно-кратковременного режима («ПВ» больше для ступеней, которые отключаются последними). Каждая ступень сопротивления должна выдерживать номинальный ток 30 с, независимо от ПВ, %.

Крановые защитные панели предназначены для защиты и управления ЭП крановых механизмов.

Применяются:

• при контроллерном управлении электроприводом кранов,

• при командоконтроллерном управлении ЭП кранов, если отсутствуют собственные аппараты защиты,

На защитной панели установлена аппаратура, обеспечивающая:

• максимальную защиту от токов КЗ и значительных перегрузок (до 2,5I_ном) крановых ЭД,

• «нулевую» защиту, исключающую самозапуск ЭД после перерыва ЭСН,

- надежность работы крана и безопасность обслуживания.

Конструктивно панель выполняется в виде металлического шкафа с аппаратурой. Шкаф закрыт двумя замками, один из которых сблокирован с головным выключателем. Защитная панель размещается в кабине крана.

Панели выпускаются для защиты и подключения от 3 до 6 электродвигателей.

На переменном токе при напряжениях 220, 380 и 500 В выпускаются панели типа «ПЗКБ», на постоянном токе при напряжениях 220 и 440 В — типа «ППЗКБ».

Вопросы для закрепления теоретического материала к лабораторной работе

1. Каким образом осуществляется электроснабжение (ЭСН) электроприводов кранового оборудования?

2. Для чего служат преобразовательные агрегаты и по каким схемам они выполняются?

3. Какие виды защит предусмотрены для электродвигателей и линий ЭСН кранового оборудования?

Задания к лабораторной работе

1. Начертите принципиальную электрическую схему контроллерного управления ЭП механизмов мостового крана.

2. Постройте диаграмму контроллера.

3. Опишите основные элементы схемы контроллерного управления ЭП механизмов мостового крана.

4. Составьте алгоритм управления ЭП механизмов мостового крана.

5. Поясните: каким образом осуществляется защита и питание цепей.

Инструкция по выполнению лабораторной работы

1. Внимательно прочитайте краткие теоретические материалы по теме лабораторной работы.

2. Ответьте на вопросы для закрепления теоретического материала к лабораторной работе.

3. Выполните работу согласно задания к лабораторной работе.

4. Оформите отчет по лабораторной работе в тетради.

Порядок выполнения отчета по лабораторной работе

Отчет по лабораторным работам оформляется в тетрадях для лабораторных работ и должен содержать:

- необходимые таблицы, расчеты, выводы в соответствии с целью лабораторной работы.

Учитывая подготовку, выполнение лабораторных работ и ответы на вопросы по итогам выполнения работ, выставляются оценки в дорожной карте по каждой специальности (профессии).

Отчеты по всем выполненным работам хранятся у преподавателя в течение года. Лучшие отчеты используются в работе преподавателя.

Лабораторная работа №12

«Изучение схем контакторного управления двигателями

крановых механизмов»

Цель работы: изучить принцип действия и принципиальную схему контакторного управления двигателями крановых механизмов.

Студент должен:

уметь: оценивать эффективность работы электрического и электромеханического оборудования; определять электроэнергетические параметры электротехнических устройств и систем;

знать: классификацию основного электрического и электромеханического оборудования отрасли; физические принципы работы, конструкцию, технические характеристики, области применения, правила и условия эксплуатации электрооборудования крановых механизмов контакторного управления;

иметь сформированные компетенции: принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность; осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития; работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями; брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), результат выполнения заданий.

Обеспеченность занятия:

Учебно-методическая литература:

1. Кудрин Б.И. Электрооборудование промышленности [Текст]: учебник для студ. высш. учеб. заведений / Б.И. Кудрин, А.Р. Минеев. - М.: Издательский центр «Академия», 2008. – 432 с., (стр. 38-41).

2. Соколова Е.М. Электрическое и электромеханическое оборудование [Текст]: Общепромышленные механизмы и бытовая техника: Учеб. пособие для студ. Учреждений сред. Проф. образования. - М.: Мастерство; Высшая школа, 2001. – 224 с., (стр. 58-77).

3. Шеховцов В.П. Электрическое и электромеханическое оборудование [Электронный ресурс]: Учебник. – М.: ФОРУМ: ИНФА-М, 2004, 407 с.: ил. – (Профессиональное образование), (стр. 253-265).

Справочный материал: Шеховцов В.П. Справочное пособие по электрооборудованию и электроснабжению [Текст] / В.П. Шеховцов. – 2-е изд. - М.: ФОРУМ, 2011. –136 с. – (Профессиональное образование).

Технические средства обучения: компьютер.

Раздаточные материалы: данные методические рекомендации по выполнению лабораторных работ.

Краткие теоретические материалы по теме лабораторной работы

Управление электроприводом крановых механизмов. ЭСН обеспечивается от сети переменного тока при напряжениях 220, 380 и 500 В или от сети постоянного тока при напряжении 220 и 440 В, источником питания которой являются преобразовательные агрегаты. Преобразователи, обычно выполняются по одной из схем:

• трансформатор — кремниевые выпрямители (Т-В),

• двигатель — генератор постоянного тока (Д-Г),

• трансформатор — тиристорный преобразователь (Т-ТП).

В качестве ЭП наиболее распространены АД с фазным ротором, что позволяет путем включения в цепь ротора регулируемого сопротивления получить широкое и плавное изменение скорости.

Для повышения точности и регулирующих свойств электропривода применяются ЭД постоянного тока с последовательным или параллельным возбуждением.

В грузоподъемных устройствах применяют ЭД последовательного возбуждения, а независимое возбуждение целесообразно для систем генератор — двигатель (Г-Д) или преобразователь — двигатель (П-Д).

Это обеспечивает получение «мягкой» механической характеристики при последовательном возбуждении и «жесткой» — при параллельном.

Мягкая механическая характеристика повышает точность посадки груза, перегрузочную способность и скорость при малых грузах без переключений.

В целом, это повышает производительность кранов, упрощает управление и делает регулирование скорости более экономичным.

Применение в командоконтроллерах серии «К» аппаратов управления постоянного тока обеспечивает большую надежность в эксплуатации. Контакторы и реле постоянного тока допускают большую частоту включений, чем на переменном токе.

Для защиты ЭД и линий ЭСН применяются: автоматические выключатели, реле максимального тока и предохранители.

Тепловая защита не применяется, так как в повторно-кратковременном режиме возможны ложные отключения.

Это связано с тем, что тепловые реле имеют меньшую постоянную времени нагрева, чем двигатели, а поэтому нагреваются до предельной температуры быстрее их.

Для защиты от большого снижения сетевого напряжения или его исчезновения применяется «нулевая» защита. При ее срабатывании самозапуск ЭД невозможен.

Все металлические конструкции заземляются через подкрановые пути.

Механическая характеристика АД с фазным ротором.

В цепь ротора АД с фазным ротором включены секции пусковых сопротивлений (R_n).

Назначение «R_n» не только ограничивать пусковой ток, но и обеспечивать максимальный момент (М_иаиб) на каждой ступени пуска.

Процесс пуска и выхода двигателя на естественную характеристику М = F(S) представлен на рисунке 12.1.

Рисунок 12.1 – Процесс пуска и выхода двигателя на естественную характеристику М = F(S)

Количество ступеней пуска соответствует числу фиксированных положений рукоятки командоконтроллера (или маховика контроллера).

В начальный момент пуска «R_n» подключено полностью, что позволяет получить наибольший момент и ограничить пусковой ток.

Процесс пуска АД заканчивается выходом на естественную характеристику, где обеспечена устойчивая работа.

Наибольший КПД двигателя достигается, если момент сопротивления на валу АД (механизма) будет, ниже на (10..15) % по отношению к номинальному.

Вопросы для закрепления теоретического материала к лабораторной работе

1. Какие электродвигатели применяют в ЭП мостовых кранов?

2. Каким образом осуществляется защита ЭД линий ЭСН?

3. Для чего в цепь ротора АД с фазным ротором включают секции пусковых сопротивлений?

Задания к лабораторной работе

(1 подгруппа)

1. Начертите принципиальную электрическую схему контакторного управления ЭП механизма передвижения крана.

2. Опишите основные элементы схемы контакторного управления ЭП механизма передвижения крана.

3. Составьте алгоритм управления ЭП механизма передвижения крана.

4. Поясните: каким образом осуществляется защита и питание цепей.

(2 подгруппа)

1. Начертите принципиальную электрическую схему контакторного управления ЭП крана на постоянном токе.

2. Опишите основные элементы схемы контакторного управления ЭП крана на постоянном токе.

3. Составьте алгоритм управления ЭП крана на постоянном токе.

4. Поясните: каким образом осуществляется защита и питание цепей.

Инструкция по выполнению лабораторной работы

1. Внимательно прочитайте краткие теоретические материалы по теме лабораторной работы.

2. Ответьте на вопросы для закрепления теоретического материала к лабораторной работе.

3. Выполните работу согласно задания к лабораторной работе.

4. Оформите отчет по лабораторной работе в тетради.

Порядок выполнения отчета по лабораторной работе

Отчет по лабораторным работам оформляется в тетрадях для лабораторных работ и должен содержать:

- необходимые таблицы, расчеты, выводы в соответствии с целью лабораторной работы.

Учитывая подготовку, выполнение лабораторных работ и ответы на вопросы по итогам выполнения работ, выставляются оценки в дорожной карте по каждой специальности (профессии).

Отчеты по всем выполненным работам хранятся у преподавателя в течение года. Лучшие отчеты используются в работе преподавателя.

Лабораторная работа №13

«Изучение принципиальной электрической схемы управления электроприводом подвесной тележки»

Цель работы: изучить принцип действия и принципиальную схему управления электроприводом подвесной тележки.

Студент должен:

уметь: оценивать эффективность работы электрического и электромеханического оборудования; определять электроэнергетические параметры электротехнических устройств и систем;

знать: классификацию основного электрического и электромеханического оборудования отрасли; физические принципы работы, конструкцию, технические характеристики, области применения, правила и условия эксплуатации электрооборудования подвесных тележек;

иметь сформированные компетенции: принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность; осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития; работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями; брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), результат выполнения заданий.

Обеспеченность занятия:

Учебно-методическая литература:

1. Кудрин Б.И. Электрооборудование промышленности [Текст]: учебник для студ. высш. учеб. заведений / Б.И. Кудрин, А.Р. Минеев. - М.: Издательский центр «Академия», 2008. – 432 с., (стр. 45-51).

2. Соколова Е.М. Электрическое и электромеханическое оборудование [Текст]: Общепромышленные механизмы и бытовая техника: Учеб. пособие для студ. Учреждений сред. Проф. образования. - М.: Мастерство; Высшая школа, 2001. – 224 с., (стр. 69-71).

3. Шеховцов В.П. Электрическое и электромеханическое оборудование [Электронный ресурс]: Учебник. – М.: ФОРУМ: ИНФА-М, 2004, 407 с.: ил. – (Профессиональное образование), (стр. 210-222).

Справочный материал: Шеховцов В.П. Справочное пособие по электрооборудованию и электроснабжению [Текст] / В.П. Шеховцов. – 2-е изд. - М.: ФОРУМ, 2011. –136 с. – (Профессиональное образование).

Технические средства обучения: компьютер.

Раздаточные материалы: данные методические рекомендации по выполнению лабораторных работ.

Краткие теоретические материалы по теме лабораторной работы

Для эффективной работы производства необходимы подъемно-транспортные установки различного назначения и различного конструктивного исполнения.

Основными из них являются:

• подвесные (тельферы) и наземные электротележки (электрокары),

• конвейеры (транспортеры),

• мостовые краны,

• лифты грузовые и пассажирские.

Электротележки относятся к классу горизонтального электротранспорта для небольших производственных площадей и предназначены для выполнения вспомогательных транспортных операций с грузами ограниченных весо-габаритных показателей.

Подвесные электротележки состоят из следующих основных узлов: механизма передвижения с приводом от электродвигателя переменного тока, подъемной лебедки с электроприводом, устройства управления и безопасности,

Такие «ЭТ» являются основным узлом легких кран-балок.

Средствами транспортировки небольших грузов в пределах ограниченных площадей производственных объектов являются электротележки подвесного и наземного исполнения.

Область применения: складские помещения, производственные цеха и территории.

Подвесные электротележки (ЭТ) предназначены для подъема и перемещения грузов на производственных объектах по строго определенному пути.

«ЭТ» имеют небольшие габариты, что позволяет решать вопросы транспортировки в небольших объемах производственных помещений. Их обслуживание не требует квалифицированного персонала.

Такими тележками оснащены и кран-балки, представляющие собой легкие мостовые краны грузоподъемностью до 5 т. Мост кран-балки имеет свой механизм передвижения от отдельного электродвигателя, а «ЭТ» движется вдоль моста, что позволяет перемещать груз в трех взаимно перпендикулярных направлениях и доставлять в любую досягаемую точку производственных площадей.

Технические данные:

• Грузоподъемность — от 0,1 до 5 т.

• Мощность — в соответствии с грузоподъемностью.

• Электроснабжение — от сети 3 - 380 В, 50 Гц по троллеям (контактным проводам).

• Режимы работы:

• повторно-кратковременный (ПКР) как для механизма подъема, так и для механизма передвижения, если груз транспортируется на небольшие расстояния (в пределах участка цеха или склада),

• ПКР для механизма подъема и длительный режим (ДР) для механизма передвижения, если груз транспортируется на большие расстояния (по территории предприятия),

• Для маломощных ЭТ:

• привод - АД с КЗ-ротором;

• скорость - от 0,2 до 0,5 м/с;

• управление - от кнопочного пульта с земли.

• Для мощных ЭТ:

• привод — АД с фазным ротором;

- скорость — от 0,8 до 1,5 м/с;

- управление — от контроллера из кабины кран-балки.

Применение электродвигателей с фазным ротором целесообразно при большой грузоподъемности, так как для обеспечения плавной «посадки» груза требуется регулирование скорости АД.

Кинематическая схема подвесной электротележки представлена на рисунке 13.1.

Рисунок 13.1 - Кинематическая схема подвесной электротележки

Подвесная электротележка состоит из 3 основных частей:

- грузоподъемного механизма (электроталь), предназначенного для подъема (опускания) и удержания груза;

• механизма передвижения (ходовая тележка), предназначенного для перемещения поднятого груза в строго определенном направлении;

• монорельса, определяющего горизонтальное движение в двух направлениях.

Электроталь смонтирована на ходовой тележке и включает следующее оборудование:

• электродвигатель (5) подъемного механизма;

• редуктор (10) цилиндрический, для снижения частоты вращения электродвигателя до величины, обеспечивающей заданную линейную скорость подъема (опускания) крюка;

• электромагнитный тормоз (9), для затормаживания вала двигателя при отключении его от сети или исчезновения напряжения в сети, применяется колодочный тормоз, работающий от усилия пружин при охвате вала колодками;

• выключатель конечный (7) крюка, для ограничения подъема крюка, при нажатии на него двигатель отключается от сети и затормаживается;

• барабан канатный (6), для сматывания (разматывания) и хранения каната;

• крюк (8), для крепления поднимаемого груза.

Ходовая тележка смонтирована на монорельсе (3), опирается ходовыми колесами на нижние полки двутавровой балки.

Привод на колеса через цилиндрический редуктор (11) от электродвигателя (2).

Монорельс — двутавровая балка с конечными выключателями (4) на концах, для ограничения горизонтального хода.

Примечание — Электроснабжение через токосъемники от троллеев (контактных проводов), проложенных на уровне монорельса.

Вопросы для закрепления теоретического материала к лабораторной работе

1. Перечислите подъемо-транспортные установки, относящиеся к электротранспорту предприятия.

2. Перечислите основные узлы подвесных электротележек.

3. В каком режиме работают механизмы подвесных электротележек?

4. Каким образом осуществляется управление мощных и маломощных ЭТ?

5. Каким образом осуществляется электроснабжение ЭТ?

Задания к лабораторной работе

1. Начертить принципиальную электрическую схему управления ЭТ.

2. Описать основные элементы схемы управления ЭТ.

3. Составьте алгоритм управления ЭТ.

4. Пояснить каким образом осуществляется защита, блокировка и питание цепей.

Инструкция по выполнению лабораторной работы

1. Внимательно прочитать краткие теоретические материалы по теме лабораторной работы.

2. Ответить на вопросы для закрепления теоретического материала к лабораторной работе.

3. Выполнить работу согласно задания к лабораторной работе.

4. Оформить отчет по лабораторной работе в тетради.

Порядок выполнения отчета по лабораторной работе

Отчет по лабораторным работам оформляется в тетрадях для лабораторных работ и должен содержать:

- необходимые таблицы, расчеты, выводы в соответствии с целью лабораторной работы.

Учитывая подготовку, выполнение лабораторных работ и ответы на вопросы по итогам выполнения работ, выставляются оценки в дорожной карте по каждой специальности (профессии).

Отчеты по всем выполненным работам хранятся у преподавателя в течение года. Лучшие отчеты используются в работе преподавателя.

Лабораторная работа №14

«Изучение принципиальной электрической схемы управления электроприводом наземной тележки»

Цель работы: изучить принцип действия и принципиальную схему управления электроприводом наземной тележки.

Студент должен:

уметь: оценивать эффективность работы электрического и электромеханического оборудования; определять электроэнергетические параметры электротехнических устройств и систем;

знать: классификацию основного электрического и электромеханического оборудования отрасли; физические принципы работы, конструкцию, технические характеристики, области применения, правила и условия эксплуатации электрооборудования наземных тележек;

иметь сформированные компетенции: принимать решения в стандартных и нестандартных ситуациях и нести за них ответственность; осуществлять поиск и использование информации, необходимой для эффективного выполнения профессиональных задач, профессионального и личностного развития; работать в коллективе и команде, эффективно общаться с коллегами, руководством, потребителями; брать на себя ответственность за работу членов команды (подчиненных), результат выполнения заданий.

Обеспеченность занятия:

Учебно-методическая литература:

1. Кудрин Б.И. Электрооборудование промышленности [Текст]: учебник для студ. высш. учеб. заведений / Б.И. Кудрин, А.Р. Минеев. - М.: Издательский центр «Академия», 2008. – 432 с., (стр. 45-51).

2. Соколова Е.М. Электрическое и электромеханическое оборудование [Текст]: Общепромышленные механизмы и бытовая техника: Учеб. пособие для студ. Учреждений сред. Проф. образования. - М.: Мастерство; Высшая школа, 2001. – 224 с., (стр. 69-71).

3. Шеховцов В.П. Электрическое и электромеханическое оборудование [Электронный ресурс]: Учебник. – М.: ФОРУМ: ИНФА-М, 2004, 407 с.: ил. – (Профессиональное образование), (стр. 210-222).

Справочный материал: Шеховцов В.П. Справочное пособие по электрооборудованию и электроснабжению [Текст] / В.П. Шеховцов. – 2-е изд. - М.: ФОРУМ, 2011. –136 с. – (Профессиональное образование).

Технические средства обучения: компьютер.

Раздаточные материалы: данные методические рекомендации по выполнению лабораторных работ.

Краткие теоретические материалы по теме лабораторной работы

Для эффективной работы производства необходимы подъемно-транспортные установки различного назначения и различного конструктивного исполнения.

Основными из них являются:

• подвесные (тельферы) и наземные электротележки (электрокары),

• конвейеры (транспортеры),

• мостовые краны,

• лифты грузовые и пассажирские.

Электротележки относятся к классу горизонтального электротранспорта для небольших производственных площадей и предназначены для выполнения вспомогательных транспортных операций с грузами ограниченных весо-габаритных показателей.

Наземные электротележки состоят из следующих основных узлов: источника питания (АБ), двухосного шасси с приводом от ЭД постоянного тока и устройств управления и торможения.

Простота в эксплуатации определила их широкое применение на производстве.

Наземные электротележки предназначены для транспортировки грузов на производственных площадках с твердым и ровным покрытием (например, асфальт, бетон и др.).

Электротележки (ЭТ) работают в узких проходах помещений различного производственного назначения, где невозможна работа других транспортных средств.

Достоинствами ЭТ являются: хорошая маневренность, удобное управление, простота обслуживания, малошумность и отсутствие вредных для человека газов.

В состав оборудования ЭТ входит:

• грузовая платформа (рама), на которой устанавливается все оборудование;

• двухосное шасси на пневматических шинах, управляющая — передняя ось, ведущая — задняя;

• тормозная система гидравлическая (с приводом на задние колеса) и механическая (с ручным приводом на вал ЭД);

• электропривод от электродвигателя постоянного тока через карданный вал и дифференциал — на заднюю ось;

• система управления контроллерная — от несимметричного контроллера;

• аккумуляторная батарея (АБ) свинцово-кислотная или щелочная — источник электроэнергии.

Кроме того, на базе ЭТ построены и другие машины безрельсового напольного электротранспорта: электрогрузчики, электроштабелеры, электротягачи.

Для работы механизма подъема применяется система гидравлики, приводимая в действие насосом гидравлики.

Приводом насоса является отдельный электродвигатель постоянного тока, получающий электропитание от АБ.

Электродвигатели постоянного тока защитного исполнения (от брызг и попадания твердых частиц более 1 мм размером), последовательного или смешанного возбуждения, естественного охлаждения, реверсивные. Режим работы двигателей повторно-кратковременный с ПВ_Н0М = 40 %.

Технические данные таких ЭД приведены в таблице 14.1.

Таблица 14.1- Технические данные двигателей постоянного тока для механизмов передвижения безрельсового напольного электротранспорта

Тип транспортного средства	Тип двигателя постоянного тока	PНОМ, кВт	UНОМ, В	IНОМ, А	п, об/мин
					номин.	максим.
ЭТМ ЭТ-1240 ЭТ-1010 ЭТ-550М ЭТ-2040 ЭТ-2047 ЭТ-550М ЭТ-5040	ГТ-3 ЗДТ.31 ЗДН.37 РТ-2 ЗДТ.73 ЗДТ.82	1,35 1,4 2,0 3,6 5,5 7,5	24 24 40 40 40 72	79 80 70 115 165 125	1940 2350 1650 1550 1500 1450	3000 4000 2500 3000 3500 3000

На производстве широкое распространение получили однодвигательные аккумуляторные тележки «ЭТ-2040» основные технические данные которых представлены в таблице 14.2.

Электротележка имеет деревянную грузовую платформу, под которой расположена щелочная АБ и двигатель последовательного возбуждения. По составу оборудования соответствует выше перечисленному.

Таблица 14.2 - Технические данные ЭТ-2040

Показатели	Ед. измер.	Величина
Грузоподъемность Масса тележки Скорость: с грузом без груза Двигатель (тип) Аккумуляторная батарея (тип)	т. т. км/час км/час - - -	2 1,86 16 22 РТ-2 36ТЖН-400

Условное обозначение АБ: 36 ТЖН-400

УЗА — устройство зарядное автоматическое. Предназначено для поддержания аккумуляторных батарей в рабочем состоянии и устанавливается на всех предприятиях, укомплектованных безрельсовым напольным электротранспортом.

Средством заряда АБ постоянным током являются полупроводниковые выпрямители на тиристорах (управляемых кремниевых вентилях).

Они имеют высокий КПД, бесшумны в работе и надежны в эксплуатации по сравнению с машинными агрегатами.

Выпрямители могут работать в автоматическом режиме и в режиме ручного управления.

Основные элементы выпрямителя:

• Трансформатор, понижающий, подключаемый к цеховой сети переменного тока,

• Блок тиристоров, собранный по трехфазной мостовой схеме, подключенный ко вторичной обмотке трансформатора.

• Система управления зарядом, представляющая собой замкнутую САР с отрицательной обратной связью по току заряда (I_ЗАР).

Она обеспечивает:

- поддержание величины заданного значения тока заряда при колебаниях напряжения сети и изменения его в процессе заряда (регулирование осуществляется изменением угла отпирания (запирания) тиристоров);

• задание тока заряда задатчиком тока;

• контроль времени заряда и отключение от сети УЗА по истечении его в автоматическом режиме;

• защиту от токов КЗ и неправильного включения полярности;

• сигнализацию и контроль зарядных параметров по КИП.

Вопросы для закрепления теоретического материала к лабораторной работе

1. Поясните назначение наземных электротележек.

2. Перечислите электрооборудование ЭТ.

3. В каком режиме работают механизмы ЭТ?

4. Поясните: каким образом осуществляется электроснабжение ЭТ?

5. Перечислите основные элементы выпрямителя.

Задания к лабораторной работе:

1. Начертите принципиальную электрическую схему управления ЭП наземной тележки.

2. Постройте диаграмму контроллера.

3. Опишите основные элементы схемы управления ЭП наземной тележки.

4. Составьте алгоритм управления ЭТ.

5. Поясните: каким образом осуществляется защита, блокировка и питание цепей.

Инструкция по выполнению лабораторной работы

1. Внимательно прочитайте краткие теоретические материалы по теме лабораторной работы.

2. Ответьте на вопросы для закрепления теоретического материала к лабораторной работе.

3. Выполните работу согласно задания к лабораторной работе.

4. Оформите отчет по лабораторной работе в тетради.

Порядок выполнения отчета по лабораторной работе

Отчет по лабораторным работам оформляется в тетрадях для лабораторных работ и должен содержать:

- необходимые таблицы, расчеты, выводы в соответствии с целью лабораторной работы.

Учитывая подготовку, выполнение лабораторных работ и ответы на вопросы по итогам выполнения работ, выставляются оценки в дорожной карте по каждой специальности (профессии).

Отчеты по всем выполненным работам хранятся у преподавателя в течение года. Лучшие отчеты используются в работе преподавателя.

Список использованных источников

Основная литература:

1. Кудрин Б.И. Электрооборудование промышленности [Текст]: учебник для студ. высш. учеб. заведений / Б.И. Кудрин, А.Р. Минеев. - М.: Издательский центр «Академия», 2008. – 432 с.

Дополнительная литература

1. Соколова Е.М. Электрическое и электромеханическое оборудование [Текст]: Общепромышленные механизмы и бытовая техника: Учеб. пособие для студ. Учреждений сред. Проф. образования. - М.: Мастерство; Высшая школа, 2001. – 224 с.

2. Шеховцов В.П. Справочное пособие по электрооборудованию и электроснабжению [Текст] / В.П. Шеховцов. – 2-е изд. - М.: ФОРУМ, 2011. –136 с. – (Профессиональное образование).

Электронные образовательные ресурсы

1. Шеховцов В.П. Электрическое и электромеханическое оборудование [Электронный ресурс]: Учебник. М.: ФОРУМ: ИНФА-М, 2004, 407 с.: ил. – (Профессиональное образование).

Версия: 1.0

Без подписи документ действителен 8 часов после распечатки. Дата и время распечатки: 13.08.2014, 17:07

Стр. 36 из 33