pokretaci za asinhroni motor

7/25/2019 pokretaci za asinhroni motor

1/44

Sveuilite u Zagrebu

Fakultet strojarstva i brodogradnje

ZAVRNI RAD

Marko vaco

Zagreb, 2008.


2/44

Sveuilite u ZagrebuFakultet strojarstva i brodogradnje

ZAVRNI RAD

Voditelj rada:Dr. sc. Nenad Bojeti, docent Marko vaco

Zagreb, 2008.


3/44

3

Tema ovog zavrnog rada je Izrada varijantnog modela proizvoda i izrada suelja zaupravljanje varijantnim modelom proizvoda. Rad se bavi izradom varijantne konstrukcije sa ciljemskraivanja vremena konstruiranja novih varijanti te mogunosti bre promjene i prilagodbe vepostojeih kao i bre izrade tehnike dokumentacije. Predmet rada je kuite jednog tipa asinhronogmotora tvrtke Konar GIM. Kao osnova za izradu varijantne konstrukcije koriste se 3D raunalni

modeli opisani parametrima, tablice i podaci ve gotovih izvedbi kuita kao i odreeni zakoni tepravila konstrukcije kuita.

Asinhroni motor kojim se ovaj rad bavi ima jednu osnovnu konstrukciju u kojoj varira veliinau ovisnosti o snazi motora, tj. u ovisnosti o veliini statorskog paketa koji se ugrauje u kuite.Takoer postoji i druga varijanta izvedbe kuita, kao i mnoge varijacije postojeih varijanti.Raunalni program koji e se koristiti za izradu 3D modela, parametrizacije te konano i tehnikedokumentacije je Pro/ENGINEER Wildfire 3.


4/44

4

Popis slika.........................................................................................................................................5Popis tablica......................................................................................................................................5Popis kratica i stranih rijei ..............................................................................................................5

1. Uvod Opis zadatka (cilja) .............................................................................................................72. Opis proizvoda ..................................................................................................................................8

2.1. Asinhroni strojevi..................................................................................................................82.2. Sastav i vrste asinhronih motora ...........................................................................................82.3. Naelo rada asinkronog motora ..........................................................................................102.4. Asinhroni motor izvedbe 6APR6 i 6APO6.........................................................................11

3. Opis problema i prijedlog rjeenja ..................................................................................................124. Opis alata sa kojima e se problem rjeavati ..................................................................................135. Opis rjeenja (po koracima) ............................................................................................................14

5.1. Osnovni podaci motora i njegovog kuita.........................................................................145.2. Izrada 3D modela kuita motora .......................................................................................19

5.2.1. Izrada 3D modela dijelova kuita motora .....................................................................195.2.2. Izrada 3D modela neobraenog i obraenog sklopa kuita motora ..............................20

5.3. Konstrukcijski zahtjevi i ogranienja..................................................................................225.3.1. Konstrukcijski zahtjevi ...................................................................................................225.3.2. Konstrukcijska ogranienja.............................................................................................22

5.4. Izrada Pro/ENGINEER sheme............................................................................................235.5. Definiranje parametara........................................................................................................255.6. Definiranje relacija..............................................................................................................265.7. Upotreba ProProgram-a ......................................................................................................285.8. Primjer uporabe parametara, relacija i ProProgram-a na bonoj oplatnoj ploi.................295.9. Testiranje rada sheme na greke .........................................................................................315.10. Primjer generiranja dva razliita kuita.............................................................................31

6. Zakljuak i prijedlog daljnjeg rada .................................................................................................35

7. Dodatak ...........................................................................................................................................367.1. Primjer tehnike dokumentacije veliine motora 630M .....................................................367.2. Layout sklopa statorskog paketa .....................................................................................41

Literatura ........................................................................................................................................44


5/44

5

Popis slika

Slika 1: Spojevi statorskog namota i stezaljki trofaznog asinhronog motora..........................................9Slika 2: Spojne sheme kolutnog asinhronog motora...............................................................................10Slika 3: Izvedba 6APO6.........................................................................................................................11

Slika 4: Izvedba 6APR6.........................................................................................................................11Slika 5: Pro/ENGINEER - Radna okolina ..............................................................................................13Slika 6:Podaci sa mjerne skice za izvedbu 6APR6.................................................................................15Slika 7: Podaci sa mjerne skice za izvedbu 6APO6................................................................................16Slika 8:Primjer Konarevih projektnih podataka debljina tlane ploe...............................................17Slika 9:Primjer Konarevih projektnih podataka Podaci PS leajnog tita ........................................18Slika 10: Prikaz dijelova na 3D modelu sklopa kuita..........................................................................20Slika 11: Rastavljeni 3D model sklopa kuita.......................................................................................21Slika 12: Prvi lista za upis podataka u shemu.........................................................................................24Slika 13: Drugi lista za upis podataka u shemu ......................................................................................24Slika 14: Tablica parametara ParamTable ...........................................................................................26

Slika 15: Primjer tablice za dojavljivanje greaka..................................................................................27Slika 16: 2D crte bone oplatne ploe sa parametrima prvi prikaz....................................................29Slika 17: 2D crte bone oplatne ploe sa parametrima drugi prikaz..................................................29Slika 18: Kuite veliine 630M - standardno........................................................................................32Slika 19: Kuite veliine 630M prilagoeno prema zahtjevu kupca.....................................................32Slika 20: 630M prilagoeno- pogled s desna Slika 21: 630M prilagoeno- pogled odozdo............33Slika 22: 630M standardno- pogled s desna Slika 23: 630M standardno- pogled odozdo...............33Slika 24: Tehnika dokumentacija kuite 630M - Nacrt zavarivanja list 1 od 3 ..................................36Slika 25: Tehnika dokumentacija kuite 630M - Nacrt zavarivanja list 2 od 3 ..................................37Slika 26: Tehnika dokumentacija kuite 630M - Nacrt zavarivanja list 3 od 3 ..................................38Slika 27: Tehnika dokumentacija kuite 630M - Nacrt obrade list 1 od 2..........................................39Slika 28: Tehnika dokumentacija kuite 630M - Nacrt obrade list 2 od 2..........................................40Slika 29: Shema za definiranje statorskog paketa - list 1 .......................................................................41Slika 30: Shema za definiranje statorskog paketa - list 2 .......................................................................42Slika 31: Shema za definiranje statorskog paketa - list 3 .......................................................................43

Popis tablica

Tablica 1: Popis dijelova kuita motora ................................................................................................19

Popis kratica i stranih rijei

GIM Generatori i motoriPS Pogonska strana kuitaSS Stranja strana (suprotna pogonskoj) kuita

Layout ShemaPart Dio

Assembly SklopFamily table Obiteljska tablica

Error handling Rjeavanje greaka


6/44

6

Izjavljujem da sam ovaj zavrni rad izradio samostalno, svojim znanjem te uz pomonavedeneliterature.

Zahvala:

Zahvaljujem mentoru, docentu dr. sc. Nenadu Bojetiu na savjetima i pomoi.

Zahvaljujem se i ing. Vinji upanoviiz tvrtke Konar - Generatori i motori d.d. nasvim savjetima, prikupljenoj dokumentaciji i pomoi vezanoj uz moj rad.


7/44

7

1. Uvod Opis zadatka (cilja)

Cilj ovog rada je pojednostavljenje i skraenje procesa konstruiranja pomou uvoenjaparametrizacije 3D modela predmeta rada. Predmet rada su dvije izvedbe kuita trofaznog

asinhronog motora.

Rad je podijeljen u sedam poglavlja. Prvo se govori openito o asinhronim strojevima, te osamom motoru, njegovoj konstrukciji itd. Analiziraju se izvedbe kuita te se trae njihovekonstrukcijske razliitosti i istovjetnosti.

Tada se identificira opis problema te alati kojima e parametrizirati konstrukcija kuitamotora. Iznesen je cjelokupni nain rjeavanja problema koji se sastoji od izrade 3D modela dijelova isklopova, konstrukcijskih zahtjeva i ogranienja, definiranje parametara, relacija te uporabaProProgram-a, i izrada same sheme (layout). Dan je primjer jednog dijela na kojem su koriteniparametri, relacije te ProProgram. Na kraju su dani zakljuak i prijedlog daljnjeg rada kao i dodatak

u kojem se nalazi cjelokupna 2D tehnika dokumentacija jedne izvedbe kuita.


8/44

8

2. Opis proizvoda

Proizvod kojim se ovaj rad bavi je kuite Trofaznog asinhronog motora visokog napona sautomatskim podizaem etkica. Izvedbe motora prema Konarovom katalogu su 6APR6 i 6APO6,

nazivni napon je 6000 V, a snaga najjae izvedbe iznosi 10 kW.

2.1. Asinhroni strojevi

[1] Asinkroni strojevi pripadaju strojevima izmjenine struje s brzinom vrtnje rotora razliitom odsinkrone brzine vrtnje i ovisnom o optereenju. Dok su sinkroni strojevi uglavnom predstavnicistrojeva velike snage, koji se proizvode pojedinano i preteno koriste kao generatori, asinkroni sustrojevi u veini sluajeva manjih snaga (izrauju se najee u serijskoj proizvodnji) i srednjih snaga,te se preteno upotrebljavaju kao motori. Pojedinano se izvode i za vee snage, desetak MW i vie, te

za napone i preko 15 kV, a katkad se koriste i kao generatori.Asinkroni motori izvode se najee kao trofazni. Rad asinkronog motora povezan je s

okretnim magnetskim. Velike zasluge za razvoj asinkronog motora ima znameniti izumitelj NikolaTesla.

Asinkroni motor (AM) napaja se prikljukom statorskog namota na vanjski izvor (mreu) dokse u rotorskom namotu inducira napon putem elektromagnetske indukcije. Zbog toga se ovi motoriesto nazivaju i indukcijski motori.

2.2. Sastav i vrste asinhronih motora

Magnetski krug asinkronog motora obuhvaa paket limova nepokretnog statora i pokretnogrotora te zrani raspor izmeu njih.

Stator oblika upljeg valjka sastavljen je od meusobno izoliranih tankih dinamo limova. Naunutranjoj strani valjka nalaze se uzduni utori u koje se rasporeuje trofazni namot. Stator seugrauje u kuite motora koje slui kao nosai zatita eljeznog paketa i namota. Materijal kuita jevaljani elik, lijevano eljezo ili lijevana legura aluminija (najee kod manjih motora). Radipoveanja povrine hlaenja kuite obino ima rebra ili u statorskom paketu limova kanale zahlaenje. Kod motora s vlastitim hlaenjem na osovinu se prigrauje ventilator. Bone strane kuitamotora manjih snaga su tzv. leajni titovi s leajevima za osovinu rotora dok motori velikih i najveihsnaga imaju posebno izvedene leajeve. Na kuitu se nalaze dijelovi za privrenje motora, a neki

motori manjih snaga privruju se prirubnicom.

Na kuitu motora nalazi se prikljuna kutija sa stezaljkama na koje je izveden statorski namot i kojeslue za prikljuak trofaznog izvora napona.Statorski trofazni namot spaja se u spoj zvijezda ili u spoj trokut. Motori veih snaga s namotomspojenim u trokut unutar motora imaju u prikljunoj kutiji samo tri stezaljke. Kod motora manjih snagaprikljuna kutija ima est stezaljki na koje su spojena tri poetka i tri kraja namota kako bi se premapotrebi mogla ostvariti oba spoja. Slika 1 prikazuju namote u spoju zvijezda i u spoju trokut, nainpovezivanja mostiima za prespajanje u prikljunoj kutiji te oznake stezaljki statorskog namota. Smjervrtnje mogue je promijeniti meusobnom zamjenom bilo kojih dviju faza prikljuka izvora napajanja.


9/44

9

a) b)

Slika 1: Spojevi statorskog namota i stezaljki trofaznog asinhronog motoraa) zvijezda spoj b)trokut spoj

Rotor asinkronog motora ine osovina i na nju navuen rotorski paket sastavljen od tankihmeusobno izoliranih dinamo limova. U uzdunim utorima na obodu smjeten je namot.Ovisno o vrsti rotorskog namota asinkroni motori mogu biti

- kliznokolutni (motor s namotanim rotorom) ili- kavezni.

Kliznokolutni (ili krae kolutni) asinkroni motor ima rotorski namot izveden po istim naelimakao i statorski namot. Osnovni je zahtjev da oba namota stvaraju simetrino okretno polje, a broj fazastatora i rotora ne mora biti jednak. Iako se simetrino okretno polje moe postii na vie naina,rotorski se namot obino izvodi kao trofazni i spaja na tri klizna koluta. Broj pari polova statorskog irotorskog namota mora uvijek biti jednak. Kod veih se motora rotorski namot spaja obino u trokut, akod manjih u zvijezdu.

Izvodi rotorskog namota spajaju se na tri klizna koluta (prstena) smjetena na osovini iizolirana meusobno i prema njoj. Kad rotor rotira, po kolutima klize etkice smjetene u draima

postavljenim na nosaeetkica.

etkice i klizni koluti zatvaraju strujni krug rotorskog namota prekootpornika smjetenih izvan stroja u rotorskom uputniku (pokretau). Otpori rotorskog uputnika mogu

biti metalni, a kod motora veih snaga i vodni. Na metalnim se otpornicima po potrebi ukljuujuodreeni stupnjevi otpora. Vodni otpornici omoguuju kontinuiranu promjenu otpora, ovisno opovrini elektroda uronjenih u vodljivu tekuinu.

U trenutku pokretanja u rotorski se krug ukljuuje obino najvei iznos otpora dok se kodnazivne brzine vrtnje otpor iskljui, a rotorski namot kratko spoji. Kod nekih izvedbi kolutnihmotora postoji ureaj tzv. podizaetkica kojim se nakon dovrenog zaleta kratko spoji namot nakliznim kolutima i podignu etkice. Time se smanjuju elektrini i mehaniki gubici, a etkice ikoluti ne troe se bespotrebno.

Kolutni asinkroni motori nalaze primjenu npr. za pogon drobilica, dizalica, mlinova,kompresora, pumpi, transportera i svuda gdje zbog zahtjeva pogona nije mogue primijenitineregulirani kavezni asinkroni motor. Prednost im je da i kod tekih uvjeta pokretanja (pokretanjevelikih momenta tromosti) imaju, uz djelovanje rotorskog uputnika, relativno malu strujupokretanja uz istodobno veliki potezni moment pa se u prijelaznim stanjima rotorski namot nepregrijava. Mogu se koristiti i za upravljanje brzine vrtnje u uem podruju bez posebnih izvorapromjenljive frekvencije.

Nedostatak im je u odnosu na kavezni motor da su specifino tei i skuplji (osobito kodmanjih snaga), a u pogonu osjetljiviji (klizni kontakti, troenje etkica). Zbog iskrenja nakontaktima ograniena im je primjena u pogonima s eksplozijskom atmosferom. Slika 5.2

prikazuje naelne spojne sheme kolutnog asinkronog motora. Stezaljke rotorskog namota oznaujuse K, L, M.


10/44

10

a) b) c)

Slika 2: Spojne sheme kolutnog asinhronog motora

a)detaljna b)tropolna c)jednopolna

2.3. Naelo rada asinkronog motora

Prikljuivanjem na izmjenini simetrini trofazni izvor kroz statorski namot poteku struje kojestvore okretno (rotirajue) magnetsko polje. Ono rotira sinkronom brzinom vrtnje ns i pri svojojrotaciji presijeca vodie statorskog i rotorskog namota u kojima se inducira napon. Strujamagnetiziranja i iznos okretnog magnetskog toka upravo su takvi da se u statorskom (primarnom)namotu inducira napon E1 koji dri ravnoteu s prikljuenim naponom izvora U.

Iznos induciranog napona E2 u rotorskom (sekundarnom) namotu ovisi o indukciji, brzinikojom okretno polje presijeca vodie rotora i o znaajkama rotorskog namota.

Kad bi rotorski namot bio otvoren (npr. kod koutnog motora ako nije prikljuen uputnik), iako postojiinducirani napon E2, ne bi potekla struja, ne bi bilo djelovanja mehanike sile na vodie rotora i rotorbi mirovao.

Na vodie rotora kojima tee strujaI2, a nalaze se u magnetskom polju, djeluje sila F koja nakraku r prema osi rotacije stvara zakretni momentM.Razvijeni moment djeluje u smjeru vrtnje okretnog polja. Smjer vrtnje trofaznog asinkronog motoramoe se promijeniti ako promijeni smjer vrtnje okretnog magnetskog polja to se ostvarujemeusobnom zamjenom dva dovoda motoru.Brzina vrtnje rotora uvijek je manja od sinkrone brzine vrtnje kojom rotira okretno magnetsko polje iovisi o optereenju motora. U praznom hodu kad je rotor neoptereen i kad treba svladavati tekneznatne mehanike gubitke, brzina vrtnje rotora pribliava se sinkronoj brzini. Kod veih mehanikihoptereenja razlika ovih brzina je vea.

Rotor asinkronog motora ne moe rotirati sinkronom brzinom vrtnje. Kad bi rotor postigaosinkronu brzinu vrtnje ne bi vie bilo razlike brzina izmeu okretnog magnetskog polja i rotora pamagnetske silnice ne bi presijecale vodie rotora. Zbog toga se u rotorskom namotu ne bi induciraonapon, ne bi tekla struja kroz vodie rotorskog namota i ne bi bilo djelovanja sile na vodie rotora, Usinkronizmu rotor ne moe stvoriti moment potreban za rotaciju. Zbog toga se rotor uvijek okreeasinkrono, po emu je ovaj motor i dobio svoj naziv.


11/44

11

2.4. Asinhroni motor izvedbe 6APR6 i 6APO6

Konarevi motori za koje se vri parametrizacija nazivnog su napona 6000 V i snage do 10000W. Na slijedeoj slici dana je izvedba 6APO6 sa hlaenjem kroz gornje otvore uz pomorashladnekutije.

Slika 3: Izvedba 6APO6

Izvedba 6APR6 se razlikuje po tome to ona nema rashladnu kutiju vese motor hladiizravnim propuhivanjem zraka kroz gornje otvore. 3D modeli kuita i slike i podaci iz Konarevihkataloga dani su u poglavlju 5.

Slika 4: Izvedba 6APR6


12/44

12

3. Opis problema i prijedlog rjeenja

Sva tehnika dokumentacija svih kuita izraena je u raunalnom programu AutoCad. Kadase mora napraviti kuite novih dimenzija svaki se dio poinje crtati ispoetka. Isto vrijedi i za sklop.Ako se neki detalj u konstrukciji mora samo prilagoditi neijem zahtjevu ili napraviti neka mala

promjena, vrijeme koje je potrebno uloiti nije zanemarivo nego takvi poslovi znaju potrajati i vrlodugo. Problem je u tome to se koristi puno vremena na crtanje dijelova koji su venacrtani ali serazlikuju u neznatnom broju konstrukcijskih znaajki ili su samo drugih dimenzija. To vrijeme je loeutroeno te se ovakvi poslovi mogu izbaciti uvoenjem fleksibilnog naina konstruiranja i izradetehnike dokumentacije.

Prijedlog rjeenja je izrada Pro/ENGINEER sheme (layout-a). Uporabom sheme omoguiti ese viestruko bre i jednostavnije konstruiranje novih varijanti kuita, prilagodba ve postojeihprema specifinim zahtjevima kupaca ili trenutne situacije. Shema e sluiti kao centralno mjesto zaupis svih podataka o kuitu te e generirati 3D modele dijelova i sklopa (mogue je napraviti igeneriranje tehnike dokumentacije) te e javljati greke ako postoji nepravilnost u konstrukciji i sl.


13/44

13

4. Opis alata sa kojima e se problem rjeavati

Parametrizacija kuita i izrada 3D modela vriti e se uz pomo raunalnog programaPro/ENGINEER Wildfire 3. Ovim programom takoer je mogue nainiti cjelovitu tehnikudokumentaciju svih dijelova i sklopljenog proizvoda.

Slika 5: Pro/ENGINEER - Radna okolina

Od funkcija programa koristiti e se Part design, Assembly design, izrada Layout-a iProProgramSvi dijelovi e se prvo modelirati prema 2D tehnikoj dokumentaciji Konara. Nakon toga e modelispojiti u sklop te e se na tom sklopu izvriti sve dodatne operacije (npr. Buenje provrta, fina dodatnaobrada...) koji se u stvarnosti vre na gotovom proizvodu.Nakon modeliranje e se pristupiti izradi layout-a tj. sheme.


14/44

14

5. Opis rjeenja (po koracima)

U ovom poglavlju dan je opis rjeenja. Detaljno je opisan svaki korak.

5.1. Osnovni podaci motora i njegovog kuita

Na slijedee dvije slike dani su kataloki podaci tj. podaci sa mjerne skice dvije izvedbe ku itamotora koja su obraena ovim radom.


15/44

15

Slika 6:Podaci sa mjerne skice za izvedbu 6APR6


16/44

16

Slika 7: Podaci sa mjerne skice za izvedbu 6APO6


17/44

17

Za slijedee dvije slike dani su primjeri Konarevih projektnih podataka.

Slika 8:Primjer Konarevih projektnih podataka debljina tlane ploe


18/44

18

Slika 9:Primjer Konarevih projektnih podataka Podaci PS leajnog tita


19/44

19

Za izradu raunalnog modela koriste se podaci iz kataloga ali i Konarevi projektni podaci.Podaci u katalogu su osnovne gabaritne mjere vanjskog dijela kuita i motora prema kojima kupaczna njegove gabarite pri kupnji.

Sa druge strane projektni podaci su mjere statorskog paketa, tlanih ploa, leajnih titova itd.,tj. dijelova koji se montiraju u ili na samo kuite motora.

To znai da kuite motora mora zadovoljiti dva zahtjeva. Mora biti odreenih gabarita, te se unjega (na njega) moraju moi smjestiti svi ostali dijelovi motora.

5.2. Izrada 3D modela kuita motora

Nakon to su definirani i poznati svi osnovni podaci kree se u izradu 3D modela dijelova isklopa kuita motora.

5.2.1. Izrada 3D modela dijelova kuita motora

Kao bazni model izabrano je kuite tipa izvedbe A6PR6 veliine 560M. Ovaj model e bitijedini koji e se izravno modelirati, dok e se sve druge izvedbe 500S pa sve do 710L generirati izPro/ENGINEER sheme koja je opisana poglavlju 5.4.

U slijedeoj tablici naveden je popis svih dijelova od kojih se kuite sastoji.

ID dijela Opis dijela Izvedba

kuita

Komada(simetrino)

Komada(nesimetrino)

5 Desna bona oplatna ploa 1 16 Lijeva bona oplatna ploa 1 13 Gornja oplatna ploa 1 11 PS i SS ploa 2 22 Tlana ploa 2 24 Ukrutna ploa 8 4

4_1 Ukrutna ploa SS Nesimetri

na 0 411 Ukrutna cijev PS 2 2

13 Ukrutna cijev SS 2 214 Ukrutna cijev za grija 1 112 Ukrutna cijev (sredinja) 3 17 Noga 4 2

10 Noga SS Nesimetrina 0 216 L nosa 4 421 Uica 4 415 Prikljuak za uzemljenje 2 29 Manja podna ploa 2 1

9_1 Manja podna ploa SS Nesimetrina 0 18 Vea podna ploa 1 1

Tablica 1: Popis dijelova kuita motora

Dijelovi za koje je u treoj koloni naznaena nesimetrina izvedba znai da se ovi dijelovipojavljuju samo u nesimetrinoj izvedbi kuita.


20/44

20

Slika 10: Prikaz dijelova na 3D modelu sklopa kuita

5.2.2. Izrada 3D modela neobraenog i obraenog sklopa kuita motora

Nakon to su modelirani svi dijelovi kuita motora izrauje se sklop. Gledajui tehnoloki,ovo kuite se izrauje u dvije faze. U prvoj fazi se dijelovi koji su modelirani u 5.2.1 sklapaju(zavare) te se dobiva sklop kuita motora. Ovaj sklop ide na daljnju obradu pa se naziva neobraenisklop kuita. Kada su svi dijelovi zavareni tada se vri dodatna obrada kuita motora kako bi sepostigle odgovarajue zahtijevane tolerancije oblika i tolerancije mjera. U Pro/ENGINEER-umodeliraju se dva zasebna sklopa. Prvi sklop je neobraeni, a drugi je obraeni. Obraeni sklop u sebisadri neobraeni. Koriste se dva sklopa iz razloga to je jednostavnije generiranje tehnikedokumentacije sa dvije odvojene datoteke.

Na slijedeim slikama prikazan je 3D model sklopa te su identini dijelovi oznaeni istombojom.


21/44

21

Slika 11: Rastavljeni 3D model sklopa kuita


22/44

22

5.3. Konstrukcijski zahtjevi i ogranienja

Prije nego to se ponu dodavati parametri i definirati relacije mora se ustanoviti koji su to svezahtjevi na kuite; to e se to sve mijenjati, to e uvijek biti identine konstrukcije i istih mjera, itd.Takoer postoje neka konstrukcijska ogranienja, minimalne debljine materijala koje se morajukoristiti za odreenu veliinu kuita itd.

5.3.1. Konstrukcijski zahtjevi

Ovdje e biti navedeni konstrukcijski zahtjevi koje sam dobio u tvrtci Konar i koji moraju bitiispunjeni i omogueni u Pro/ENGINEER shemi.Zahtjevi na mogunost promjene konstrukcije kuita su slijedei:

1) Izvedba kuita simetrino ili nesimetrino kod simetrine izvedbe e se statorski paketpostaviti u sredite kuita te e u ovom sluaju irina PS i SS odjeljka biti identina. Duljinenogu sa PS i SS strane su identine, duljine podnih ploa 9 su iste te je podna ploa 8simetrina jer su sve etiri noge iste duljine. Kod nesimetrine izvedbe statorski paket se moestaviti na neku udaljenost od PS ili SS ploe koja nije na polovici kuita, te e u ovom sluaju

irina PS i SS odjeljka biti razliita. Duljine nogu sa PS i SS strane mogu se odvojeno definiratijer statorski paket nije u sreditu kuita pa noge moraju biti dulje na strani gdje je sreditestatorskog paketa. Duljine podnih ploa 9 sa SS i PS strane se razlikuju, a podna ploa 8 vienije simetrina zbog razliitih duljina nogu.

2) Mogunost promjene dodatka za obradu na nogama te na oplatnim ploama 3,5 i 6. Ove ploese u najveem broju sluajeva izrauju 6mm dulje kako bi se nakon zavarivanja kuitaobradile na tonu mjeru i zahtijevane tolerancije. Isto tako i dodatak na nogama je 5mm ali semora moi promijeniti na vie ili manje po potrebi

3) Mogunost definiranja poloaja i dimenzija ukrutnih cijevi. Moe se mijenjati njihov vanjskipromjer te debljina cijevi.

4) Otvori za uvrivanje kuita na bonim oplatnim ploama su dimenzija 300 x 200 mm ali senjihova veliina mora moi promijeniti

5) Mogunost konstrukcije kuita sa ili bez L nosaa dio 166) Sve dimenzije i poloaj dijelova 21 - uice i dijela 16 L nosaa su promjenjivi te se moraju

moi definirati prema zahtjevu.7) Poloaj sklopa 15 uzemljenja mora se moi definirati prema zahtjevu8) Na bonu oplatnu plou 5 postavlja se prikljuna kutija i boni rashladni ureaj. Ovi elementi

nemaju tono odreen poloaj tako da se pozicije i veliine rupa i provrta vezanih uz oveelemente na ploi 5 moraju moi mijenjati.

9) Postavljanje osmerokutnog otvora za bonu rashladnu kutiju na desnu i na lijevu stranu kuita.

5.3.2. Konstrukcijska ogranienja

Za razliite veliine kuita postoje odreene minimalne te maksimalne dimenzije pojedinih dijelova.Za svaku od veliina kuita 500, 560, 630 ili 710 postoje neki intervali u kojima moraju biti pojedinemjere. Oni su slijedei:

1) Debljina noguOvisno o veliini i teini kuita odreuju se i debljine nogu.

Veliine:500 25 - 30 mm560 25 - 30 mm630 30 - 35 mm720 30 - 40 mm

2)

Debljina oplatnih ploa 3,5 i 6Veliine:500 8 mm

560 8 - 10 mm


23/44

23

630 10 - 12 mm720 10 - 12 mm

3)

Debljina tlanih ploa ploe 2Debljina ploa 2 u izravnoj je vezi sa debljinom tlane ploe statorskog paketa. Debljinetlanih ploa statorskog paketa odreuju se pomou Konarevih projektnih podataka zakonstrukciju statorskog paketa. Primjer projektnih podataka dan je na slikama 7 i 8. Takoerobrada ploa 2 vezana je direktno na oblik i dimenzije tlanih ploa koje su definirane uKonarevim projektnim podacima, a sve vezano uz ploe 2 biti e obraeno u poglavljurelacija.Veliine:500 25 - 40 mm

560 25 - 40 mm630 30 - 40 mm72040 mm

4) Leajni titovi SS i PSOvisno o veliini kuita izabiru se vestandardni, potpuno konstrukcijski definirani leajni titovi

koji se vijanjem spajaju na PS i SS plo

u. Na leajnim titovima postoje to

no definirani promjerikoji moraju nasjedati na PS i SS ploe tako da se one moraju obraditi prema dimenzijama leajnih

titova. Na leajnim titovima takoer postoje provrti za vijke ovisno o izvedbi moe ih biti 8 ili12 i promjeri im takoer nisu fiksni. PS i SS ploe moraju imati navojne provrte tono definiraneprema leajnom titu. Nasijedanje leajnih titova na PS i SS ploe detaljnije e biti obraeno upoglavlju relacija.Debljine PS i SS ploa su slijedee:

Veliine: 500 20 - 30 mm560 20 - 30 mm630 20 - 35 mm720 20 - 35 mm

5.4. Izrada Pro/ENGINEER sheme

Nakon to su poznati svi konstrukcijski zahtjevi i ogranienja moe se poeti izraivatiPro/ENGINEER shema. Shema e posluiti kao centralno mjesto za upis podataka preko kojih e segenerirati model. Iz tog razloga shema mora biti pregledna i jasna. U shemi e biti sve tablice i skicekoje se nalaze u Konarovom katalogu (mjerna skica) kako bi shema bila to slinija katalogu.Takoer e se u shemi nalaziti svi projektni podaci za izradu tlanih ploa, statorskog paketa, PS i SSleajnog tita svih veliina kuita (500, 560, 630, 710). Shema se sastoji od nekoliko listova (sheet), a

na svakom od tih listova unose se odreeni podaci. Na slijedee dvije slike dane su slike dva lista izsheme.


24/44

24

Slika 12: Prvi lista za upis podataka u shemu

Slika 13: Drugi lista za upis podataka u shemu

Na prvoj slici prikazan je prvi list u shemi u koji je potrebno unijeti podatke. Podaci se u njegaunose u skroz desnu kolonu tablice. Na prvom listu se izabire da li e kuite biti simetrino ili


25/44

25

nesimetrino, da li e imati bone L nosae ili ne te se upisuju jo neke vrijednosti. Svi parametri supopraeni 2D crteima radi bolje orijentacije i preglednosti.

Na drugoj slici prikazan je drugi list u shemi. U njega se upisuju osnovni podaci kuita.

5.5. Definiranje parametara

Parametri e sluiti kako bi se preko Pro/ENGINEER sheme dodijelile vrijednosti dimenzijamadijelovima (part) i sklopovima (assembly). U shemi e se u tablice upisivati vrijednosti dimenzijapojedinih dijelova, dimenzija neobraenog sklopa i pojedinih obrada sklopa. Sve te vrijednosti e seonda preko relacija povezati za dimenzije dijelova i sklopa.

Sama definicija parametara vri se u Pro/ENGINEER layout-u. U njemu se definiraju imena itipovi parametara te njihove poetne vrijednosti, npr. AA tipa String vrijednosti 560S, B tipa Yes/Novrijednosti No, visina1 tipa Real Number vrijednosti 125,45. Potrebno je svaki dio (part) i svakisklop (assembly) u Pro/ENGINEER-u povezati na shemu kako bi svi modeli bili povezani sa njom teimali vrijednosti parametara definiranih u njoj. To se vri preko opcije Declare.

U izradi sheme je sveukupno koriteno oko 210 parametara koji opisuju dimenzije dijelova,sklopova te obrade zavrnog sklopa te kao nositelji nekih drugih podataka.. Vrste parametara koje sukoritene su slijedee:

Yes/No npr. parametar za izbor da li e kuite biti simetrino ilinesimetrino ovaj tip parametara je koriten 5 puta

String npr. parametar koji pamti ime izvedbe kuita ovaj tipparametara je koriten oko 35 puta

Real Number realni broj veina parametara koji pamte brojaneveliine ovaj tip parametara je koriten oko 160 puta

Ovisno o kompleksnosti dijelova te traenoj fleksibilnosti koriten broj parametara za pojedinedijelove (part) vrlo se razlikuje. Kod nekih npr. ukrutnih ploa koritena su sveukupno 3 parametrakoji opisuju sve tri dimenzije ploe visinu, duljinu i irinu. Dok je kod bone oplatne ploe na kojuse montiraju prikljuna i rashladna kutija broj parametara vei od 20.

Iz razloga to postoji tako velik broj parametara i velik broj vepreddefiniranih veliina kuita(njih 13) koristiti e se opcija u Pro/ENGINEER-u ParamTable. ParamTable, kako joj samo imegovori je tablica parametara. U nju e se pohraniti svi parametri vezani uz mjernu skicu i projektnepodatke kao i jo neki drugi parametri. Za svaku veliinu kuita pohranjuje se drugi skup parametara.Kada korisnik koristi shemu jednostavno izabere eljenu veliinu kuita sa kojom eli raditi te seautomatski svi podaci iz ParamTable-a unesu u tablice u shemi. Tada se sve te vrijednosti mogu

mijenjati po elji i potrebi.


26/44

26

Slika 14: Tablica parametara ParamTable

Koritenjem tablice parametara na brz i jednostavan nain se pridodaje vepreddefiniran skupvrijednosti odreenim parametrima. Tablica parametara ima oko 100 kolona i 13 redova. To jesveukupno 1300 preddefiniranih vrijednosti.

Ali parametri nemaju nikakvog utjecaja ako se ne koriste relacije. One su opisane u slijedeempoglavlju.

5.6. Definiranje relacija

Nakon definiranja svih parametara potrebno je uvesti relacije. Relacijama omoguavajuslijedee:

Izraunavanje vrijednosti nekog parametra pomou formula koritenjemosnovnih matematikih operacija (zbrajanje, oduzimanje, mnoenje...),trigonometrijskih funkcija (sinus, kosinus, tangens...) te mnogih drugih. Akovrijednost parametra A ovisi o parametru B i C relacija moe biti slijedeaA = 2 x

B C

Dodjeljivanje vrijednosti pohranjenih u parametrima znaajkama modela,sklopa. Relacija koja nekoj dimenziji dijela dodjeljuje parametar A moe glasiti d34

= A. Kada je ovakva relacija napisana u modelu ova dimenzija vie nije slobodna tese moe mijenjati iskljuivo preko promjene vrijednosti tog parametra.


27/44

27

Omoguavaju odluivanje If then else- mogue je npr. napraviti takvu relacijeda vrijednost parametraA bude (2 x B C)kada je C > B, a da jeA = 3 x B Czasluaj kada je C


28/44

28

D141:1=D9_D144:1=L7-(L3-2*T3)/2/*BOCNI OTVORI ZA UCVRSCIVANJE KUCISTA NA PODD293:1=SCD323:1=SC+SB/2D324:1=2*SC+SAD340:1=SC+SB/2

D341:1=2*SC+SAD406:1=SC+SB/2D407:1=2*SC+SAD425:1=SC+SB/2D426:1=2*SC+SA

5.7. Upotreba ProProgram-a

Neka rjeenja nije mogue rijeiti samo uz pomorelacija te se u tu svrhu koristi ProProgram.ProProgram se sastoji od inputa, relacija, baznog dijela, mass properties-a.Od ovih dijelova koristi ese bazni dio ProProgram-a. U njemu su definirane sve operacije dodavanja svih znaajki, dodavanjadijelova u sklop itd. Primjer koda ProProgram-a:

ADD PART 9INTERNAL COMPONENT ID 155PARENTS = 115(#18) 91(#13) 141(#22)END ADD

ADD PART 10INTERNAL COMPONENT ID 170PARENTS = 108(#17) 40(#5)END ADD

Ovo je kod iz sklopa te on znai da treba dodati dijelove 9 i 10 u sklop, i govori kojekomponente su mu roditelji (parent) tj. na koje se komponente treba vezati. Ako elimo dodati samojedan od ta dva dijela i to tako da za sluaj kada je parametar SIMETRICNO_KUCISTE (kojim jeodreena simetrinost/nesimetrinost kuita) istinit dodamo dio 9, a u suprotnom dio 10 samo se dodaslijedei kod u vepostojei ProProgram:

IF SIMETRICNO_KUCISTE==TRUEADD PART 9INTERNAL COMPONENT ID 155PARENTS = 115(#18) 91(#13) 141(#22)END ADD

END IF

IF SIMETRICNO_KUCISTE==FALSEADD PART 10INTERNAL COMPONENT ID 170PARENTS = 108(#17) 40(#5)END ADD

END IF

Na ovaj jednostavan nain rijeeni su svi problemi vezani uz dijelove koji su razliiti kodsimetrine i nesimetrine verzije kuita motora. Ti dijelovi su: ukrutne ploe, ukrutne cijevi, podneploe.


29/44

29

5.8. Primjer uporabe parametara, relacija i ProProgram-a na bonoj oplatnoj ploi

Na slijedeim slikama dani su 2D crtei bone ploe te svi njeni parametri.

Slika 16: 2D crte bone oplatne ploe sa parametrima prvi prikaz

Slika 17: 2D crte bone oplatne ploe sa parametrima drugi prikaz


30/44

30

Slijedei podaci su sve relacije vezane uz bonu oplatnu plou:

/*VISINA PLOCED71=VISINA_BOCNIH_PLOCA

/*DULJINA PLOCE BEZ OBRADE

D1=NEOBRADENA_DULJINA_KUCISTA

/*DEBLJINA PLOCED20=DEBLJINA_KUCISTA

/*VISINA DVIJE RUPE SA BOCNE STRANED2=SA

/*SIRINA DVIJE RUPE SA BOCNE STRANED3=SB

/*POLOZAJ PS I SS OTVORA

D5=PO1+DODATAK_PS_SSD72=PO2+DODATAK_PS_SS

/*OSMEROKUTNI OTVORD76= UO1D75=VOD86=UO2D85=COD82=COD83=COD84=CO

/*RUPE ZA USICED14=1+NGD15=1+NAD17=RAZMAK_PLOCE_1

Dimenzije koje su na slikama 15 i 16 definirane brojano su fiksne te se ne mijenjaju.

ProProgram koriten za ukljuivanje odnosno iskljuivanje znaajke Cut i Chamfer za boniosmerokutni otvor:

IF NDS==TRUE

ADD FEATURE (initial number 8)INTERNAL FEATURE ID 454PARENTS = 77(#6) 446(#7)

CUT: Extrude......

SECTION NAME = Sketch 2END ADD

ADD FEATURE (initial number 9)INTERNAL FEATURE ID 497PARENTS = 454(#8)


31/44

31

CHAMFER: Edge......

NO. ELEMENT NAME INFO......

FEATURE'S DIMENSIONS:

d82 = 60 X 45 DegEND ADD

END IF

U ProProgram-u koritena je jednostavna naredbaIf thenkako bi se ako je uvjet zadovoljen NDS je istinit napravio Cuti Chamferznaajka, a ako je NDS laan onda se te dvije znaajke neebiti aktivne te ova bona ploa nee imati osmerokutni otvor.

5.9. Testiranje rada sheme na greke

Nakon izrade sheme potrebno je izvriti testiranje sheme na greke. Unaanjem razliitihpodataka te generiranjem razliitih modela i sklopova ispituje se stabilnost sheme, modela i sklopova.

5.10.Primjer generiranja dva razliita kuita

Ovdje e biti prikazane dvije razliite verzije kuita iste veliine. Kao primjer praktineuporabe sheme moemo uzeti kupca koji eli da se ve postojea (standardna) izvedba kuitaprilagodi njegovim specifinim zahtjevima. Standardno kuite e biti 630M a zahtjevi kupca e bitislijedei:

Nesimetrino kuite poloaj statorskog paketa 200 mm u smjeru SS strane

Duljina PS nogu 150 mm dulje od SS, a SS noge neka ostanu standardne duljine Nestandardne ukrutne cijevi eljene mjere su: vanjski promjer 175 mm, debljina

cijevi 20 mm npr. zbog veeg optereenja kuita Otvori za privrivanje kuita na bonim oplatnim ploama dimenzija 250 x 250 mm

(Standardno 300 x 200 mm) Gornji otvori za propuhivanje zraka drugih dimenzija Debljine tlanih ploa i PS i SS ploe 40 mm (standardno 25mm) npr. zbog veeg

optereenja kuita Otvor za bonu rashladnu kutiju na lijevoj strani i veih dimenzija (standardno je na

desnoj strani) Dimenzije i debljina uica su vei

Standardno i prilagoeno kuite dani su na slijedeim slikama:


32/44

32

Slika 18: Kuite veliine 630M - standardno

Slika 19: Kuite veliine 630M prilagoeno prema zahtjevu kupca


33/44

33

Slika 20: 630M prilagoeno- pogled s desna Slika 21: 630M prilagoeno- pogled odozdo

Slika 22: 630M standardno- pogled s desna Slika 23: 630M standardno- pogled odozdo


34/44

34

Na prethodnim slikama prikazano je kuite 630M u standardnoj izvedbi i prilagoenoj izvedbipo zahtjevima kupca. Identini dijelovi su iste boje. Tako npr. na 630M standardnoj izvedbi su svih 8ukrutnih ploa iste boje jer su iste dimenzije dok su kod 630M prilagoenom kuitu 4 ploe jedneduljine, a 4 ploe druge duljine. Takoer noge na PS i SS strani nisu vie iste kao kod 630Mstandardnog isto kao i PS i SS podna ploa.


35/44

35

6. Zakljuak i prijedlog daljnjeg rada

Nakon temeljite analize modela, postavljanja ispravnih i relevantnih parametara i relacijadobiven je vrlo stabilan fleksibilan raunalni model kuita motora.

Na svaki specifian zahtjev u konstrukciji ovom Pro/ENGINEER shemommogue je jako brzo

izai sa kvalitetnim konstrukcijskim rjeenjem bez puno utroenog vremena.Takoer nije potrebno imati stotine datoteka svakog dijela i svakog sklopa pojedine verzijekuita ve je mogue koritenje Pro/ENGINEER sheme u kojoj se mogu sauvati pojedine noveverzije ili preinake starih verzija uparametrizacijskoj tablici.

Osobe koje nisu vine modeliranju u 3D CAD programima mogu koristiti ovu shemu bezvelikog predznanja te generirati gotove modele i sklopove. Mogue je napraviti dojavljiva greaka(neto slino error handler-u) koji e ukazati na mjere koje su pogreno upisane jer daju nemoguekonstrukcije.

Zakljuak je taj da koritenje sheme ima velik broj prednosti kod proizvoda koji se estomijenjaju ili imaju velik broj varijanti koje se opet mogu mijenjati. Kod takvih sluajeva, kao to jesluaj proizvoda obraenog u ovom radu, bilo bi vrlo korisno napraviti jednu shemu koja e sluiti kao

centralno mjesto upisa i spremanja podataka o konstrukciji proizvoda i preko koje e se jednostavnomijenjati mjere i konstrukcija proizvoda..

Prijedlog daljnjeg rada je dodatna automatizacija, tj. dodavanje novih relacija kako bi korisniktrebao to manje podataka unositi runo, veda to radi Pro/ENGINEER shema.Kao koristan dodatakovoj shemi posluila bi njeno povezivanje sa shemom koja se veu Konaru koristi za izradu sklopastatorskog paketa. Na taj nain odreena koliina podataka ne bi se morala unositi runo ve bi seuitavala direktno iz vepostojee Pro/ENGINEER sheme. Isto tako potrebno je napraviti tehnikudokumentaciju koja e automatski prepoznavati veliine dijelova te prema tome sama automatskikoristiti odgovarajuu veliinu papira (A4, A3, A2...) te orijentirati i postaviti sve dijelove kvalitetnona papir.


36/44

36

7. Dodatak

7.1. Primjer tehnike dokumentacije veliine motora 630M

Slika 24: Tehnika dokumentacija kuite 630M - Nacrt zavarivanja list 1 od 3


37/44

37



38/44

38



39/44

39

Slika 27: Tehnika dokumentacija kuite 630M - Nacrt obrade list 1 od 2


40/44

40

Slika 28: Tehnika dokumentacija kuite 630M - Nacrt obrade list 2 od 2


41/44

41

7.2. Layout sklopa statorskog paketa

Ova shema (layout) se koristi u Konaru za definiranje statorskog paketa koji se ugrauje u kuitekoje je opisano u ovom radu.

Slika 29: Shema za definiranje statorskog paketa - list 1


42/44

42



43/44

43



44/44

Literatura

[1]Skalicki B., Grilec J.: Elektrini strojevi i pogoni, Udbenici sveuilita u Zagrebu, 2005.

[2]Tehnika dokumentacija i projektni podaci tvrtke Konar - Generatori i motori

[3]

Katalog kuita motora izvedbe 6AKR6, 6AKR0, 6APR6, 6APR0

[4]Fundamentals of design, Parametric Technology Corporation

pokretaci za asinhroni motor

Documents