- •1 Загальна частина
- •1.1 Опис технологічного процесу електротехнічної лабораторії
- •1.2 Класифікація кранів і його конструкція
- •1.3 Вибір роду струму і величини живильної напруги
- •1.4 Обґрунтування вибору системи електропривода
- •2 Спеціальна частина
- •2.1 Вихідні дані для розрахунку
- •2.2 Кінематична схема та її опис
- •2.3 Принципова електрична схема та її опис
- •2.4 Розрахунок і вибір потужності електродвигуна
- •2.4.1 Вибір електродвигуна
- •2.4.2 Визначення статичних моментів
- •2.4.3 Визначення динамічних моментів
- •2.4.4 Визначення результуючих моментів
- •2.4.5 Визначення часів по дільницях
- •2.4.6 Визначення еквівалентного моменту та коефіцієнта завантаження
- •2.5 Вибір силового устаткування
- •2.5.1 Розрахунок пускорегулюючих пристроїв
- •2.5.2 Розрахунок гальмових пристроїв
- •2.6 Розрахунок і вибір апаратів захисту і управління
- •2.6.1 Вибір апаратів захисту
- •2.6.2 Вибір апаратів управління
- •2.7 Побудова механічних характеристик
- •3 Охорона праці
- •3.1 Техніка безпеки при експлуатації устаткування
- •3.1.1 Пристрій електроустаткування крана
- •3.1.2 Експлуатація
- •3.2 Протипожежні заходи і заходи по охороні навколишнього середовища
- •3.2.1 Пожежна профілактика
- •3.2.2 Засоби і способи гасіння пожеж
- •3.2.3 Охорона навколишнього середовища
- •Перелік літератури
1.4 Обґрунтування вибору системи електропривода
При виборі системи регульованого електропривода варто вивчити всі можливі варіанти і виконати техніко-економічне обґрунтування.
Необхідно розглядати наступні основні системи:
Тиристорний перетворювач частоти – двигун змінного струму ( ) з автономним інвертором ( ).
Тиристорний перетворювач частоти – двигун змінного струму ( ) з безпосереднім зв'язком (з циклоконвертером).
Тиристорний перетворювач – двигун постійного струму ( ) з послідовною корекцією (на базі ).
Тиристорний перетворювач – двигун постійного струму ( з рівнобіжним включенням зворотних зв'язків (з підсумовуючим підсилювачем).
Асинхронно-вентильний каскад ( ).
Асинхронний електропривод з фазовим управлінням тиристорами в ланцюзі статора ( ).
Двохдвигунний асинхронний диференціальний електропривод ( ).
Двохдвигунний асинхронний диференціальний електропривод ( ) з машинами змінного ( ) і постійного ( ) струму.
Двохдвигунний асинхронний електропривод зі сполученням режимів.
Асинхронний електропривод зі сполученням рухового і гальмового режимів в одній машині.
Асинхронний електропривод з переключенням на групове джерело низької частоти.
Електропривод постійного струму із шунтуванням якоря резисторами.
Багатошвидкісний асинхронний електропривод.
Електропривод постійного струму з регулятором збудження ( ).
Електропривод змінного струму з управлінням силовим контролером типу ККТ-61 ( ).
Порівняльна характеристика систем регульованого електропривода дозволяє дати рекомендації з їх застосування на металургійних агрегатах.
Варіанти №1 і 2. За допомогою систем електропривода змінного струму з частотним регулюванням в окремих випадках можна вирішити ті ж задачі, що і системами , однак діапазон регулювання швидкості при цьому значно менше. Їхнє застосування виправдане з економічної точки зору лише для механізмів із багатодвигунними приводами, високошвидкісних приводів, механізмів, встановлених у вибухонебезпечному середовищі, а також для підвищення продуктивності діючих механізмів з асинхронним електроприводом (за рахунок підвищення частоти до 70–75 Гц і збільшення швидкості в разу).
Варіанти №3 і 4. Системи тиристорного електропривода постійного струму мають найбільш високі регулювальні і динамічні властивості. Їх застосовують на металургійних механізмах, які вимагають плавного регулювання швидкості в широкому діапазоні і забезпечення високої швидкодії.
Застосування цих систем виправдано при менш твердих технологічних вимогах, але при потужності привода в кілька сотень кВт і більш, коли силова комутаційна апаратура і ящики резисторів громіздкі і дорогі.
Варіант №5. Системи рекомендуються:
для механізмів з вентиляторним навантаженням для тривалості включення і діапазоні регулювання ( ), рівному 2–5;
для механізмів повторно-короткочасного режиму з числом включень у годину до 1200 при .
Варіант №6. Система з фазним управлінням тиристорним комутатором у статорі зі зворотним зв'язком по швидкості дозволяє отримати діапазон регулювання . Однак через значний ріст струму зі збільшенням ковзання ця система рекомендується, в основному, для механізмів, які працюють короткочасно на низькій швидкості.
Варіанти №7 і 8. Двохдвигунний електропривод з механічним диференціалом ( ) дає можливість отримати будь-які діапазони східчастого регулювання швидкості при використанні асинхронних двигунів і плавного регулювання при досить обмеженому ( ) діапазоні зміни швидкості одного з двигунів – у схемі з приводом робочого механізму від одного із сонячних коліс диференціала.
Варіант №9 і 10. Схеми накладення постійного струму на змінний в обмотці статора, схема з подачею постійного струму в одну з обмоток двохшвидкісного і схема з переключенням одного з двохдвигунного привода в режим динамічного гальмування рекомендується, як правило, для механізмів, які вимагають різкого зниження швидкості (до 5–10% від номінальної) перед точною зупинкою в заданій позиції.
дозволяє отримати надширокі діапазони регулювання, що не забезпечують інші системи електропривода.
Слід зазначити ряд властивостей , досить коштовних для металургійних механізмів:
обмеження ударних перевантажень при пуску на упор;
можливість тривалої роботи з загальмованим вихідним валом;
ідеальний розподіл навантажень між двигунами;
відсутність перевантаження двигуна, який залишився в роботі, і механічних передач при виході з ладу одного двигуна;
досить висока швидкість обох двигунів при глибокому регулюванні швидкості вихідного вала, що дозволяє не знижувати навантаження самовентильованих двигунів і відмовитися від дорогих установок примусової вентиляції.
Маса асинхронного з великим діапазоном ступінчатого регулювання менше на 30%, а його вартість з урахуванням редуктора складає не більш 50% вартості однорухового електропривода постійного струму за схемою (при однакових загальних діапазонах регулювання швидкості). Схема управління асинхронним досить проста.
Варіант №11. Схема з переключенням на джерело низької частоти рекомендується для ліній з великим числом позиційних електроприводів.
Варіант №12. Схеми із шунтуванням якоря рекомендується застосовувати при наявності електроприводів постійного струму механізмів, які вимагають ступінчатого регулювання, зокрема, для точної зупинки.
Варіант №13. Застосовується аналогічно варіантові №12, але при відсутності особливих вимог до плавності пуску; велике число циклів у годину не допускається.
Варіант № 14. Область застосування схеми з регулюванням збудження традиційна – механізми, регульовані при постійній потужності, коли статичний момент змінюється зворотно пропорційно частоті обертання.
Варіант №15. Для управління двигуном застосовується силовий контролер. Дана система управління знаходить своє застосування для управління двигунами кранових механізмів.
Систему управління вибирають на основі аналізу порівняльних даних: діапазону регулювання, способу управління, зносостійкості, діапазону можливих потужностей електропривода, показників енергетики і динаміки, а також додаткових даних, які визначають умови експлуатації електроприводів.
Вибираємо систему , що найбільше відповідає умовам роботи даного механізму.