ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Факультет автоматики и вычислительной техники

Кафедра электропривода и автоматизации промышленных установок

Курс лекций по дисциплине

«Автоматизированный электропривод типовых производственных механизмов» для студентов заочного отделения

Часть I

Киров 2008

УДК 62-83(07) К 937

Составитель С.А. Новоселов

3

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ ..................................................................................................................		4
1 ТИПОВЫЕ ОБЩЕПРОМЫШЛЕННЫЕ МЕХАНИЗМЫ.......................................		7
1.1	Классификация общепромышленных установок ..............................................	7
1.2	Обзор общепромышленных механизмов циклического действия ...................	9
1.3	Обзор общепромышленных механизмов непрерывного действия.................	19
2 ЭЛЕКТРОПРИВОД ТИПОВЫХ ОБЩЕПРОМЫШЛЕННЫХ МЕХАНИЗМОВ
ЦИКЛИЧЕСКОГО ДЕЙСТВИЯ ...............................................................................		27
2.1	Статические и динамические нагрузки электроприводов подъемных и
тяговых лебедок ......................................................................................................		27
2.1.1 Одноконцевая подъемная лебедка...............................................................		27
2.1.2 Двухконцевая подъемная лебедка................................................................		36
2.2	Статические и динамические нагрузки электроприводов механизмов
передвижения и поворота .......................................................................................		42
2.3	Выбор двигателей для механизмов циклического действия...........................	48
2.4	Влияние упругих механических связей на динамику механизмов
циклического действия ...........................................................................................		55
2.5	Особенности динамики редукторных электроприводов инерционных
механизмов ..............................................................................................................		63
2.6	Электромеханические колебания резонансного характера.............................	70
2.7	Ограничение механических перегрузок электроприводов типовых
общепромышленных механизмов циклического действия ..................................		74
2.7.1 Электрическое непрерывное ограничение момента .................................		75
2.7.2 Механическое непрерывное ограничение момента ...................................		84
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК .......................................................................		85

4

ВВЕДЕНИЕ

Анализ мирового опыта создания нового и модернизации действующего

технологического

оборудования

показывает

высокую

динамику

развит

регулируемых

электроприводов,

компьютерных

средств

автоматизации,

использования информационных средств. Она обусловлена стремлением к

максимальному

повышению производительности

технологического

оборудования

и

качества

производимой

.продукцииВсе

ведущие

электротехнические

корпорации

выпускают

регулируемые

электроприводы

комплектно

с

компьютерными

средствами

автоматизации

в

виде

г

программируемых

систем, предназначенных

для

широкого

использования.

Окупаемость средств, вложенных в такие системы, является наиболее быстрой.

Кроме

применения

регулируемые

электроприводы

совмест

технологическими устройствами используются в качестве средств регулирования

технологических

переменных

уровня, давления,

влажности,

температуры,

дозирования, производительности и др.

Можно выделить следующие общие тенденции развития электроприводов,

имеющие устойчивый характер:

- постоянно расширяющееся применение регулируемых электроприводов в

промышленном оборудовании, транспорте, авиационной и космической технике,

медицине, бытовой технике для достижения новых качественных результатов в

технологии;

- замена нерегулируемых электроприводов регулируемыми в энергоемком

оборудовании (насосы, компрессоры, вентиляторы

и .) дрс

целью

энергосбережения;

-

распространение

блочно-модульных

принципов

постро

электроприводов,

информационных

средств, средств

управления

и

систем

управления в целом;

- динамичная компьютеризация электроприводов, механизмов, агрегатов и

комплексов и новая идеология проектирования систем;

		5
- дальнейшее развитие методов каскадного(подчиненного) управления,
получивших	широкое	распространение	в	электроприводах	и	органи

применимых к управлению технологическими переменными и интегральными показателями качества обработки, переработки и производства вещества;

- активное развитие и внедрение систем диагностирования, обслуживания,

визуализации технологических процессов и процессов управления.

Автоматизация современных технологических объектов сопровождается

применением большого числа электромеханических систем, с помощью которых

решаются задачи повышения качества продукции и эффект

технологического оборудования. Во многих случаях автоматические системы

управления	электроприводами следует			рассматривать	как		взаимосвязанные
системы, так как в состав технологического оборудования могут входить десятки
электроприводов, объединенных по цепям управления, питания						и нагрузки.
Стремление	к	электросбережению	в	результате	замены		нерегулируем

электроприводов		регулируемыми		приводит	к	необходимости		рассматривать
взаимосвязи	электромеханических			систем по цепям нагрузки в объектах, для
которых ранее такие задачи не ставились. Следует отметить и взаимосвязь
выходных	переменных		электромеханических			систем	при	формирован
технологических		показателей	обрабатываемых		изделий, характеризующих их

качество. Эта взаимосвязь осуществляется через систему функциональных устройств технологического объекта.

Современные компьютеризированные электроприводы оснащаются большой

библиотекой программных средств, с помощью которых можно решать многие функциональные задачи управления технологическим оборудованием разного

производственного назначения. Эти средства			распространяются на нижний
(управление	локальным	оборудованием) и	средний (координированное

управление оборудованием) уровни управления и ориентированы на связь с верхним (административным) уровнем.

Под типовым технологическим оборудованием(машинами и комплексами)

понимают такое оборудование, которое имеет существенные и особые

			6
функциональные	признаки	в	технологическом	. процессеТипизация

технологических комплексов возможна только применительно к процессу

производства	конкретного		изделия		и	носит	всегда	отраслевой . характ
Типизация	же	машин	и	механизмов			производится		в	соответств

функциональными особенностями выполнения ими части технологического процесса и не имеет отраслевой направленности. Имеется много машин и механизмов, выполняющих одинаковые или аналогичные операции технологических процессах разных отраслей промышленности. Такие машины и механизмы можно объединить в типовые функциональные группы, например резательного, подъемно-транспортного и другого оборудования.